五金衝壓件凸凹模具的間隙設計（jì）

刃口尺寸計算的基本原則

衝裁件的尺寸精度主要決定於模具刃口的（de）尺寸（cùn）精度，模具（jù）的公道間隙值也要靠模具刃口尺寸及（jí）製造精度來保證。正確確定模具刃（rèn）口尺（chǐ）寸及其（qí）製造公差，是設計衝裁模主要 任務之一。從（cóng）生產實踐中可以（yǐ）發現：

1．由於 凸 、凹模之間存在間隙，使落下 的料或衝出 的（de）孔都帶（dài）有錐度，且落料件的（de）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．在丈量與使用中，落料（liào）件是以大端尺（chǐ）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生摩擦， 凸模愈磨愈 小，凹模（mó） 愈磨愈 大，結果使間隙愈用愈大

由此（cǐ）在（zài）決定模具刃口尺寸及其製造公差時（shí）需考慮下述原則：

1．落料件尺寸由凹模尺寸決定， 衝孔（kǒng）時孔的 尺寸由 凸 模尺寸決定。 故設計落料模時（shí） ，以凹模為基準 ，間（jiān）隙取在 凸模上（shàng） ；設計 衝孔模時（shí） ，以 凸模為 基準，間隙取在凹模上。

2．考慮到衝裁（cái）中 凸 、凹模（mó）的磨損，設計 落料模時 ，凹模基本尺寸應取尺寸公（gōng）差範圍的較（jiào）小尺寸；設計衝孔（kǒng）模時，凸模（mó）基本 尺（chǐ）寸（cùn）則應（yīng）取工件（jiàn）孔尺寸公差範圍內的較（jiào）大尺（chǐ）寸。這樣，在（zài） 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（mó）間隙則取最小公道間隙值。

3．確定（dìng）衝模刃口製造公差時，應考（kǎo）慮（lǜ）製件（jiàn）的公差要求。假如對刃口精度（dù）要求過高( 即製造公差過（guò）小 )，會使模具製造困難，增加本錢，延永生（shēng）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（jiàn）可能分歧格，會使模具的壽命降低。製件精度（dù）與模具製造精度的關係見表（biǎo） 2—1。若製件沒有標注公差， 則對（duì）於 非 圓形件按國家標準 “非配合尺寸（cùn）的公差數（shù）值”IT14級處（chù）理，衝模則可按IT11級製造；對於（yú）圓（yuán）形件，一般可按IT7～ ６級製（zhì）造（zào） 模具。衝壓件的尺寸公差應按“進體”原則標注為單向公差，落料件上偏（piān）差為零，下偏差為（wéi）負；衝孔件上偏差（chà）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（tóng），凸模與 凹模刃口部分尺（chǐ）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 ) 凸模與（yǔ）凹模分開加工（gōng）

采用這種方法（fǎ），是指凸模和凹模分別按圖（tú）紙加工至尺寸（cùn）。要分別標注（zhù）凸模和凹模刃口尺寸與（yǔ）製造公差(凸模δp、凹模δd)，它適用於圓形或（huò）簡單外（wài）形的製件。為了保證初（chū）始間（jiān）隙值小於最至公（gōng）道間隙2cmax，必須滿（mǎn）足（zú）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（gāi）是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否則製造 的模（mó）具間隙已超（chāo）過答應變動範圍 2cmin～2cmax。

下麵對落料和衝孔兩種情況分別（bié）進行討論。

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，落料時以凹模為設計基準。首先確定（dìng）凹模尺寸，使凹模基本尺寸接近（jìn）或即是（shì）製件輪廓的最（zuì）小極（jí）限（xiàn）尺寸，再減小凸 模尺寸以保證最小（xiǎo）公道間隙值 2cmin。各部分分配位置見圖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（wéi）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（tū）模基本 尺寸接近或即是工件孔的最大極限尺寸，再增大凹模（mó）尺寸以保證最（zuì）小公道（dào）間隙 2cmin。各部分分（fèn）配位置（zhì）見（jiàn）圖2—12b)， 凸模製造偏差取負 偏差，凹模取正偏（piān）差。其計算公式如下：

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（shì）確定 ：

Ld＝ （ Lmin＋05△)±0.125△ (2—5)

式中Ｄd——落料（liào）凹模基本尺寸(mm)；

Ｄp——落料（liào） 凸（tū）模基本（běn） 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（kǒng） 凸模基（jī）本 尺寸(mm)；

dmin—— 衝孔件孔的 最小極限尺（chǐ）寸(mm)；

Ld——同（tóng） 一工步 中凹模孔距基本尺寸（cùn）(mm)；

Lmin——製件孔距最小極限尺寸（cùn）(mm)；

△——製件公差 (mm)；

2cmin—— 凸 、凹模最小初始（shǐ）雙麵間隙(mm)；

δp—— 凸模下 偏差，可按IT6選用(mm)；

δd——凹（āo）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（liàng）接近衝裁件公差帶的中間尺寸，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（jiàn）公差為 IT10以上，取x＝１

當製件公差為 IT11～ １３ ，取x＝075

當製件公差為 IT14者，取x＝05。

表 2.3.1 係數x

解：該零件屬於（yú）無特殊要求的一般衝孔、落料（liào）件。36由落（luò）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x＝0.5。

設凸（tū） 、凹模分別按 IT6和IT7級加工製造，則

衝孔（kǒng） 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（zhèng）間隙在（zài）公道範圍內，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（mó）和凹模配合加工

對於外（wài）形複雜或薄板工件的模具，為（wéi）了（le）保證（zhèng）衝裁凸 、凹模間有一定的（de）間隙值，必須采用配合加工。此（cǐ）方法是先做好其（qí）中的一件（jiàn） ( 凸模或 凹（āo）模)作為基準件，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（cǐ），隻在（zài）基準件上標注尺寸和（hé）製造公差（chà），另一件隻（zhī）標注（zhù）公稱尺寸（cùn）並注明（míng）配做所留的（de）間隙值。這樣δ p與δd就不再受間隙限製。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（chà）可選幾μ)。這種（zhǒng）方（fāng）法不僅輕易保證凸 、凹模間隙值很小，而且還可放大基（jī）準件的（de）製造公（gōng）差（chà），使製造輕（qīng）易。在計算複雜外形的（de）凸 凹模工作部分的尺寸（cùn）時 ，可以發現 凸 模和凹模磨損後，在一個 凸模或 凹模（mó）上會同時存在著三類不同磨損性質的尺寸，這時需（xū）要區別對待。

第一類：凸模或 凹（āo）模磨損會增大（dà）的尺寸：

第二類：凸模或 凹模磨損後會減小的尺寸：

第三類：凸模或（huò） 凹（āo）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（chǐ）寸，對於凹模（mó）來（lái）說則是第一類尺寸；尺寸 d對於凸模來說 屬於第一類（lèi）尺（chǐ）寸，對於凹模來說屬於第二類尺寸；尺寸e，對（duì） 凸 模和凹模來說都屬於第三類尺寸。下麵分別討論（lùn）凸模或 凹模這三類尺寸的不同計算（suàn）方（fāng）法。

複雜外形衝裁件的尺寸分類

對於（yú）落（luò）料凹模或衝孔凸模在 磨損後（hòu）將會增大的（de）第一類尺寸，相當（dāng）於簡單（dān）外形的落料凹模尺寸，所以它的基本尺寸及製造公差的確定方法 就與式（shì） (2—1)相（xiàng）同。第一類尺（chǐ）寸： Aj＝ （ Ａmax－x△)＋0.25△ (2—6)

對於衝孔凸模或 落料（liào）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（chōng）孔 凸 模尺寸，所（suǒ）以它的基本尺寸及製造公差的（de）確定方法 就與式(2—3)相同。

第二類尺寸：Ｂj＝ （ Ｂmin＋x△)－0.25△ (2—7)

對於凸（tū）模或凹模在磨損後基本不變的第三類尺寸不必（bì）考（kǎo）慮磨損的影響，凸、凹模的基本尺（chǐ）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（liào）為（wéi） 10號鋼)衝裁件的凸、凹模刃口尺寸及製造公差。

解（jiě）：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（gōng）差， 凸（tū）模刃口尺寸（cùn）由凹模的實際尺寸按間（jiān）隙要（yào）求（qiú）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；尺寸為15mm，選x＝1；其餘尺寸均選x＝0.75。落料（liào）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（tū）模的基本（běn）尺寸與凹模相同，分別是 79.79mm、39.75mm、34.75mm、22.07mm、14.94mm。但不必標注公差注（zhù）明以 0.1～0.14mm雙麵間隙與落料凹模配作。

a)落料凹模尺;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