0 前言在冲裁模设计中 ,其凸模、凹模刃口尺寸和公差的确定是一个重要环节。它不仅影响到冲裁件的加工精度、断面质量和模具使用寿命 ,而且还关系到模具的加工方法。模具的合理间隙值也是靠凸模、凹模刃口尺寸及公差保证。一般当刃口的形状复杂且尺寸精度要求较高时 ,多采用配制加工方法制造凸模、凹模。按理论方法来设计凸模、凹模刃口尺寸时 ,如果是落料工序 ,应该以凹模作为基准件先制造 ,凸模作为非基准件按凹模实际尺寸和最小合理间隙配制。而对于冲孔工序 ,凸模则作为基准件先制造 ,凹模作为非基准件按凸模实际尺寸和最小合理间隙配制。设计时可以根据基准件 (凸模或凹模 )磨损后尺寸变大、变小和不变 ,分别采用如下三类理论公式计算模具刃口尺寸 :磨损后尺寸变大 :Ａ =(Ａｍａｘ -ｘΔ) +δ0 ( 1 )磨损后尺寸变小 :Ｂ =(Ｂｍｉｎ +ｘΔ) 0-δ ( 2 )磨损后尺寸不变 :Ｃ=(Ｃｍｉｎ + 0 .5Δ) ± 0 .5δ ( 3)式中 :Ａ、Ｂ、Ｃ为模具的相应刃口尺寸 ;Ａｍａｘ、Ｂｍｉｎ、Ｃｍｉｎ 为工件相应的最大、最小极限尺寸 ;ｘ为磨损系数 ;Δ为工件公差 ;δ为刃口制造公差 ,一般取Δ/4。但在实际生产中 ,由于设备、加工方法和生产习惯等原因 ,某些工厂在制模中 ,不管是落料还是冲孔都是先做凸模再配制凹模 ,或者反之。这样就需要把先做的那个零件的刃口尺寸先确定下来 ,这个零件如果是基准件的话 ,我们直接可以通过上述 3个理论公式计算得到 ,而当这个零件是非基准件时 ,就无理论计算公式可直接套用 ,需要通过尺寸换算来得到加工时用的尺寸与公差。1 刃口尺寸换算的分析换算的基本思路是根据基准件的理论计算公式变换成非基准件的实用计算公式 ,下面从落料和冲孔两种情况进行分析。1 .1 落料时 ,把凹模尺寸换算到凸模的情况由于是落料 ,我们可以通过理论公式计算出凹模的尺寸。如果我们将算得的凹模基本尺寸减去或加上一个最小合理间隙 ,再标上制造偏差 ,是否就是换算到凸模上的尺寸呢 ?显然这样直接换算过去是不妥的 ,因为这样换算的话 ,必须满足δ凸 +δ凹 ≤Ζｍａｘ-Ｚｍｉｎ才能保证以后冲出的工件尺寸符合要求 ,这样显然就失去了采用配制加工来降低制造难度的意义。ａ 落料件形状及尺寸 ｂ 凸、凹模刃口形状尺寸关系 图 1 凹模尺寸换算到凸模的关系图当凹模尺寸向凸模换算时 ,根据图 1ｂ可以看出 ,基本尺寸从凹模换算到凸模上有变大、变小、不变三种情况 ,所以我们也按这三种情况来分析 :( 1 ) 基本尺寸从凹模换算到凸模上变大的尺寸 (图 1ｂ中Ａ尺寸 )由于以后实际加工时 ,凹模按凸模实际尺寸配制 ,故由图 1ｂ中凸模、凹模刃口间关系 ,可以得到 :Ａ凹ｍｉｎ =Ａ凸ｍｉｎ +Ｚｍｉｎ, Ａ凹ｍａｘ =Ａ凸ｍａｘ +Ｚｍａｘ将Ａ凸 换到等式左边 ,Ａ凸ｍｉｎ =Ａ凹ｍｉｎ -Ｚｍｉｎ, Ａ凸ｍａｘ =Ａ凹ｍａｘ -Ｚｍａｘ制造时可取 :Ａ凸 =(Ａ凹ｍａｘ -Ｚｍａｘ) 0-δ凸 ( 4 )δ凸 =Ａ凸ｍａｘ -Ａ凸ｍｉｎ =(Ａ凹ｍａｘ -Ａ凹ｍｉｎ) - (Ｚｍａｘ -Ｚｍｉｎ)=δ凹 - (Ｚｍａｘ -Ｚｍｉｎ)为了保证凹模制造精度 ,一般取δ凹 =Δ/4 ,即 :δ凸 =Δ/4 - (Ｚｍａｘ -Ｚｍｉｎ) 确定公式 ( 4 )中的Ａ凹ｍａｘ。这组尺寸属基准件凹模上的尺寸 ,磨损后尺寸变大 ,可根据公式 ( 1 )来确定 :Ａ凹ｍａｘ =Ａｍａｘ -ｘΔ+δ凹将Ａ凹ｍａｘ代入公式 ( 4 )中 ,得到凸模上变大的尺寸 :Ａ凸 =(Ａｍａｘ -ｘΔ+δ凹 -Ｚｍａｘ) 0-δ凸 ( 5 ) ( 2 ) 基本尺寸从凹模换算到凸模上变小的尺寸 (图 1ｂ中Ｂ尺寸 ) ,根据凸模、凹模先后加工顺序和图 1ｂ中形状尺寸关系可得 :Ｂ凹ｍｉｎ =Ｂ凸ｍｉｎ -Ｚｍａｘ, Ｂ凹ｍａｘ =Ｂ凸ｍａｘ -Ｚｍｉｎ将Ｂ凸 换到等式左边 ,Ｂ凸ｍｉｎ =Ｂ凹ｍｉｎ +Ｚｍａｘ, Ｂ凸ｍａｘ =Ｂ凹ｍａｘ +Ｚｍｉｎ制造时可取 :Ｂ凸 =(Ｂ凹ｍｉｎ +Ｚｍａｘ) +δ凸0 ( 6 ) 确定公式 ( 6 )中的Ｂ凹ｍｉｎ。这组尺寸属基准件凹模上的尺寸 ,磨损后尺寸变小 ,可根据公式( 2 )来确定 :Ｂ凹ｍｉｎ =Ｂｍｉｎ +ｘΔ-δ凹将Ｂ凹ｍｉｎ代入公式 ( 6 )中 ,得到凸模上变小的尺寸 :Ｂ凸 =(Ｂｍｉｎ +ｘΔ-δ凹 +Ｚｍａｘ) δ凸0 ( 7) ( 3) 基本尺寸从凹模换算到凸模上不变的尺寸 (图 1ｂ中Ｃ尺寸 ) ,从图 1ｂ中可看出 ,对这类尺寸不必换算 ,只需对称式减少其公差 ,即 :Ｃ凸 =Ｃ凹 ± 0 .5δ凸 ( 8)1 2 冲孔时 ,把凸模尺寸换算到凹模的情况当凸模尺寸向凹模换算时 ,根据图 2ｂ可以看出 ,基本尺寸从凸模换算到凹模上也有变大、变小、不变三种情况 ,同样可根据图 2ｂ中凸模、凹模、刃口间关系 ,按上述步骤进行换算分析。ａ 冲孔件孔形及尺寸 ｂ 凸模、凹模刃口形状尺寸关系 图 2 凸模尺寸换算到凹模的关系图同理可得 :( 1 ) 基本尺寸从凸模换算到凹模上变小的尺寸 (图 2中Ａ尺寸 )Ａ凹 =(Ａｍａｘ -ｘΔ+δ凸 -Ｚｍａｘ) 0-δ凹 ( 9)(2 ) 基本尺寸从凸模换算到凹模上变大的尺寸 (图 2中Ｂ尺寸 )Ｂ凹 =(Ｂｍｉｎ +ｘΔ-δ凸 +Ｚｍａｘ) +δ凹0 ( 1 0 ) ( 3) 基本尺寸从凸模换算到凹模上不变的尺寸 (图 2中Ｃ尺寸 )Ｃ凹 =Ｃ凸 ± 0 .5 凹 ( 1 1 )δ凹 =δ凸 - (Ｚｍａｘ -Ｚｍｉｎ)为了保证凸模制造精度 ,一般取δ凸 =Δ/4。2 刃口尺寸换算的计算公式上述分析得出的 6个转换公式 ,实质上可以把它们归结为 3类公式 ,即 :( 1 ) 换算后尺寸变小的 :Ａ非基准 =(Ａｍａｘ -ｘΔ +δ基准 -Ｚｍａｘ) 0-δ ( 1 2 ) ( 2 ) 换算后尺寸变大的 :Ｂ非基准 =(Ｂｍｉｎ +ｘΔ-δ基准 +Ｚｍａｘ) +δ0 ( 1 3) ( 3) 换算后尺寸不变的 :Ｃ非基准 =(Ｃｍｉｎ - 0 .5Δ) ± 0 .5δ非基准 ( 1 4)式中 :Ａ非基准 、Ｂ非基准 、Ｃ非基准 为非基准件的相应刃口尺寸 ;Ａｍａｘ、Ｂｍｉｎ、Ｃｍｉｎ为工件相应的最大、最小极限尺寸 ;ｘ为磨损系数 ;Δ为工件公差 ;δ基准 为基准件制造公差 ,一般取Δ/4 ;δ非基准 为非基准件制造公差 ,一般取δ非基准 =δ基准 - (Ｚｍａｘ-Ｚｍｉｎ) ;Ｚｍａｘ、Ｚｍｉｎ为最大、最小合理间隙。3 结论通过上述三个公式 ,可以在先制件为非标准件时 ,方便地用来算得冲裁模的凸模、凹模刃口尺寸及公差。经过实践证明 ,所加工的模具不仅质量、寿命符合要求 ,冲裁出的件合格 ,而且更符合现场生产习惯 ,是一种较为实用的冲裁模刃口尺寸确定方法冲裁模刃口尺寸计算公式@何东$山东建筑工程学院教务处!山东济南250014冲裁模;;刃口尺寸;;凸模;;凹模;;计算公式在冲裁模设计中,冲裁模的凸模、凹模刃口尺寸计算公式是根据落料以凹模为基准件配制凸模 ,冲孔以凸模为基准件配制凹模的原则建立的。但在实际生产中 ,由于条件和习惯的原因 ,部分工厂采用不分落料、冲孔 ,均是先制造凸模 ,再配制凹模 ,或者反之 ,这样就需要进行换算。本文根据基准件理论公式 ,考虑到模具磨损后尺寸变大、变小和不变的三种情况 ,由基准件向非基准件换算 ,通过图解分析、公式变换 ,导出方便、实用的刃口尺寸 (A非 ,B非 ,C非)计算公式 ,解决了当先制件为非基准件时 ,其刃口尺寸计算无理论公式直接套用的问题。<1> 王孝培 .冲压手册
.北京 :机械工业出版社 ,1990 .
<2 > 中国机械工程学会锻压学会 .锻压手册第 2卷 .北京 :机械工业出版社 ,1993.
<3> 赵振铎 .板料冲裁原理与合理间隙 .广东 :海南出版公司 ,1994.
<4 > 王广春 ,等 .基于RP&M的快速模具制造技术 .山东工业大学学报 ,2 0 0 0 (4 ) :182 188Ｚｍａｘ) +δ凹0 ( 1 0 ) ( 3) 基本尺寸从凸模换算到凹模上不变的尺寸 (图 2中Ｃ尺寸 )Ｃ凹 =Ｃ凸 ± 0 .5 凹 ( 1 1 )δ凹 =δ凸 - (Ｚｍａｘ -Ｚｍｉｎ)为了保证凸模制造精度 ,一般取δ凸 =Δ/4。2 刃口尺寸换算的计算公式上述分析得出的 6个转换公式 ,实质上可以把它们归结为 3类公式 ,即 :( 1 ) 换算后尺寸变小的 :Ａ非基准 =(Ａｍａｘ -ｘΔ +δ基准 -Ｚｍａｘ) 0-δ ( 1 2 ) ( 2 ) 换算后尺寸变大的 :Ｂ非基准 =(Ｂｍｉｎ +ｘΔ-δ基准 +Ｚｍａｘ) +δ0 ( 1 3) ( 3) 换算后尺寸不变的 :Ｃ非基准 =(Ｃｍｉｎ - 0 .5Δ) ± 0 .5δ非基准 ( 1 4)式中 :Ａ非基准 、Ｂ非基准 、Ｃ非基准 为非基准件的相应刃口尺寸 ;Ａｍａｘ、Ｂｍｉｎ、Ｃｍｉｎ为工件相应的最大、最小极限尺寸 ;ｘ为磨损系数 ;Δ为工件公差 ;δ基准 为基准件制造公差 ,一般取Δ/4 ;δ非基准 为非基准件制造公差 ,一般取δ非基准 =δ基准 - (Ｚｍａｘ-Ｚｍｉｎ) ;Ｚｍａｘ、Ｚｍｉｎ为最大、最小合理间隙。3 结论通过上述三个公式 ,可以在先制件为非标准件时 ,方便地用来算得冲裁模的凸模、凹模刃口尺寸及公差。经过实践证明 ,所加工的模具不仅质量、寿
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