ASME B94.38-1972 (1978)——冲头：可变角度头型及配套套管衬套

🥊 ANSI/ASME B94.38-1972 是美国国家标准中规定可变角度头型冲头（Variable, Angle Head Type Punches）及配套套管衬套（Quill Bushings）尺寸与型式的专门文件，1978 年由 ASME 重新确认。该标准由 ASME B94 标准委员会（切削工具、刀柄、传动器与衬套）与全国冲头制造商协会（National Association of Punch Manufacturers）协作制定，归属于 B94 系列冲头/凹模镶块标准族。所谓”可变角度头型”，是指冲头头部（固定于冲头夹持器/夹板的部分）的承压面相对冲头轴线呈一定斜角、且角度可随冲压方向变化的一种头型设计，其作用是使冲头在斜向入模或非垂直冲裁时头部受力沿实际载荷方向传递，减少侧向弯矩；配套的套管衬套（Quill Bushing）则用于引导冲头柄部、保证冲头与凹模的对中。该标准是冲压模具设计中头部与导向系统的选型依据。

一、标准适用范围与背景 📌

本标准覆盖可变角度头型冲头及其配套套管衬套的尺寸与型式要求，属于 B94 冲头系列在”头型—导向”维度的专门规范。B94 委员会自 20 世纪 60 年代起陆续发布了基本带头型（B94.14）、滚珠锁紧（B94.18）等冲头标准，B94.38 针对可变角度头型这一特殊头型补充尺寸要求，并与套管衬套（Quill Bushing）的孔径/长度系列配合，形成完整导向系统。

标准文件以美制单位为主给出尺寸与公差，适用于板材冲压、冲孔、落料等模具中采用角度头冲头与套管衬套导向的场合。

二、冲头头型与几何参数 🔧

可变角度头型冲头在结构上由以下几部分组成：

• 头部（Head）：位于冲头后端，用于在冲头夹持器/夹板中定位并传递冲压力；可变角度头的承压面相对轴线倾斜，角度参数（如 15°、30° 等规格）由标准按系列给出。
• 柄部（Shank）：头部以下、刃口以上的圆柱段，用于插入套管衬套并在其中滑动导向。
• 刃口段（Cutting End）：按冲裁形状（圆孔、异形孔等）成形的切削端，其直径/尺寸与凹模孔径匹配。

标准对各尺寸给出名义值与公差（如柄径按标准配合系列，刃径按冲裁尺寸系列），并以表格列出各规格冲头的头径、头厚、柄径、总长等参数。

三、套管衬套（Quill Bushing）规格 📏

套管衬套是套在冲头柄部、压装于上模（卸料板或固定板）中的导向元件，用于约束冲头在冲裁行程中的径向位置，保证冲头刃口与凹模孔精确对中。标准给出与可变角度头冲头柄径系列匹配的衬套孔径系列、外径与长度尺寸，并规定其与柄部之间的配合间隙要求。

四、配合与装配要求 🔩

冲头、套管衬套与模架构成完整的导向链：衬套压入固定板 → 冲头柄部穿入衬套 → 头部由冲头夹持器压紧。标准对以下配合提出要求：

• 衬套—固定板：过盈压配，防止衬套在使用中松动或转动。
• 冲头柄—衬套内孔：小间隙滑动配合，保证冲头可自由往复且径向游隙受控。
• 冲头头部—夹持器：承压面贴合，可变角度头按实际冲压方向调整装配方位，确保载荷沿头型角度传递。

标准还给出冲头长度的选用原则：冲头总长 = 头部+柄部导向段+刃口段，须保证在冲裁行程内导向段始终留在衬套内，避免行程末期出现”脱导”。

五、工程实践要点 🛠️

• 🔍 选型流程：确定冲裁形状与尺寸（刃径）→ 选柄径系列 → 选头型角度规格 → 匹配套管衬套内径/外径/长度 → 核对固定板厚度与行程。
• 🔧 装配要点：压装衬套时保证垂直；冲头装入前在柄部涂润滑；可变角度头的方位按载荷方向标记并确认，防止装反。
• 📊 寿命管理：定期检查衬套内孔磨损与冲头刃口钝化；角度头承压面出现压痕即应更换，避免微裂纹扩展导致冲头断裂。
• 📋 防错管理：可变角度头与基本头在外观上相似但不可互换，工装库房应按标准代号分类存放并标注角度规格。

六、常见问题解答 ❓