​五金（jīn）衝壓件凸凹模具的間隙設計

刃口尺寸計算的基本原則

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

1．由於 凸 、凹模之間（jiān）存在間（jiān）隙，使落下 的料（liào）或衝出 的孔都帶（dài）有錐度，且落料件的大端（duān）尺寸即是（shì）凹（āo）模尺寸，衝孔件的小端尺寸 即（jí）是 凸 模（mó）尺寸。

2．在丈量與使用中，落料件是以大端尺寸為基準，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生摩擦（cā）， 凸模愈磨愈 小，凹模 愈磨愈 大，結果使間隙愈用愈大

由此在決定模具刃口尺寸及其製造公差時需考慮下述原則：

1．落（luò）料件尺寸由（yóu）凹模尺（chǐ）寸決定， 衝孔時孔的 尺寸由 凸 模尺寸決定。 故設計落料模時 ，以凹模為基準 ，間隙取在 凸模上 ；設計 衝孔模時 ，以 凸模為 基準，間隙取在凹模上。

2．考慮到衝裁（cái）中 凸 、凹模的（de）磨（mó）損，設計 落料模時 ，凹模基本尺寸應取尺寸公差範圍的（de）較小（xiǎo）尺寸；設計衝孔模時，凸模基（jī）本 尺寸則應取工件孔尺寸公差範圍內的較大尺（chǐ）寸。這樣，在 凸 、凹模磨損到一（yī）定程度的情況下，仍能衝出合格（gé）製件（jiàn）。 凸 、凹模間隙則取（qǔ）最（zuì）小公道間隙值。

3．確定衝模刃口製（zhì）造（zào）公差時，應考慮製（zhì）件的公差要（yào）求。假如（rú）對刃口精度要求過高( 即製造公差過小 )，會使模具製造困難，增加本錢，延永（yǒng）生產周期；假如對刃口精度要求過低(即製造公差過大 )，則生產出來的製件可能分歧格，會（huì）使（shǐ）模（mó）具的壽命降低。製件精度與（yǔ）模具製造精度的關（guān）係（xì）見表 2—1。若製件沒有標注公（gōng）差， 則對於 非 圓形件按國家標準 “非配合尺寸的公差數值”IT14級處理，衝模則可按IT11級製造；對（duì）於（yú）圓形件，一般可按IT7～ ６級製（zhì）造 模具。衝壓件（jiàn）的尺寸公差應按“進體”原則標注為單向公差，落料件上偏差為零，下偏差為負；衝孔件上偏（piān）差為正，下偏差為（wéi）零。

刃口尺寸的計算方法

由於（yú）模具加工方法不同，凸模與 凹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（cùn）的計算方法可分（fèn）為二種情況。

( 一 ) 凸模與凹模分開加工

采用（yòng）這種方法，是指凸模和凹模分別按圖紙加工至尺寸。要分別標注凸（tū）模和凹模（mó）刃口尺寸與製造公差(凸模δp、凹模（mó）δd)，它適用於圓形（xíng）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

或取δp＝0.4(2cmax－2cmin)

δd＝0.6(2cmax－2cmin)

也就是說，新製造的模具應該是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否（fǒu）則製造（zào） 的（de）模具間隙已超過答（dá）應變動範圍 2cmin～2cmax。

下麵對落料和衝孔兩種情況分別進行討論。

a)落料b)衝孔

1．落料：

設工件的尺寸為（wéi）D０－△，根據計算原則，落料（liào）時以凹模為（wéi）設計（jì）基準。首先（xiān）確定凹模尺寸，使凹模基本尺寸接近或即是製件輪廓的最小極限尺寸，再減小凸 模（mó）尺（chǐ）寸以保證最小公道（dào）間隙值 2cmin。各部分分配（pèi）位置見圖2.3.1(a)。其（qí）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：

設衝孔尺寸為d＋△0根據以上原則，衝孔時以（yǐ） 凸模設計 為基準（zhǔn），首先確定凸模（mó）刃口尺（chǐ）寸，使凸模基本 尺（chǐ）寸接（jiē）近或即是工件孔的最大極限尺寸，再增大凹模尺寸以保證最小公道間隙（xì） 2cmin。各部分分配位置見圖2—12b)， 凸模製造偏差取負 偏差，凹模取正偏差。其計算（suàn）公式如下：

在同一工步中衝出製件兩個（gè）以上孔時，凹模型（xíng）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（chǐ）寸(mm)；

Ｄp——落料 凸模基本 尺寸(mm)；

Dmax——落料件最大極限尺寸（cùn）(mm)；

dd——衝孔（kǒng）凹模基本尺寸(mm)；

dp——衝孔 凸模基本 尺（chǐ）寸(mm)；

dmin—— 衝孔件孔的 最小極限尺寸(mm)；

Ld——同 一工步 中凹模孔距基本尺寸(mm)；

Lmin——製件孔距最小極限尺寸(mm)；

△——製件公差 (mm)；

2cmin—— 凸 、凹模最（zuì）小初始（shǐ）雙麵間隙(mm)；

δp—— 凸模下 偏差，可（kě）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（chōng）裁件的實際尺寸盡（jìn）量接近衝裁件公差（chà）帶的中間尺寸，與（yǔ）工件製造精度有關 ，可查表 2.3.1或按下列關係取值：

當製件公差為（wéi） IT10以上，取x＝１

當製件公差為 IT11～ １３ ，取x＝075

當製件公差為 IT14者，取x＝05。

表 2.3.1 係數x

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

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

設（shè）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（èr）) 凸模和凹模配合加工

對於（yú）外形複雜或（huò）薄板工件的模（mó）具，為了保證衝裁凸 、凹模間有一定的（de）間隙值，必須采用配（pèi）合加工。此方法是先做（zuò）好其中的一件 ( 凸模或 凹模)作為基（jī）準件，然（rán）後以此基準件的實際尺寸來配加工（gōng）另 一件，使它們之間保持一定的間隙。因此，隻在基準件上標注尺寸和製造公差，另一件隻標注公稱尺寸並注明配（pèi）做所留的間（jiān）隙值。這（zhè）樣δ p與δd就不再受間隙限製（zhì）。根據經驗，普通模具的製造公差一般可取δ＝△／ 4(精密模具的製造公差可（kě）選幾μ)。這種方法不僅輕易保證凸 、凹模間隙值很小，而（ér）且還可放大基準件的（de）製造公差，使製造輕易。在計算複雜外形的凸 凹模工作（zuò）部分的尺寸（cùn）時 ，可以發現 凸 模和凹模磨損後，在一個 凸模或 凹（āo）模上會同時存在著三類不同磨（mó）損性質（zhì）的尺（chǐ）寸，這時需要（yào）區別對待。

第一類：凸模或 凹模磨損會增大的尺寸：

第二類：凸模或 凹模（mó）磨損（sǔn）後會減小的尺寸：

第三類：凸模或 凹模（mó）磨損後基本不變的尺寸。

其中尺寸的（de）a、b、c對 凸模來 說是屬於第二類尺寸，對於凹模來說則是第一類尺寸；尺寸 d對於（yú）凸模來說 屬於第一類尺寸，對於凹模來說屬於第二類尺寸；尺寸e，對 凸（tū） 模和凹模來說都屬於第三（sān）類尺（chǐ）寸。下麵分別討論凸模或 凹模這三類尺寸的（de）不同計算方（fāng）法。

複雜外形衝裁件的尺寸分類

對於落料凹模（mó）或衝孔（kǒng）凸模在 磨（mó）損後將（jiāng）會增大的第一類尺寸，相當（dāng）於簡單外形的落料凹模尺寸，所以它的基（jī）本尺寸及製造公差的確定方法 就與式 (2—1)相同。第一類尺寸： Aj＝ （ Ａmax－x△)＋0.25△ (2—6)

對於衝孔凸模或 落料凹模在磨損後將會減小的第二類尺寸，相（xiàng）當於簡單（dān）外形的衝孔 凸 模尺寸（cùn），所以它的基本尺寸及製造公差的確定（dìng）方（fāng）法 就與式(2—3)相同。

第二類尺寸（cùn）：Ｂj＝ （ Ｂmin＋x△)－0.25△ (2—7)

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

第三類尺（chǐ）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（cái）件屬落料件（jiàn），選凹模為設計基（jī）準件，隻需計算（suàn）落料凹模刃口尺寸及製造公差， 凸模（mó）刃口尺寸（cùn）由凹模的實際尺寸按間隙要求配作。

由表 2—3查得，2cmin＝0.10mm，2cmax＝0.14mm，由表2—5查（chá）得：對於尺寸為 80mm，選x＝0.5；尺寸為（wéi）15mm，選x＝1；其餘尺寸均選x＝0.75。落（luò）料凹模的基本尺寸計算如下：

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（liào）凸模的基本尺寸與凹模相同，分別是 79.79mm、39.75mm、34.75mm、22.07mm、14.94mm。但不必（bì）標注公差注明以 0.1～0.14mm雙麵間（jiān）隙與落料凹（āo）模（mó）配作。

a)落料凹模尺;b)落料凸模尺寸(按凹模實際尺寸配件，保證雙麵間隙值為（wéi） 0.10 ～ 0.14mm