图1 非标准联合安装固定板精度的设计
本文以汽车模具结构中典型非标准零部件为例，以国家标准为准则，理论联系实际，介绍了冲压模具结构中典型非标准零部件的精度设计。
尺寸精度的设计
尺寸精度的设计是模具结构及非标准件设计中的重要部分，对模具结构及非标准件能否压制出合格的产品件的使用精度、性能和加工成本影响很大。尺寸精度设计包括配合制、标准公差等级和配合三方面的选用。
1.正确选择配合制和配合的使用
（1）常规情况下应优先选用基孔制配合，主要从加工工艺和成本方面考虑，如用铣刀、镗刀和钻头等定值刀具。
加工小尺寸高精度的孔，每一把刀具只能加工某一尺寸的孔，而用同一把车刀或一个砂轮可以加工不同尺寸的轴。加工小尺寸高精度的孔，每一把刀具只能加工某一尺寸的孔，而用同一把车刀或一个砂轮可以加工不同尺寸的轴。
因此，改变轴的极限尺寸在加工工艺上所产生的困难和增加的成本，与改变孔的极限尺寸相比要小得多。因此，采用基孔制配合，可以减少定值刀具的规格和数量，可以降低加工成本而获得显著的经济效益。
（2）尽量选用常用公差带及优先和常用配合（GB/T1801-1999），若不满足要求时，允许将任一孔、轴公差带组成满足要求的配合。
2.未注公差的线性和角度尺寸的一般公差的选用
一般公差是指在生产现场的通常加工条件下，机床设备的能力可达到的公差（在正常维护和操作情况下，它代表生产现场正常的加工精度）。功能上允许的公差等于或大于一般公差的尺寸。按GB/T1084-2000规定，采用一般公差的线性和角度尺寸后不单独注出极限尺寸偏差，但是，当选取表中的未注公差尺寸的一般公差的公差等级时，要考虑生产现场的精度并由相应的技术文件或标准做出具体规定。对任一单一尺寸，如功能要求比一般公差更小的公差或允许更大的公差，而该公差更为经济时，应在尺寸后直接标注出极限偏差。
形状和位置精度设计
形状和位置精度的设计是模具结构及非标准件设计中的重要部分。对于模具结构及非标准结构件形状和位置精度有较高要求的（要素），如何选择形状和位置公差特征项目、基准（要素）、公差原则和公差数值，这是形状和位置精度设计的内容。
1.形状和位置公差特征项目的选用
选择形状和位置公差特征项目的依据是模具结构及非标准零部件的工作性能要求、模具结构及非标准件在加工过程中产生形状和位置误差的可能性。
图4 镶块底面与机构滑块上安装面结合面
2.基准要素的选择
基准要素的选择主要依据零部件的功能和设计的要求，并兼顾基准统一原则和零部件结构的特征，常规可从以下几个方面来考虑：
（1）从设计考虑，要根据零部件结构功能的要求及要素之间的几何关系来选择基准，比如对于旋转的轴件，我们常选用与轴配合的轴颈表面或轴两端的中心孔作基准；
（2）从加工工艺考虑，应选择零部件加工时在装卡中定位的相应要素为基准；
（3）从测量考虑，应选择零件在测量、检验时在计量器具中定位的相应要素为基准；
（4）从装配关系考虑，应选择零件相互配合、接触的表面做基准，以保证零件的正确装配；
（5）比较理想的基准是设计、加工、测量和装配基准选择同一要素，也就是遵守基准同一的原则。
3.形位公差值的选用
形状和位置公差的国家标准中，对形状和位置公差值分为注出公差和未注公差两类。
（1）对于形状和位置公差要求不高，用一般的机械加工方法和加工设备都能保证加工精度，或由线性尺寸公差或角度公差所控制的形状和位置公差已能保证零部件的要求时，不必将形状和位置公差在图纸上标注出，而用未注公差来控制，这样既可简化图纸，又突出了注出公差的要求。
（2）对于线轮廓度、面轮廓度、倾斜度、位置度和全跳动的未注公差，均由各要素的注出或未注线性尺寸公差或角度公差控制，对这些项目的未注公差不必作特殊的标注。
（3）圆度的未注公差值等于给出的直径公差值，但不能大于“GB/T1184-1996同轴度、对称度、圆跳动度和全跳动公差值”中的径向圆跳动值。对圆柱度的未注公差值不作规定。圆柱度的误差由圆度、直线度和相应线的平行度误差组成，而其中每一项误差均由它们的注出公差或未注公差控制。对于直线度、平面度、垂直度、对称度和圆跳动度的未注公差，标准中规定了H、K和L三个公差等级，选用时应在技术要求中注出标准号及公差等级代号。
表面粗糙度参数值Ra的选用原则首先是满足功能要求，其次是考虑加工工艺性及经济性。因此，在满足零部件功能性要求的前提下，参考摘自GB/T1031-1995“按表面功能选用表面粗糙度”、“各种加工方法可能达到的表面粗糙度”中的参数值，尽量选用参数值大的粗糙度。
典型非标准件的精度设计
1.非标准联合安装固定板的精度设计
冲孔凸模固定板主要起固定冲孔凸模的作用。标准的冲孔凸模固定板，都是一个固定板对应安装一个冲孔凸模的。而非标准联合安装固定板可同时安装两个以上的冲孔凸模，并起到了固定冲孔凸模的作用。为了保证在冲孔时冲孔凸模不能旋转、上下窜动，且在调整和修复模具时冲孔凸模可拆卸的工作性能，还应有规定的尺寸精度和位置精度，特别是固定板上安装5个不同规格（标准件的）冲孔凸模的安装孔，应依据冲孔凸模冲孔的精度要求，规定它们的中心距允许偏差、各安装孔孔径的尺寸公差，这些孔尺寸精度主要依据冲孔凸模与安装孔的配合性质确定。为保证固定板和上模本体联接的紧密性，应规定它们的结合面的平面度公差。为保证冲孔凸模在安装孔中的位置正确，应规定固定板上安装孔端面对安装孔轴线的垂直度公差，依据选用原则，其安装孔优先选用基孔制的间隙配合，既降低成本，亦可如标准件的可互换性，满足模具结构的功能要求。非标准联合安装固定板的精度设计还包括确定固定板各部位的表面粗糙度参数值。非标准联合安装固定板是在模具结构中常用的固定冲孔凸模的装置，以此为例介绍非标准件的精度设计（见图1）。
（1）确定尺寸精度
由图1可知，安装5个标准冲孔凸模的非标准固定板，分别与冲孔凸模安装部分的杆径配合，其公差依据冲孔凸模精度、负荷大小而确定。固定板中冲孔凸模在冲孔时承受定向载荷的作用，冲孔凸模安装部分的杆与固定板的孔固定，不旋转。因此，冲孔凸模安装部分的杆承受定向载荷的作用。依据冲孔凸模精度，并依据选用原则，其安装孔优先选用基孔制的间隙配合D66＋0.03、4-D13＋0.018，且将要保证孔凸模安装孔得到尺寸精度的间隙配合要求的公差尺寸及冲孔凸模肩台孔高度尺寸精度的公差尺寸、销钉孔孔径尺寸精度的公差尺寸D12＋0.018必须在图样上标注清楚，以此作为加工制造的惟一依据，生产出合格的零部件。
规定固定板上安装4个标准冲孔凸模和1个非标准冲孔凸模的安装孔的中心距允许偏差，是保证满足客户产品质量标准的要求，可以依据客户提供的产品质量标准而定；保证得到5个冲孔凸模安装孔中心的位置尺寸精度正确地标注在图中。
（2）确定形位精度
为了保证冲孔凸模在安装孔中的位置正确，根据经验应规定固定板上安装孔端面对安装孔轴线的垂直度公差6级，其公差值为0.02。为了保证固定板和上模本体联接的紧密性，要求固定板与其结合的面要平整。应规定此面的平面度公差7级。平面度公差为0.02，并将形位精度的参数值正确地标注在图中。
（3）确定表面粗糙度参数值
选取（5个）冲孔凸模安装孔的表面粗糙度参数值均为0.8，选取销钉孔的表面粗糙度参数值为0.8，选取紧固螺钉的紧固面（沉孔的压紧面）的表面粗糙度参数值为1.6。根据经验，固定板与上模本体结合面的表面粗糙度参数值取为0.8、冲孔凸模肩台安装面的表面粗糙度参数值取为1.6，其余表面粗糙度参数值为6.3，将表面粗糙度参数值正确地标注在图中。
（4）固定板未注尺寸公差及形位公差分别以GB/T1084-2000和GB/T1184-2000为准。
2.非标准侧（吊）冲机构滑块形位精度设计及表面粗糙度参数值选择
非标准侧（吊）冲机构的滑块是在冲裁类和成形类模具结构中常用的通过机构盖板安装在本体上固定镶块的装置，以此为例介绍非标准件形位精度设计及表面粗糙度参数值选择。非标准侧（吊）冲机构主要起固定冲裁类和成型类模具工作部分结构“镶块”的作用，通过机构驱动滑块的滑动完成一个工作行程。为了保证在冲裁和成形时不允许旋转、上下左右窜动，且在调整和修复模具时的可拆卸的工作性能，滑块应具有一定要求的强度和支撑刚度，还应具有规定尺寸精度和位置精度，特别是安装在机构滑块上镶块的安装面和挡墙面，为保证镶块和机构滑块联接的紧密性，应规定它们的结合面的平面度公差。为保证镶块在机构滑块中的位置正确，应规定机构滑块上镶块的挡墙面对安装面的垂直度公差。为保证机构滑块在工作时平稳和较好的滑动精度的性能，要保证滑块盖板和本体上安装面联接的紧密性，应规定它们结合面的平面度公差，还要保证机构滑块在本体中的位置正确，应规定本体上对应滑块两侧端面的滑配面的平行度和垂直度公差。现以图2中的非标准侧（吊）冲机构的滑块为例介绍非标准件形位精度的设计及表面粗糙度参数值的选择。
（1）确定尺寸精度 非标准侧（吊）冲机构的滑块的结构尺寸是依据工作部分结构（冲裁类和成型类镶块）尺寸而定，它在模具本体上的安装位置的结构尺寸是依据机构的滑块的结构尺寸而定。因此，它们的尺寸精度按照表1GB/T1084-2000规定来确定。
（2）确定模具本体上与非标准侧、吊冲机构滑块对应的滑块盖板安装面、滑块两侧端面的滑配面的形位精度 ①为保证滑块盖板和本体上安装面联接的紧密性，要求滑块盖板与本体上安装面结合的面及滑块对应的滑块盖板滑配的面要平整。因此，根据经验对其结合表面及滑配的面规定平面度公差为7级，平面度公差为0.02，如图2所示。②为保证机构的滑块在工作时的平稳和较好的滑动精度，根据经验对本体上对应滑块两侧端面的滑配面规定平行度和垂直度公差为7级，滑块两侧端面的滑配面的平行度和垂直度公差也是7级，其公差值为0.02，如图3所示。③为保证安装镶块和滑块上安装面联接的紧密性，要求镶块底面与机构滑块上安装面结合的面要平整，因此，根据经验对机构滑块上的镶块安装面规定平面度公差为7级、镶块挡墙面的垂直度也是7级，平面度和垂直度公差为0.02，如图4所示。
（3）确定表面粗糙度参数值 选取滑块盖板（在本体上的）安装面、本体上对应滑块两侧端面的滑配面，滑块两侧端面，机构滑块上的镶块安装面、镶块挡墙面粗糙度参数值均为(实体红色部分)， 滑块上与盖板滑配的面的表面、滑块底面表面粗糙度参数值均为。
