1、1課題二 沖裁模刃口尺寸及沖 裁件的結構工藝性知識目標1.熟悉沖裁間隙對沖裁過程的影響。2.掌握沖裁模刃口尺寸計算的基本方法。技能目標1.會計算沖裁件的凸凹模刃口尺寸。2.熟悉設計給定沖裁件的結構。2目錄目錄 2.1 沖裁間隙 2.2 間隙值的確定 2.3 凸模和凹模刃口尺寸計算 2.4 沖裁件的結構工藝性32.1 沖裁間隙 凸模與凹模之間單側的間隙稱為單面間隙，用 Z/2 表示；兩側間隙之間稱為兩面間隙，用 Z 表示。沖裁間隙的大小影響沖裁件的壽命、卸料力、推件力、沖裁力、和沖裁件的尺寸精度。因此，沖裁間隙是沖裁模具設計中一個非常重要的工藝參數。沖裁間隙的定義：是指沖裁模具中凸模與凹模刃口之

2、間的間隙。42.1.1 間隙對沖裁件尺寸精度的影響沖裁件的尺寸精度： 是指沖裁件的實際尺寸與設計的理想尺寸之間的差值。差值越小，則精度越高。這個差值包括兩方面的偏差：一、是沖裁件相對于凸模或凹模尺寸的偏差；二、是模具本身的制造偏差。影響沖裁件尺寸精度的因素：間隙、材料、工件形狀和尺寸。當模具制造精度確定后：間隙較大時，拉伸作用增大，落料件尺寸小于凹模尺寸，沖孔孔徑大于凸模直徑；間隙較小時，擠壓力大，落料件尺寸增大，沖孔孔徑變小。52.1.2 間隙對模具壽命的影響模具失效原因：磨損、變形、崩刃、折斷、漲裂受力：受垂直壓力和側壓力小間隙將使磨損增加，甚至使模具與材料之間產生粘結現象，并引起崩刃、凹

3、模脹裂、小凸模折斷、凸凹模相互啃刃等異常損壞。所以，為了延長模具壽命，在保證沖裁件質量的前提下適當采用較大的間隙值是十分必要的。采用較小間隙，必須提高模具硬度、精度、減小粗糙度、潤滑良好。62.1.3 沖裁間隙對沖裁力的影響間隙對卸料力、推件力的影響比較顯著。隨間隙增大，從凸模上卸下零件和從凹模中推出零件都比較省力（卸料力和推件力都將減小）。隨間隙的增大，材料所受拉應力增大，材料容易斷裂分離，導致沖裁力減小。但沖裁力的降低并不顯著。當單邊間隙達到厚度的15%25%時，卸料力幾乎為0。但間隙過大引起毛刺增加，反而又使卸料力和推件力迅速增加。72.2 間隙值的確定 在沖壓實際生產中，主要根據沖裁件

4、斷面質量、尺寸精度和模具壽命這三個因素綜合考慮，給間隙規定一個范圍值。考慮到在生產過程中的磨損使間隙變大，故設計與制造新模具時應采用最小合理間隙Zmin。2.2.1 2.2.1 理論確定法理論確定法主要依據是保證上、下裂紋重合，且正好交于一條直線上，以獲得良好的斷面質量。沖裁過程中產生裂紋的瞬時狀態 理論確定法根據材料的性質、板料厚度等因素來確定間隙數值，反映了這些因素對模具間隙的影響。8 2.2.2 2.2.2 經驗確定法經驗確定法1.對于尺寸精度、斷面垂直度要求較高的制件，應選用較小的間隙值；2.對于尺寸精度、斷面垂直度要求不太高的制件，應以降低沖裁力、提高模具壽命為主，可以選用較大的間隙

5、值。經驗公式：系數m與材料性質合板料厚度t有關，通常給出一個范圍，用t的百分比表示。沖裁模合理雙面間隙值Z為系數,mmtZ92.3 凸模與凹模刃口尺寸計算重要性：重要性：凸模和凹模的刃口尺寸和公差，直接影響沖裁件的尺寸精度。模具的合理間隙值也靠凸、凹模刃口尺寸及其公差來保證。2.3.1 2.3.1 刃口計算尺寸刃口計算尺寸1.1.根據沖孔和落料的特點根據沖孔和落料的特點（1）設計落料模先確定凹模刃口尺寸。以凹模為基準，間隙取在凸模上，即沖裁間隙通過減小凸模刃口尺寸來取得。（2）設計沖孔模先確定凸模刃口尺寸。以凸模為基準，間隙取在凹模上，沖裁間隙通過增大凹模刃口尺寸來取得。2.2.考慮凸模與凹模

6、的磨損考慮凸模與凹模的磨損（1）根據沖模在使用過程中的磨損規律，設計落料模時，凹模基本尺寸應取接近或等于工件的最小極限尺寸；（2）設計沖孔模時，凸模基本尺寸則取接近或等于工件孔的最大極限尺寸。（3）不論落料還是沖孔，凸、凹模間隙都應選取合理間隙范圍的最小值。103.把握好刃口制造精度與工件精度的關系（1）凸、凹模刃口尺寸精度的選擇，應以保證工件的精度要求為 前提；（2）一般情況下，凸、凹模制造公差可按工件公差的1/3-1/4選取；（3）對于圓形凸、凹模，由于制造容易，精度易控制，制造公差可按IT6、IT7級選取。2.3.2 2.3.2 刃口尺寸計算方法刃口尺寸計算方法2.3.2.1.凸模與凹模

7、分別單獨加工。適用于圓形或矩形等規則形狀刃口的制造。為了保證間隙值，應滿足下列關系式：或者落料與沖孔時，凸、凹模刃口尺寸、公差與沖裁件尺寸及其公差的關系如下圖所示。minmaxZZTTdP)(6.0)(4.0minmaxminmaxZZTZZTdP11沖模刃口尺寸的確定 概括刃口尺寸計算原則如下：1.依據落料由凹模決定沖孔由凸模決定2.考慮磨損問題落料時，凹模尺寸為沖裁件的最小尺寸沖孔時，凸模尺寸為沖裁件的最大尺寸12 5.尺寸偏差應按“入體”原則標注落料件上偏差為零，下偏差為負；沖孔件上偏差為正，下偏差為零。凸模與凹模分別加工計算模具刃口尺寸公式：1.沖孔dd0min0d0)()( 凹模刃口

8、尺寸)( 凸模刃口尺寸TTpTPZKdKddKddP132.落料0min0p0)()( 凸模刃口尺寸)( 凹模刃口尺寸dPPTTdTdZKDKDDKDD3.孔心距當工件上需要沖制多個孔時，孔心距的尺寸精度由凹模孔心距保證。81)21(21)21(minminLTLLdd 2.3.2.2 凸模與凹模配合加工是先按尺寸和公差制造出凹模或凸模其中一個（基準件），然后依此為基準再按最小合理間隙配作另一件。 14（2）尺寸標注簡單，只在基準件上標注尺寸和制造公差，配制件只標注有關的基本尺寸并注明配做應留的間隙值。一個凸模或凹模會同時存在著三類不同磨損性質的尺寸：1.凸模或凹模會增大的尺寸；2.凸模或凹模

9、磨損后會減小的尺寸；3.凸模或凹模磨損后基本不變的尺寸。1.磨損后變大的尺寸，采用分開加工時的落料凹模尺寸計算公式。2.磨損后變小的尺寸，采用分開加工時的沖孔凸模尺寸計算公式。3.磨損后不變的尺寸，采用分開加工時的孔心距尺 寸計算公式。4.刃口制造偏差可按工件相應部位公差值的1/4來選取。對于刃口尺寸磨損后無變化的制造偏差值可取工件相應部位公差值的1/8并加以（）。根據尺寸類型，采用不同計算公式： 15形狀復雜沖孔工件和沖孔凸模磨損情況1.凸模磨損后尺寸減小0)(PTPKAA2.凸模磨損后尺寸增大PTPKBB0)(3.凸模磨損后尺寸沒有變化 16 如圖圖示零件，材料為Q235鋼，料厚t=0.6

10、mm。由沖孔和落料兩道工序沖制而成計算沖裁凸、凹模刃口尺寸及公差。 例(書本P30)：解：由圖可知，該零件屬于無特殊要求的一般沖孔、落料。 由mm18和孔心距尺寸mm62由落料獲得，孔mm36尺寸062.0mm02.0mm)04.006.0(，mm06.0Z，mm04.0，則）%10%7范圍為（可得，間隙42于軟鋼，查表沖孔同時獲得。材料屬minmaxmaxminZZZt由公差表查得：。5.0取,級14為mm36;75.0取,級12為mm62062.012.00KITKIT1704.006.0012.0008.0minmaxZZTTdPmm13.6 )04.009.6()( mm6.09 )1

11、2.075.06()( 0.01200.01200min00.008-0008.00dPTPdTPZddkdd沖孔：設凸、凹模分別按IT6和IT7級加工制造，則校核：0.02mm=0.02mm，故滿足間隙公差條件。180.016 + 0.025 = 0.04 0.02（不能滿足間隙公差條件）落料：故： mm65.53 )04.05.090.35()(mm69.35 )10.05.036()(00.016-0016.00min0.02500.02500PdTdPTdZDDkDD校核：因此，只有縮小，提高制造精度，才能保證間隙在合理范圍內，由此可取： mm012.0)(6.0mm008.0)(4.0minmaxdminmaxZZTZZTP0008.0012.0065.35,69.35PdDD孔心距：mm023.018 09.02125.081LLLd192.4 沖裁件的結構工藝性沖裁件的工藝性分析沖裁件的工藝性是指沖裁件對沖壓工藝的適應性，即沖裁件的結構、形狀、尺寸及公差等技術要求是否符合沖裁加工的工藝要求