​五金衝壓件凸凹模具的間隙設（shè）計

刃（rèn）口尺寸計算的（de）基本原則

衝裁件的尺（chǐ）寸精度（dù）主（zhǔ）要決定於模（mó）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造精度來保（bǎo）證。正確確定模具刃口尺（chǐ）寸及其製造公差，是設計衝（chōng）裁模主（zhǔ）要 任務之一。從生產實踐中可以發現：

1．由於 凸 、凹模之間存在間（jiān）隙，使落下 的料或衝出 的孔都（dōu）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（zhàng）量與使用中，落料件（jiàn）是以大端尺寸為基準（zhǔn），衝孔孔徑（jìng）是 以小端尺寸 為（wéi）基準。

3．衝裁時， 凸 、凹模要與衝（chōng）裁件或廢物發生摩擦， 凸模愈磨（mó）愈 小（xiǎo），凹（āo）模（mó） 愈磨愈 大，結果使間隙（xì）愈用愈大

由此在決定模具刃口尺寸及其製造公差（chà）時需考慮下述原則：

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

2．考慮到衝裁中 凸 、凹模（mó）的磨損，設計 落料模時（shí） ，凹模基本尺寸應取（qǔ）尺寸公差範圍的較小（xiǎo）尺寸；設（shè）計衝（chōng）孔模時，凸模基本 尺寸則應取工件孔尺寸公差範圍內的較大尺寸。這樣（yàng），在（zài） 凸 、凹模磨（mó）損到（dào）一定程（chéng）度的情況下，仍能衝出合格製件。 凸 、凹（āo）模間隙則取最小公道間隙值。

3．確定衝模刃口（kǒu）製造公差時，應考慮製件的公差要求。假如對刃口精度要求過高( 即製造公差過小 )，會使模具製造困難，增加本（běn）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（jiàng）低。製件精度與模具製造精（jīng）度的關係見表 2—1。若製件沒有標注公差， 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（chù）理（lǐ），衝模則可按IT11級製造；對於圓（yuán）形件，一般可按IT7～ ６級製造 模具。衝壓件（jiàn）的尺寸公差應按“進體”原則標注為（wéi）單向公差，落料件上偏差（chà）為零，下（xià）偏差為負；衝（chōng）孔件上偏差為正（zhèng），下偏差為零。

刃口尺寸的計算方法

由於模（mó）具加工方法不同，凸模與 凹模刃口部分尺寸的（de）計算公式與製（zhì）造公差的標注也不同，刃口尺（chǐ）寸的計算方法可分為二種情（qíng）況。

( 一 ) 凸模與凹模分開（kāi）加工

采用這種方法，是指凸模和凹模分別按（àn）圖（tú）紙加工至尺寸。要分別標注凸模和凹（āo）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件。為了保（bǎo）證（zhèng）初始間隙值小於最至公道間隙2cmax，必須滿足下列（liè）條（tiáo）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（zhì）造的模具應該是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否則製造 的模具間隙已超過答應變動範圍 2cmin～2cmax。

下麵對落料和衝孔兩種情況分別進行（háng）討論。

a)落料b)衝孔

1．落料：

設工件的尺（chǐ）寸為D０－△，根據計（jì）算原（yuán）則，落料時以凹模為（wéi）設計基準。首先確（què）定凹模尺寸，使凹模（mó）基本（běn）尺寸接近或即是製件輪廓的最小極限尺寸，再減小凸 模尺寸以保證最小公道（dào）間隙值 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（chōng）孔（kǒng）：

設衝孔尺寸為d＋△0根據以上原（yuán）則（zé），衝（chōng）孔時以（yǐ） 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（jí）是工件孔的最大極限尺寸，再增大凹（āo）模尺寸以保證最小公（gōng）道（dào）間隙 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。其計算公式如下：

在同一工步中衝出製件（jiàn）兩個以（yǐ）上孔（kǒng）時，凹模型孔中心距 Ld按下式確定（dìng） ：

Ld＝ （ Lmin＋05△)±0.125△ (2—5)

式中Ｄd——落料凹模基本尺寸(mm)；

Ｄp——落料 凸（tū）模基本 尺寸(mm)；

Dmax——落料（liào）件（jiàn）最大極限尺寸(mm)；

dd——衝孔凹模基本尺（chǐ）寸(mm)；

dp——衝孔 凸模基本 尺寸（cùn）(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（gōng）差 (mm)；

2cmin—— 凸 、凹模最小初始（shǐ）雙（shuāng）麵間隙(mm)；

δp—— 凸模下 偏差，可按IT6選（xuǎn）用(mm)；

δd——凹模上偏差（chà），可（kě）按IT7選用(mm)；

x——係數，是為（wéi）了使衝裁件的實際尺寸盡（jìn）量接近衝裁件公差帶的中（zhōng）間（jiān）尺寸，與工件製造精度有關（guān） ，可查表 2.3.1或按下列關係取值：

當製件公差為 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（bān）衝孔、落料件。36由落料獲得（dé），2—6及18由（yóu）衝孔同時獲得。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（wéi）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（hé）｜δ p｜＋｜δd｜≤2Cmin

0.０08 ＋0.０12 ≤0.06－0.04

0.02＝0.02(滿足間隙公差條（tiáo）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（cái）能保（bǎo）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

對於外形複雜或（huò）薄板工（gōng）件（jiàn）的模具，為了保證（zhèng）衝裁凸 、凹模間有一定的間隙值，必須采用配（pèi）合加工。此方法是先做好其中的一件 ( 凸模或 凹（āo）模)作為基準件，然後以此（cǐ）基準件的實際尺寸來配加（jiā）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（biāo）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。根據經（jīng）驗，普通（tōng）模具的製造（zào）公差一般可取δ＝△／ 4(精密模具的製（zhì）造公差可選幾μ)。這種方法不（bú）僅輕易保證凸 、凹模間隙值很小，而且還可放大基準件的製造（zào）公差，使製造輕易（yì）。在計算（suàn）複雜外形的（de）凸 凹模工作部（bù）分的尺寸時 ，可以發現（xiàn） 凸 模和（hé）凹模磨損後，在一個 凸（tū）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：凸模或 凹模磨損會增大的尺寸（cùn）：

第二類：凸模或 凹模磨（mó）損後會減小的尺寸：

第三類：凸模或（huò） 凹模磨損後基（jī）本不變的尺寸。

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

複雜外形衝裁件的尺（chǐ）寸分類

對於落料凹模或（huò）衝孔凸模（mó）在 磨損後將會增大的第一（yī）類尺寸，相當於簡單外形（xíng）的落料凹模尺寸（cùn），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（huò） 落料凹模在磨損後將會（huì）減小的第二類尺寸，相（xiàng）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（fǎ） 就與式(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（běn）不變的第三類尺（chǐ）寸不必考（kǎo）慮磨損的影響，凸、凹模的基本尺寸（cùn）按式（shì） (2—5)計算。

第三（sān）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（wéi） 10號（hào）鋼)衝裁件的凸、凹模（mó）刃口尺寸及製造公差。

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

由表 2—3查（chá）得，2cmin＝0.10mm，2cmax＝0.14mm，由表2—5查得：對於（yú）尺寸為 80mm，選x＝0.5；尺寸（cùn）為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（luò）料凸模的基（jī）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)落料凹模尺;b)落料（liào）凸模尺寸(按凹模實際尺寸配件，保證雙麵間隙值為 0.10 ～ 0.14mm