​​五金衝壓件凸凹模具的間隙設計

刃口尺寸計（jì）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，模具的公道（dào）間（jiān）隙值也要靠模具刃口尺寸及製造精度來（lái）保證。正確確定模（mó）具（jù）刃口尺寸及其製造公差，是設計衝裁（cái）模主要 任務之一。從生（shēng）產實踐中可（kě）以發現（xiàn）：

1．由（yóu）於（yú） 凸 、凹模之間存在間隙，使落下 的料或衝出 的孔都帶有錐度（dù），且落料件（jiàn）的大端尺寸即是凹模尺寸，衝孔件的小端尺寸 即是 凸 模尺寸。

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

3．衝（chōng）裁時， 凸 、凹模要與衝裁件或廢物發生摩（mó）擦， 凸模愈磨愈 小，凹模 愈磨愈 大（dà），結果使間隙愈用（yòng）愈大

由此在決定（dìng）模具（jù）刃口尺寸及（jí）其製造公差時需考慮（lǜ）下述原則（zé）：

1．落料件尺（chǐ）寸由凹模尺寸決定， 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（kǒng）模時 ，以 凸模為 基準，間隙取在凹模上。

2．考慮到衝裁中 凸 、凹（āo）模的磨損，設計 落料模時 ，凹（āo）模基本尺寸應取尺寸（cùn）公差範圍的（de）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公差範圍內的較大尺寸。這樣（yàng），在 凸（tū） 、凹模磨損到（dào）一定（dìng）程度的情況下，仍（réng）能衝（chōng）出合格製件。 凸 、凹模間隙（xì）則取最小公（gōng）道間隙值。

3．確定衝模刃口製（zhì）造（zào）公差時，應考慮製件的公差要求。假如對刃口精度要求過高( 即製（zhì）造（zào）公差過小 )，會（huì）使模具（jù）製（zhì）造困難，增加本錢，延永生產周期；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（biǎo） 2—1。若製件沒有標注公差（chà）， 則對於 非 圓形件按國家標準 “非配合尺寸的公差（chà）數值”IT14級處理，衝模則可按IT11級製造（zào）；對於圓形件，一般可按IT7～ ６級製造 模具。衝壓件的尺寸公差應按“進體”原則標注為（wéi）單向公差，落料（liào）件上偏差為零，下偏差為負；衝孔件上（shàng）偏（piān）差為正（zhèng），下偏差為零。

刃口尺寸（cùn）的（de）計算方法

由於模具加工方法不（bú）同，凸模與（yǔ） 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（rèn）口（kǒu）尺寸的計算方法可分為二種情況。

( 一 ) 凸模與（yǔ）凹模分開加工

采用這種方法（fǎ），是指凸模和凹模分別按圖紙加工至尺寸。要分別標注凸模和凹模刃（rèn）口（kǒu）尺（chǐ）寸與製造公差(凸模δp、凹模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（gōng）道間隙2cmax，必須滿足下列（liè）條件：

｜δ p｜＋｜δd｜≤２cmax－2cmin

或（huò）取δp＝0.4(2cmax－2cmin)

δd＝0.6(2cmax－2cmin)

也就（jiù）是說，新製造的模具應該是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否則製造 的模具間隙已超過答（dá）應（yīng）變動範圍 2cmin～2cmax。

下麵對落料和衝孔兩種情況分別進行（háng）討論。

a)落（luò）料b)衝孔

1．落料（liào）：

設工件的尺寸為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，使凹模基本尺（chǐ）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（bǎo）證最小公道間隙值 2cmin。各部分分配位置見圖2.3.1(a)。其計（jì）算公式如下：

Dd＝（Ｄmax－x△）＋δd0  （2—1)

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

2.衝（chōng）孔：

設（shè）衝孔（kǒng）尺寸為d＋△0根據以上原則，衝孔時以 凸模設計（jì） 為基準，首先（xiān）確定凸模（mó）刃口尺寸，使凸模（mó）基本 尺寸接近或即是工件孔的最大極限尺寸，再增大凹模尺寸以保證（zhèng）最小公道間隙 2cmin。各（gè）部分（fèn）分配位置見圖（tú）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以上孔時，凹模型孔中心距 Ld按下式確定 ：

Ld＝ （ Lmin＋05△)±0.125△ (2—5)

式中Ｄd——落（luò）料凹模基（jī）本尺寸（cùn）(mm)；

Ｄp——落（luò）料 凸模基本 尺寸(mm)；

Dmax——落料件最大極限尺寸(mm)；

dd——衝孔凹模基本尺寸(mm)；

dp——衝孔 凸模基本 尺寸(mm)；

dmin—— 衝孔件孔的 最小極限尺寸（cùn）(mm)；

Ld——同 一工步 中凹模孔距基本尺寸(mm)；

Lmin——製件孔距最小（xiǎo）極限（xiàn）尺寸(mm)；

△——製件公差 (mm)；

2cmin—— 凸 、凹模最小初始雙麵間（jiān）隙(mm)；

δp—— 凸模下 偏差（chà），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（jì）尺寸盡（jìn）量接近（jìn）衝裁件公差帶的中間尺寸，與工件製造精度（dù）有關 ，可查（chá）表 2.3.1或按下列關係取值（zhí）：

當製件（jiàn）公差為 IT10以上，取x＝１

當製件公差為 IT11～ １３ ，取x＝075

當（dāng）製件公差為 IT14者，取x＝05。

表 2.3.1 係數x

解：該零件屬於無特殊要求（qiú）的一般衝孔、落料件。36由落料獲得，2—6及18由衝（chōng）孔同時獲得。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。

設凸 、凹模分別按 IT6和IT7級加工製（zhì）造（zào），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（xì）公差條（tiáo）件（jiàn）)

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（hé） 0.016＋0.025＝０.04＞0.02

由（yóu）此可知，隻有縮小δ p、δd，進步製造精度，才（cái）能保證間隙在公道範（fàn）圍內，此時可（kě）取：

δp＝0.4×0.02＝0.008mm

δd＝0.6×0.02＝0.012mm

故（gù） Dd＝35.69＋0012mmDp＝35.65－0008mm

(二) 凸模和（hé）凹模配合加工

對於外形複雜或薄板（bǎn）工件的模具（jù），為了保（bǎo）證衝裁凸 、凹模間有一定的間隙（xì）值，必須采用配合加工。此方法（fǎ）是先做好其中（zhōng）的一件 ( 凸模或 凹模（mó）)作為基（jī）準件，然後以此基準件的實際尺寸來配加工另 一件，使（shǐ）它們之間保持一定的間隙。因此，隻在基準件上（shàng）標注尺寸和製（zhì）造公差，另一件隻（zhī）標注（zhù）公稱尺寸並注明配做所（suǒ）留的間隙值。這樣δ p與δd就不再受間隙限製。根據（jù）經驗，普（pǔ）通模具的製造公差一般可取δ＝△／ 4(精密模具的製造公（gōng）差可選幾μ)。這（zhè）種方法不僅（jǐn）輕易保證凸 、凹模（mó）間隙值很小（xiǎo），而且還可放大基準件的製造（zào）公差，使製造輕易。在計算複雜外形的凸 凹模工作部分的尺寸時 ，可以發現 凸 模和凹模磨損後，在一個 凸模或 凹模上會（huì）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（mó）或 凹模磨損（sǔn）會增大的尺寸：

第二類：凸模或（huò） 凹模（mó）磨（mó）損後會減小的（de）尺寸：

第三類：凸模或 凹模磨損後基（jī）本不變（biàn）的尺（chǐ）寸。

其中尺寸的（de）a、b、c對（duì） 凸模來 說是（shì）屬於第二類尺寸，對於凹模來說則（zé）是第（dì）一類尺寸；尺寸 d對於凸模來說 屬於第一類尺寸，對於（yú）凹模來說屬於第二（èr）類尺（chǐ）寸；尺寸e，對 凸 模和凹模來（lái）說都屬於第（dì）三類尺寸（cùn）。下麵分別討論凸（tū）模或 凹模這三類尺寸的不（bú）同計算方（fāng）法。

複雜外形（xíng）衝裁件的尺（chǐ）寸分類

對於落料凹模或衝孔凸模在 磨損後（hòu）將會增大的第一類（lèi）尺寸（cùn），相當於簡單外形的（de）落料凹模尺寸，所以它的基本尺寸及（jí）製造（zào）公（gōng）差的確定方（fāng）法 就與式 (2—1)相同。第一類尺寸： Aj＝ （ Ａmax－x△)＋0.25△ (2—6)

對於衝（chōng）孔凸模或 落料凹模在磨損後將會減小的第二類尺寸，相當於簡單外形的衝孔 凸（tū） 模尺寸，所以它的基本（běn）尺寸及製造公差的確（què）定方法 就與式（shì）(2—3)相同。

第二類尺寸：Ｂj＝ （ Ｂmin＋x△)－0.25△ (2—7)

對於（yú）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、凹模的基本尺寸按式 (2—5)計算。

第（dì）三類尺寸（cùn）： 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（cùn）及製造（zào）公差（chà）。

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

由表 2—3查得，2cmin＝0.10mm，2cmax＝0.14mm，由表2—5查得：對於尺寸為 80mm，選x＝0.5；尺（chǐ）寸為15mm，選x＝1；其餘尺寸均選x＝0.75。落料凹模（mó）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（āo） ＝ （ 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（xiàng）同，分別是 79.79mm、39.75mm、34.75mm、22.07mm、14.94mm。但不必（bì）標注（zhù）公差（chà）注明以 0.1～0.14mm雙麵間隙與落料凹模配作。

a)落料凹（āo）模尺;b)落料凸模尺寸(按（àn）凹模實際尺寸配（pèi）件，保證雙麵間隙值（zhí）為 0.10 ～ 0.14mm