1、新會岡州職業技術學校教案首頁課程名稱：沖壓模結構與模具制造 授課教師：黃浴梅 授課班級13模具、13數控授課日期2014年 9 月 26 日 至 2014 年 10月 13 日（第 四 周星期 五 至 第 七 周星期 一 ）授課內容（章節名稱）項目三：沖裁工藝與模具設計（凸、凹模刃口尺寸計算）授課方式講授教 具沖壓產品，例如：墊圈、不銹鋼杯等;一套落料模具教學目標1、掌握沖裁模刃口尺寸計算原則；2、掌握沖裁模刃口尺寸計算方法。教學重點1、凸模與凹模刃口尺寸計算原則；2、刃口尺寸計算原則和方法。教學難點配合加工法計算凸模與凹模刃口尺寸。教學過程時間分配共 6 課時；其中：每2課時時間安排1、復習

2、舊課（10分鐘）2、引入新課：（10分鐘）3、講授新課（200分鐘）4、小結（10分鐘）5、布置作業（10分鐘）課后體會：這部分教學內容是模具設計教學的基礎核心知識，學生必須學好沖裁工藝及其計算，認識沖裁模的結構等，才有能力開展簡單的模具設計的工作。通過學習，部分學生已基本達到上述教學目標要求，可以進行下一步關于模具設計的學習。新會岡州職業技術學校教案 第 1 頁一、復習舊課（10分鐘）1、沖裁間隙的定義；2、分析間隙的重要性 ；3、沖裁間隙的確定。二、引入新課：（10分鐘） 拆一套落料模具,演示每個零件,并講解設計步驟、原理，簡述確定凸模與凹模刃口尺寸的重要性，希望學生努力克服困難

3、，認真學習凸模與凹模刃口尺寸的計算。 三、講授新課（200分鐘） 項目三：沖裁工藝及沖裁模具設計 凸模與凹模刃口尺寸的確定一、凸模與凹模刃口尺寸的確定沖裁件的尺寸精度主要是由沖模的制造精度決定的。即取決于凸模與凹模的刃口尺寸。因此，正確確定凸模和凹模的刃口尺寸和公差，是沖裁模設計的一項重要工作。二、凸模與凹模刃口尺寸確定的原則我們已經知道，沖裁件的斷面有圓角、光面、毛面和毛刺四個部分。而在沖裁件的測量與使用中，都是以光面的尺寸為基準的。根據觀察與分析，落料件的尺寸接近于凹模尺寸，而沖孔件的尺寸接近于凸模尺寸。故計算凸模與凹模刃口尺寸時，應按落料與沖孔兩種情況分別進行。其計算原則如下：

4、1.  落料時  以凹模尺寸為基準，即先確定凹模尺寸。考慮到凹模尺寸在使用過程中因磨損而增大，故落料件的基本尺寸應取工件尺寸公差范圍內的較小尺寸，而落料凸模的基本尺寸，則按凹模基本尺寸減最小初始間隙。2.  沖孔時  以凸模尺寸為基準，即先確定凸模尺寸。考慮到凸模尺寸在使用過程中因磨損而減小，故沖孔件的基本尺寸應取工件尺寸公差范圍內的較大尺寸，而沖孔凹模的基本尺寸，則按凸模基本尺寸加最小初始間隙。3.  凸模與凹模刃口的制造公差  根據工件的精度要求而定。一般取比工件精度高二到三級的精度。考慮到凹模比凸模加工稍難，凹模比凸模低一級。新

5、會岡州職業技術學校教案 第2頁三、凸模與凹模刃口尺寸的計算方法凸模與凹模刃口尺寸的計算，與加工方法有關。加工方法可分為：圖1沖孔落料時刃口尺寸與公差的關系a）落料     b）沖孔1.分開加工  這種加工方法凸模與凹模間隙的均勻性純靠加工精度保證，目前多用于圓形或簡單規則形狀的工件。沖模刃口與工件尺寸及公差分布如圖1所示。其計算公式如下根據計算原則可以導出：落料時：DA=(Dmax-x) +0A            

6、0;                    (2-3) DT=(DA-Zmin)0-T =(Dmax-X-Zmin) 0-T                   (2-4)沖孔時：dT=(dmin+x) 0-T 

7、0;                               (2-5)dA=(dT+Zmin) +0A =(dmin+X+Zmin) +0A             

8、;     (2-6)式中  DA、DT落料凹模尺寸dT、dA沖孔凸、凹模尺寸Dmax落料件的最大極限尺寸dmin沖孔件的最小極限尺寸                           沖裁件制造公差       &#

9、160;                                                 &#

10、160;                    Zmin最小初始雙面間隙                           &#

11、160;           T、A凸、凹模的制造公差，可查表2-4，或取T0.4（Zmax-Zmin）、A0.6（Zmax-Zmin）；x系數，在0.51之間， 與工件精度有關，可查表2-5或按下列值選取：工件精度IT10以上    x=1新會岡州職業技術學校教案 第3頁工件精度IT11IT13    x=0.75工件精度IT14         x=0.

12、5采用分開加工法時，因要分別標注凸、凹模刃口尺寸與公差，所以無論沖孔或落料，為了保證間隙值，必須驗算下列條件：|T|+|A|（Zmax-Zmin）                                 (2-7)如果不滿足上式，當稍不滿足時，可適當調整T、A值以滿足上述

13、條件，這時，可取T0.4（Zmax-Zmin）、A0.6（Zmax-Zmin），如果相差很大，則應采用配合加工法。2配合加工  這種加工方法凸模與凹模間隙的均勻性依靠工藝方法保證。配合加工又可分為先加工凸模，配作凹模與先加工凹模配作凸模兩種。其方法是先按設計尺寸制造一個基準件，（凸模或凹模），然后根據基準件制造出的實際尺寸按所需的間隙配作另一件，這樣在圖中的尺寸就可以簡化，只要先標基準件尺寸及公差，而另一件只注明按基準件配作加工，并給出間隙值即可以了。這種方法不僅容易保證間隙，而且制造加工也較容易，廣泛運用于目前工廠的實際制作。它特別適合于各種復雜幾何形狀的凸、凹模刃口尺寸的計算。配

14、合加工的計算以圖2-a的工件為例，方法如下：因該零件為落料件，故以凹模為基準件來配作凸模。圖2-10b為沖裁該工件所用落料凹模的刃口的輪廓圖，圖中虛線表示凹模刃口磨損后尺寸的變化情況。從圖中可以看出，凹模磨損后刃口尺寸有變大、變小、和不變三種情況，所以凹模刃口尺寸也分三種情況來進行計算。（1）凹模磨損后尺寸變大的：A1、 A2 、A3；圖2 配合加工法按一般落料凹模計算公式：AA=(Amax-x) +0A                 

15、;       (2-8)（2）凹模磨損后尺寸變小的：B1、 B2 、B3；按一般沖孔凸模計算公式：BA=(Bmin+x) 0-A                                 &#

16、160;            (2-9)（1）凹模磨損后尺寸不變的：C1、 C2 、；其基本公式為CA=(Cmin+0.5) 0.5A式中  AA 、BA、 CA相應的凹模刃口尺寸，Amax工件的最大極限尺寸，Bmin工件的最小極限尺寸，新會岡州職業技術學校教案 第4頁C工件的基本尺寸，工件的公差，A凹模的制造公差，通常取A=/4計算出的落料凹模尺寸及公差標注在凹模圖紙上，而落料凸模尺寸不需計算，只要在凸模圖紙上標上基本尺寸并注明：“凸模刃口尺寸按凹模實際尺寸配作，保證雙面

17、最小間隙Zmin”即可。1. 線切割加工目前工廠廣泛使用的電火花線切割加工，其實質是屬于配合加工的一種工藝，一般是在凸模上標注尺寸和制造公差，而在凹模上只標注基本尺寸并注明：“凹模刃口尺寸按凸模實際尺寸配作，保證雙面最小間隙Zmin”。凸模的尺寸可以由前面的公式轉換而得到。但由于電加工時鉬絲和放電間隙的存在，因此在具體的工藝尺寸確定上會有一定的差異，具體計算詳見模具制造工藝學有關章節。例1  沖制如圖3所示墊圈，材料為Q235鋼，料厚t=1mm，計算沖裁凸模和凹模刃口尺寸。圖3 墊圈解：外形30mm屬于落料，內形13mm屬于沖孔，外形30尺寸為未注公差尺寸，一般按

18、IT14級確定其公差。查公差表得其公差值為0.52，因為外形尺寸，故按基軸制寫為30計算過程如下：（2）落料30mm                            DA=(Dmax-x) +0A          

19、0;      DT=(DA-Zmin)0-T =(Dmax-X-Zmin) 0-T  查表2-3、2-4和表2-5得：Zmin =0.100mm      Zmax=0.140mm；  A =0.025mm     T =0.020mm；  x=0.5校核條件:|T|+|A|=0.02+0.025=0.045；（Zmax-Zmin）=0.140-0.100=0.040說明不滿足|T|+|A|（Zmax-Zmin）條件，但因為

20、相差不大，可調整如下：T=0.4（Zmax-Zmin）=0.4×0.040=0.016mm A=0.6（Zmax-Zmin）=0.6×0.040=0.024mm將已知數據代入公式得:DA=(30-0.5×0.52) +00.024=29.74+00.024 mm                新會岡州職業技術學校教案 第5頁DT=(29.74-0.10)0-0.016=29.640-0.016  mm（3）

21、 沖孔13mmdT=(dmin+x) 0-T                  dA=(dT+Zmin) +0A =(dmin+X+Zmin) +0A查表2-5、2-6和表2-7得：Zmin =0.100mm     Zmax=0.140mm； A =0.020mm    T =0.020mm； x=0.5校核條件:|T|+|A|=0.02+0.020=0.

22、040；（Zmax-Zmin）=0.140-0.100=0.040說明滿足|T|+|A|（Zmax-Zmin）條件將已知數據代入公式，即得dT=(13+0.5×0.43) 0-0.020=13.22 0-0.020mm                 dA=(13.22+0.100) +00.020 =13.32 +00.020mm例2 如圖4所示制件，其材料為08鋼，料厚2mm，求凸、凹模刃口尺寸及公差。圖4 刃口計算實例解

23、：考慮到工件形狀復雜，宜采用配作法加工凸、凹模。此制件為落料件，故以凹模為基準件來配作凸模。凹模磨損后其尺寸變化有三種情況，見圖4（b）。（1）凹模磨損后尺寸變大的：80、 40；40為未注公差尺寸，一般按IT14確定其公差，查公差值表可以確定公差為0.62，因40為外形尺寸，按基軸制標注為40。其計算公式 ：AA=(Amax-x) +0A   查表2-7得：x1=0.75,  x2=0.5 ,取A= /4將已知數據代入公式得：A1A =(80-0.75×0.4)=79.7mmA2A=(40-0.50×0.62)=39.69mm（2）凹模磨損后

24、尺寸變小的：22±0.14mm；其計算公式：BA=(Bmin+x) 0-A 查表2-7得x=0.75，取A= /4將已知數據代入公式得： BA=(21.86+0.75×0.28) mm                              (3)  凹模磨損后尺寸不變的：15mm；新會岡州職業技術學校教案 第6