​​五金衝壓件凸凹模（mó）具的間（jiān）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於（yú）模具刃口的尺寸精度，模具的公道間隙值也要靠模具刃口尺寸及製（zhì）造（zào）精度來保證（zhèng）。正確確定模具刃（rèn）口尺寸及其製造公差，是設計衝裁模主要（yào） 任務之一。從生產實踐中可（kě）以發現：

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

2．在丈（zhàng）量與使用中，落料件是以（yǐ）大（dà）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， 凸模愈磨愈 小，凹（āo）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原則：

1．落料件（jiàn）尺寸由凹模尺寸決定， 衝孔時（shí）孔的 尺（chǐ）寸（cùn）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（xì）取在凹模上。

2．考慮到衝裁中 凸 、凹模的磨損，設計 落料模時 ，凹模基本尺寸應取尺寸公差範圍的較小尺寸；設計衝孔（kǒng）模時，凸模基本 尺寸則應取工件孔尺（chǐ）寸公差範圍內的（de）較大尺寸。這（zhè）樣（yàng），在 凸 、凹模磨損到一定程度的情況下，仍能衝出合格製件。 凸 、凹模間隙則取最小公道間隙值。

3．確定衝模刃口製造公差時，應考慮製件的公差要求。假（jiǎ）如對刃口精度要（yào）求過高( 即製造公差過小 )，會使模具製造困難，增加本錢，延永生產（chǎn）周期；假如（rú）對刃口精度要求過低(即製造公差過大 )，則（zé）生產出來的製件可能分歧格（gé），會使模具的壽命降低。製件（jiàn）精（jīng）度與模具製造精度的關係見表 2—1。若製件沒有標注公差， 則對（duì）於 非 圓形件按國（guó）家標準 “非配合尺寸的（de）公差數值”IT14級處理（lǐ），衝模則可按IT11級製造；對於（yú）圓（yuán）形件，一般可按IT7～ ６級製造 模具。衝壓件的尺寸公差應（yīng）按“進體（tǐ）”原則標注為單向公差，落料件上偏差為零，下偏差為負；衝孔件上偏差為（wéi）正，下偏差為零。

刃口尺寸的計算方法

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

( 一 ) 凸模與凹模分（fèn）開加工

采用這種（zhǒng）方法，是（shì）指（zhǐ）凸模（mó）和凹模分（fèn）別（bié）按圖紙加工至尺寸。要分別標注凸模和凹模刃口尺寸與製造公差(凸模δp、凹模δd)，它適用於圓形或簡單外形的製（zhì）件。為了保證初始間隙值小於最（zuì）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（jiù）是說，新製造的模具應該是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否則製造 的模具（jù）間隙已（yǐ）超過（guò）答應變動範圍（wéi） 2cmin～2cmax。

下麵對落料和（hé）衝孔（kǒng）兩種情況（kuàng）分別進（jìn）行討論。

a)落料b)衝孔

1．落料：

設工（gōng）件的尺寸為D０－△，根（gēn）據計算原則，落料時以（yǐ）凹模為設（shè）計基準。首先確定凹模尺寸（cùn），使凹模基本尺寸接近或即是（shì）製件輪廓的最小極限尺寸（cùn），再減小凸 模尺寸以（yǐ）保證最小公道間隙值 2cmin。各部分分配位置見圖2.3.1(a)。其計算公式如下（xià）：

Dd＝（Ｄmax－x△）＋δd0  （2—1)

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

2.衝孔（kǒng）：

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

在同一工步（bù）中衝出製件兩個以上孔（kǒng）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——落料凹模（mó）基本尺寸(mm)；

Ｄp——落料（liào） 凸模基本 尺寸(mm)；

Dmax——落料件最大極限尺（chǐ）寸（cùn）(mm)；

dd——衝孔凹模基本尺（chǐ）寸(mm)；

dp——衝（chōng）孔 凸模基本 尺寸(mm)；

dmin—— 衝孔件孔的 最小極限尺（chǐ）寸(mm)；

Ld——同 一工步 中凹模孔距基本尺寸(mm)；

Lmin——製件（jiàn）孔距最小極限尺寸（cùn）(mm)；

△——製件公差 (mm)；

2cmin—— 凸 、凹模最小初始（shǐ）雙麵間隙（xì）(mm)；

δp—— 凸模下 偏差，可按（àn）IT6選用(mm)；

δd——凹模上偏差，可按IT7選用(mm)；

x——係（xì）數，是為了使衝裁件的實際尺寸盡量接近衝裁（cái）件公（gōng）差帶的中間尺寸，與工件製造精度有關 ，可查表 2.3.1或按下列（liè）關係取值：

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

當製件公（gōng）差（chà）為 IT14者，取（qǔ）x＝05。

表（biǎo） 2.3.1 係數x

解：該零（líng）件屬於無特殊要（yào）求的一般衝孔、落料件。36由落料（liào）獲得，2—6及18由衝孔同時（shí）獲得。查（chá）表（biǎo） 2.3.1，2cmin＝０.04，2cmax＝0.06，則2cmax－2cmin＝0.06－0.04＝0.02mm

由公差（chà）表查得：6＋0.12為IT12級，取x＝0.75；36＋0.62為IT14級（jí），取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（yóu）此可（kě）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（nèi），此時可取：

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) 凸模和凹模配合加工（gōng）

對於外形（xíng）複雜或薄板工件的（de）模（mó）具，為了保證衝裁（cái）凸 、凹（āo）模間有一定的間隙（xì）值，必須采（cǎi）用配合加工。此方法是先做好（hǎo）其中的一件 ( 凸模或 凹模)作（zuò）為基準件，然後以此基準件的實際尺寸來配加工另 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做所留的間隙值。這樣δ p與δd就不再受間隙限製。根（gēn）據經驗，普通模具的製造公差一般（bān）可（kě）取δ＝△／ 4(精密模具的製造公差可選幾μ)。這種方（fāng）法不僅輕易保證凸 、凹（āo）模（mó）間隙值很小，而且還可放大基準件的製造公差，使製造輕易（yì）。在計算複（fù）雜外形的凸 凹模工作（zuò）部分的尺寸時 ，可以發現 凸 模和凹（āo）模磨損後，在一個 凸模或 凹模上會同時存在著三類不（bú）同磨損性（xìng）質（zhì）的尺寸，這時需要區別對待（dài）。

第一類：凸（tū）模或 凹模磨損會增大的尺寸：

第二類：凸模或 凹模磨（mó）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 說是屬於第二類尺寸，對於（yú）凹模來說則是第一類尺寸；尺寸 d對於凸模來說 屬於第一類尺寸，對（duì）於凹模來說屬於第二類尺（chǐ）寸（cùn）；尺寸e，對 凸 模和（hé）凹模來說都屬於第三類尺寸。下麵分別討（tǎo）論凸模或 凹模這三類尺寸的不同計算方（fāng）法。

複雜外（wài）形（xíng）衝裁件的尺寸（cùn）分類

對於落料凹模或衝孔凸模在 磨損後將會增大的第（dì）一類（lèi）尺寸（cùn），相（xiàng）當於簡單外形的落（luò）料凹模尺寸，所（suǒ）以它的基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（huò） 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 模尺寸，所以它的基本尺寸及製造公差的確定方法 就與式(2—3)相（xiàng）同。

第二類尺寸：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（mó）的基本（běn）尺寸按式 (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（jiàn）的凸、凹模刃口尺寸及製造公差。

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

由表 2—3查得（dé），2cmin＝0.10mm，2cmax＝0.14mm，由表（biǎo）2—5查（chá）得：對於尺寸（cùn）為 80mm，選（xuǎn）x＝0.5；尺寸為15mm，選x＝1；其（qí）餘尺寸均選x＝0.75。落料（liào）凹模（mó）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

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

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