凸模与凹模的刃口尺寸计算方法

凸模和凹模的刃口尺寸和公差，直接影响冲裁件的尺寸精度。合理的间隙值也是靠凸模和凹模刃口的尺寸和公差来保证的。它的确定需考虑到冲裁变形的规律、冲裁件精度要求、模具磨损和制造特点等情况。

1.凸、凹模刃口尺寸计算原则

实践证明，落料件的尺寸接近于凹模刃口的尺寸，而冲孔件的尺寸则接近于凸模刃口的尺寸。在测量与使用中，落料件是以大端尺寸为基准，冲孔件是以小端尺寸为基准，即落料和冲孔都是以光亮带尺寸为基准的。冲裁时，凸模会越磨越小，凹模会越磨越大。考虑以上情况，在决定模具刃口尺寸及其制造公差时应遵循以下原则：

1）落料时，制件尺寸决定于凹模尺寸；冲孔时，孔的尺寸决定于凸模尺寸。故设计落料模时，应以凹模为基准，间隙取在凸模上；设计冲孔模时，应以凸模为基准，间隙取在凹模上。因使用中，随着模具的磨损，凸、凹模间隙将越来越大，所以初始设计时，凸、凹模间隙应取最小合理间隙。

2）由于冲裁中凸模、凹模的磨损，故在设计落料模时，凹模公称尺寸应取工件尺寸公差范围内的较小尺寸；设计冲孔模时，凸模公称尺寸应取工件尺寸公差范围内的较大尺寸。这样，在凸模、凹模受到一定磨损的情况下仍能冲出合格零件。

3）凹、凸模的制造公差主要与冲裁件的精度和形状有关。一般比冲裁件的精度高2～3级。若零件没有标注公差，则对于非圆形件，按国家标准“非配合尺寸的公差数值”的IT14精度处理，对圆形件可按IT10精度处理。模具精度与冲裁件精度对应关系见附录D表D-1。

4）冲裁模刃口尺寸均按“人体”原则标注，即凹模刃口尺寸偏差标注正值，凸模刃口尺寸偏差标注负值；而对于孔心距，以及不随刃口磨损而变的尺寸，取为双向偏差。

冲裁模刃口尺寸与公差位置关系见图3-10。

图3-10 冲裁模刃口尺寸与公差位置

a）落料 b）冲孔

2.凸、凹模刃口尺寸计算

由于模具的加工和测量方法不同，凸模与凹模刃口部分尺寸的计算方法可分为两类。

（1）凸模与凹模分开加工 这种方法适用于圆形或简单规则形状的冲裁件。为了保证合理的间隙值，其制造公差（凸模制造公差δ_p，凹模制造公差δ_d）必须满足下列关系：

|δ_p|+|δ_d|≤Z_max-Z_min其取值有以下几种方法：

1）按表3-10查取。

2）规则形件一般可按凸模IT6、凹模IT7级精度查标准公差表选取。

表3-10 规则形状（圆形、方形）冲裁时凸、凹模制造公差 （单位：mm）

3）按下式取值：

δ_p=0.4（Z_max-Z_min），δ_d=0.6（Z_max-Z_min） （3-3）

冲孔：

落料：

孔心距：

L_d=（L_min+0.5Δ）±0.125Δ （3-8）

式中 D_d、D_p——落料凹模与凸模刃口尺寸（mm）；

d_d、d_p——冲孔凹模与凸模刃口尺寸（mm）；

L_min——制件孔距最小极限尺寸（mm）；

D_max——落料件最大极限尺寸（mm）；

d_min——冲孔件最小极限尺寸（mm）；(www.xing528.com)

δ_p、δ_d——凸模下偏差与凹模上偏差（mm）；

Δ——冲裁件公差（mm）；

Z_min——凸、凹模最小初始双面间隙（mm）；

x——磨损系数，与制造精度有关，可按表3-11选取，或按下列关系

选取：

冲裁件精度IT10以上时，x=1；

冲裁件精度IT11～IT13时，x=0.75；

冲裁件精度IT14以下时，x=0.5。

表3-11系 数x

（2）凸模与凹模配合加工 对于形状复杂或薄材料的工件，为了保证凸、凹模间一定的间隙值，必须采用配合加工。此方法是先加工其中一件（凸模或凹模）作为基准件，再以它为标准来加工另一件，使它们之间保持一定的间隙。因此，只在基准件上标注尺寸和公差，另一件配模只标注公称尺寸及配作所留的间隙值。这样δ_p、δ_d就不再受间隙的限制。通常可取δ=Δ/4。这种方法不仅容易保证很小的间隙，而且还可放大基准件的制造公差，使制模容易，成本降低。

1）落料模。落料时应以凹模为基准模，配制凸模。设图3-11a为某落料凹模刃口形状及尺寸，按工作时，凹模磨损后尺寸分变大、变小和不变三种情况：

①凹模磨损后变大的尺寸（如图3-11a中A₁、A₂），可按落料凹模尺寸公式计算：

②凹模磨损后变小的尺寸（如图3-11a中B₁、B₂），相当于冲孔凸模尺寸：

图3-11 冲裁模刃口尺寸类型

a）落料凹模刃口 b）冲孔凸模刃口

③凹模磨损后不变的尺寸（如图3-11a中C₁、C₂），相当于孔心距：

C_d=（C+0.5Δ）±δ_d/2 （3-11）

落料凸模刃口尺寸按凹模尺寸配制，并在图样技术要求中注明“凸模尺寸按凹模实际尺寸配制，保证双面间隙为Z_min～Z_max”。

2）冲孔模。冲孔时应以凸模为基准模，配制凹模。设图3-11b为某冲孔凸模刃口形状及尺寸，按工作时，凸模磨损后尺寸变大、变小和不变三种情况：

①凸模磨损后变小的尺寸（如图3-11b中A₁、A₂），可按冲孔凸模尺寸公式计算：

②凸模磨损后变大的尺寸（如图3-11b中B₁、B₂），可按落料凹模尺寸公式计算：

③凸模磨损后不变的尺寸（如图3-11b中C₁、C₂），相当于孔心距：

C_p=（C+0.5Δ）±δ_p/2 （3-14）

此时，冲孔凹模刃口尺寸按凸模尺寸配制，并在图样技术要求中注明“凹模尺寸按凸模实际尺寸配制，保证双面间隙为Z_min～Z_max”。