​五金衝壓件凸凹模具的間隙設計

刃口尺（chǐ）寸計算的基本原則

衝（chōng）裁件的尺寸精度（dù）主要決定於模具刃口的尺寸精度，模具（jù）的公道間隙值也要靠模具刃口尺寸及製造精度來保證。正確確定模具刃口尺寸及其製造公差，是設計衝裁模主（zhǔ）要（yào） 任務之一。從生產實踐中可以發現：

1．由於 凸（tū） 、凹模之間存在間隙，使落下 的料或衝出（chū） 的孔都帶有錐度，且落料件（jiàn）的大（dà）端尺寸即是凹模尺寸（cùn），衝孔件的小端尺寸（cùn） 即是 凸 模尺寸。

2．在丈量與（yǔ）使用中，落料件是以大端尺寸（cùn）為基準，衝孔孔徑是 以小端尺寸 為基準。

3．衝裁時， 凸 、凹模要與衝裁件或廢物發（fā）生摩（mó）擦， 凸模愈磨愈 小，凹模 愈磨愈 大，結果使（shǐ）間隙愈用愈大

由此在決定模具刃口尺寸及其製造公差時需考慮下述（shù）原則：

1．落料件（jiàn）尺寸由凹模尺寸決定， 衝孔時孔（kǒng）的 尺寸由 凸 模尺寸決定。 故設計落料模時 ，以凹模為基（jī）準 ，間隙取在 凸模上 ；設（shè）計（jì） 衝孔模時 ，以 凸模為 基準，間隙取在凹模上。

2．考慮（lǜ）到衝裁中 凸 、凹模的磨損，設計 落料模時 ，凹（āo）模基本尺寸應取尺寸公差範圍（wéi）的較小尺寸；設計衝孔模時，凸模基本（běn） 尺寸則應取工件孔尺寸（cùn）公差範圍（wéi）內的較大尺寸。這樣（yàng），在 凸 、凹模磨損到一定程（chéng）度（dù）的（de）情況下，仍（réng）能衝出合格製件。 凸 、凹模間隙則取最小公道間隙值。

3．確定衝模刃（rèn）口製造公差時，應考慮（lǜ）製件的公差要求。假如對刃口精（jīng）度要求過（guò）高（gāo）( 即製造公差過小 )，會使模具（jù）製造困難，增加本（běn）錢（qián），延（yán）永（yǒng）生產周（zhōu）期；假如對刃口精度要求過低(即製造公差過大 )，則生產（chǎn）出（chū）來的製件可能分歧格，會使模具的壽命降低。製件精度與模具製造精度的關係（xì）見表 2—1。若製件沒有標注（zhù）公差（chà）， 則對於 非 圓形件按國家標準 “非配合尺寸的（de）公差數值”IT14級處理，衝（chōng）模則可按IT11級製造；對於圓形件，一般可按IT7～ ６級（jí）製造 模具。衝壓件的尺寸公（gōng）差應按“進體”原（yuán）則標注為單向公差，落料件上偏差為零，下偏差為負；衝孔件（jiàn）上偏差為正，下偏差為零。

刃口尺寸的計算方法

由於模具加工方（fāng）法不同，凸模與 凹（āo）模刃口部分尺寸的計算公式與製造公差的標注也不同，刃口尺寸的計算方法可分為二種情況。

( 一 ) 凸模（mó）與凹模分開加工

采用這種（zhǒng）方法，是指（zhǐ）凸模和凹模分別按圖紙加工至尺寸。要分別標注凸模和（hé）凹模刃口（kǒu）尺寸與製（zhì）造公差(凸模δp、凹模（mó）δd)，它適用於圓形或簡單外形的製件。為了保證初始間隙值小於最至公道間隙2cmax，必須滿足下列條件：

｜δ p｜＋｜δd｜≤２cmax－2cmin

或（huò）取δp＝0.4(2cmax－2cmin)

δd＝0.6(2cmax－2cmin)

也就是說，新製（zhì）造的模具應該（gāi）是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否則製造 的模具間隙已超過答應變動範圍（wéi） 2cmin～2cmax。

下麵（miàn）對落料和衝孔兩種情況分別進行討論。

a)落料（liào）b)衝孔

1．落料：

設（shè）工（gōng）件的尺寸為D０－△，根據計算原則，落料時（shí）以凹模為設計基準。首先確定凹模尺寸，使凹模基（jī）本尺寸接近（jìn）或即是製件輪廓的最小極限尺寸，再減小凸 模尺寸以保證（zhèng）最小公道間隙值（zhí） 2cmin。各部分分配位置見圖2.3.1(a)。其計算公式如下：

Dd＝（Ｄmax－x△）＋δd0  （2—1)

Dp＝ （Ｄd－2cmin)－δp＝（Ｄmax－x△－2cmin)－δp （ ２—2)

2.衝孔：

設（shè）衝孔（kǒng）尺寸為d＋△0根據以上原（yuán）則（zé），衝孔時以 凸模設計 為基準，首（shǒu）先（xiān）確定凸模刃口尺寸，使凸模基本 尺寸（cùn）接（jiē）近或即是工件孔的最大極限尺寸，再增大（dà）凹模尺寸以保證最（zuì）小公道間隙 2cmin。各部分分配位置見圖2—12b)， 凸模製造偏差（chà）取負 偏差，凹模取正偏差。其計算公（gōng）式如下：

在同（tóng）一工步（bù）中衝出（chū）製件兩個以上孔時，凹模（mó）型孔中心距 Ld按下式確定 ：

Ld＝ （ Lmin＋05△)±0.125△ (2—5)

式中Ｄd——落料凹模基本尺寸(mm)；

Ｄp——落料（liào） 凸模基本 尺寸(mm)；

Dmax——落料件最大極（jí）限尺寸(mm)；

dd——衝孔凹模基本尺寸(mm)；

dp——衝孔 凸模基本（běn） 尺寸(mm)；

dmin—— 衝孔件孔的 最小（xiǎo）極限尺寸(mm)；

Ld——同 一工步 中凹模孔（kǒng）距基本尺寸（cùn）(mm)；

Lmin——製件孔距最小極限尺寸(mm)；

△——製件公差 (mm)；

2cmin—— 凸 、凹模最小初始雙麵間隙(mm)；

δp—— 凸模下 偏差，可按IT6選用(mm)；

δd——凹模上偏差，可按IT7選用(mm)；

x——係數，是為了使衝裁件的實際尺寸盡量接近衝（chōng）裁（cái）件公差帶的中間尺寸，與工件製造精度（dù）有關 ，可查表 2.3.1或按下列關係取（qǔ）值：

當製（zhì）件公差為 IT10以上，取x＝１

當（dāng）製件公（gōng）差為 IT11～ １３ ，取x＝075

當製件（jiàn）公差為（wéi） IT14者，取x＝05。

表 2.3.1 係數x

解：該零件屬於無特殊要求的一般衝孔、落料（liào）件。36由落料獲得，2—6及18由衝孔同時獲得。查表 2.3.1，2cmin＝０.04，2cmax＝0.06，則（zé）2cmax－2cmin＝0.06－0.04＝0.02mm

由公差表查得（dé）：6＋0.12為IT12級，取x＝0.75；36＋0.62為IT14級，取（qǔ）x＝0.5。

設凸 、凹模分別按 IT6和IT7級加工製造，則

衝孔 dp＝ （ dmin＋x△)－δp

＝（ ６＋ 0.75×0.12)－0.008＝6.09－0008mm

＝（ dp＋2cmin）＋δd0

＝（ 6.09＋0.04)＋０.012

＝ 6.13＋0.012０mm

校核｜δ p｜＋｜δd｜≤2Cmin

0.０08 ＋0.０12 ≤0.06－0.04

0.02＝0.02(滿足間（jiān）隙公差條件)

孔距尺寸Ｌd＝（ Ｌmin＋0.5△)±0.125△

＝［（１８－０.09）＋0.5×0.18］±0.125×0.18

＝ 18±0.023mm

落料Ｄd＝ （ Ｄmax－x△)＋δd０

＝ (36－0.5×0.62 ）＋０.025

＝３５.69＋0.025 mm

Dp＝（Ｄd－2cmin）－δp

＝（ 35.69－0.04)－0016＝35.65－016mm

校核 0.016＋0.025＝０.04＞0.02

由此可知，隻有縮小δ p、δd，進步製造精度，才能保（bǎo）證間隙在公道範圍內，此時可（kě）取：

δp＝0.4×0.02＝0.008mm

δd＝0.6×0.02＝0.012mm

故 Dd＝35.69＋0012mmDp＝35.65－0008mm

(二) 凸模和凹（āo）模配合加工

對於（yú）外形複雜或薄板工件的模具，為了保證衝裁凸 、凹模間有一定的間隙值（zhí），必須采用配合加工。此方法（fǎ）是先做好其中的一件 ( 凸模或 凹模)作（zuò）為基準件，然後以（yǐ）此基準件的實際尺寸來配加工另 一件（jiàn），使它（tā）們之間保持（chí）一定（dìng）的間隙。因此，隻在基準件上標注尺寸和製造公差，另一件（jiàn）隻標注公稱（chēng）尺寸並注明配做所（suǒ）留的間隙值。這樣δ p與δd就不（bú）再受間（jiān）隙限製。根據經驗（yàn），普通模具的製造公差一般可（kě）取δ＝△／ 4(精（jīng）密模具的製造公差可選幾（jǐ）μ)。這種方法不僅輕易保證凸 、凹模間隙值很小，而且還可放大基準件的（de）製造公差，使製造輕（qīng）易。在計（jì）算複雜外形的凸 凹模工作部分的尺寸時 ，可以發現 凸（tū） 模（mó）和凹模磨損後，在一個 凸模或 凹模上會同時存在著三類不同磨損性質的尺寸，這時需要區別對待。

第一類：凸模或（huò） 凹模磨損會增（zēng）大（dà）的尺寸（cùn）：

第二類：凸模或 凹模磨損後會減小的尺寸：

第三類：凸模或 凹模磨損後基本不變的尺寸。

其中尺寸的a、b、c對 凸模來 說是屬於第二類（lèi）尺寸，對於凹模來說則（zé）是第一類（lèi）尺寸；尺寸 d對於凸模來說 屬於第（dì）一類尺寸，對於凹模來說屬於第二類尺寸；尺（chǐ）寸e，對 凸 模和（hé）凹模來（lái）說都屬（shǔ）於第三類尺寸。下麵分別討論凸模或 凹模這三類尺寸的不（bú）同計算方法。

複雜（zá）外形衝裁件（jiàn）的尺寸分類

對於落料凹（āo）模或衝孔凸模在 磨損後將會增大的第一類尺寸，相當於簡單外（wài）形（xíng）的落料凹（āo）模尺寸，所以（yǐ）它的基本尺寸及製造（zào）公差的確定方法 就與式（shì） (2—1)相同。第一類尺寸： Aj＝ （ Ａmax－x△)＋0.25△ (2—6)

對於（yú）衝孔凸模或 落料凹模在（zài）磨損後將會減小的第二類尺寸（cùn），相當於簡單外形的衝孔 凸 模尺寸，所以（yǐ）它的基本尺（chǐ）寸及製（zhì）造公差的確定方法 就與式(2—3)相同。

第（dì）二類尺寸：Ｂj＝ （ Ｂmin＋x△)－0.25△ (2—7)

對於凸模或凹模在磨損後基（jī）本不變的（de）第三類（lèi）尺寸不必考（kǎo）慮磨損的影響，凸、凹模的基本尺寸按式（shì） (2—5)計算。

第三類尺寸： Cj=(Cmin＋0.5△)±0.125△(2—8)

當a＝８０－0.42mm，b＝40－0.34mm,c＝ 35－0.34mm，d＝２２±0.14mm，e＝15－0.12mm，厚度t＝1mm，〔 材料為 10號鋼)衝裁件的凸、凹模刃口尺寸及製（zhì）造公差。

解：該衝裁件屬落料件，選凹模為設計基準件，隻需計算落料凹模刃口尺寸及製造公差， 凸模刃口尺寸由凹模的實際尺寸按間隙要（yào）求配作。

由表 2—3查得，2cmin＝0.10mm，2cmax＝0.14mm，由表2—5查得：對（duì）於尺寸為 80mm，選x＝0.5；尺（chǐ）寸為15mm，選（xuǎn）x＝1；其餘尺寸均選x＝0.75。落料凹模的基本尺（chǐ）寸計算如下：

a凹 ＝（８０－0.5×0.42） ＋ 0.25×0.42 mm＝79.79 ＋ 0.105mm

b凹 ＝ （ 4 ０ －0.75×0.34) ＋ 25×0.34 mm＝39.75 ＋ 0.85mm

c凹 ＝ （ 35－0.75×0.34)＋ 0.25×0.34 mm＝34.75 ＋ 0.85mm

d凹 ＝(22－0.14＋0.75×0.28) － 0.25×0.28 mm＝22.07－０ .07 0mm

e凹 ＝ （ 15－0.12＋0.5×0.12)±1／８×0.12mm＝14.94±0.015mm

落料凸模的基本尺寸與凹模相同（tóng），分別是 79.79mm、39.75mm、34.75mm、22.07mm、14.94mm。但不必標注（zhù）公差注明以 0.1～0.14mm雙麵間隙與落料凹模配（pèi）作。

a)落料凹模尺;b)落料凸模尺寸（cùn）(按凹模實（shí）際尺寸（cùn）配件，保證雙（shuāng）麵間隙值為 0.10 ～ 0.14mm