​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（chǐ）寸精度主要決定於模具刃口的尺寸精度（dù），模具的公道間隙值也要靠模具刃口尺寸及（jí）製造精度來保證。正確確定模具刃口尺寸及其製造公差，是設計衝裁模主要 任（rèn）務（wù）之一。從生產實踐中可以發現：

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

2．在丈量與使用中，落料件（jiàn）是以大端尺寸為基準，衝（chōng）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（fā）生摩擦， 凸模愈磨愈（yù） 小，凹（āo）模 愈磨愈 大，結果使間隙愈用愈（yù）大

由此在決定模具刃口尺寸及其製造公差時需考（kǎo）慮下述原則：

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

2．考慮（lǜ）到衝裁中 凸 、凹模的磨損，設計 落（luò）料模時 ，凹模基本尺寸應取尺寸（cùn）公差範圍的較（jiào）小尺寸；設計衝孔模時，凸模基本 尺（chǐ）寸則（zé）應取工件（jiàn）孔尺（chǐ）寸公差範圍內的較大（dà）尺寸。這樣（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（xì）則取最（zuì）小公道間隙值（zhí）。

3．確定（dìng）衝模刃口製造公差時，應考慮製（zhì）件的公差（chà）要求。假如對刃口精度要（yào）求過高( 即製造公差過小 )，會使模具製造困難，增加本錢，延永生產周期；假如對刃口精度要求（qiú）過（guò）低(即製造公（gōng）差過大（dà） )，則生產出來的製件可能分歧格，會使（shǐ）模具的壽命降低。製件精度與模具（jù）製造精度的關係見表 2—1。若製件沒有標注公差， 則對於 非 圓形件按國家標準 “非（fēi）配合尺寸的公差數值”IT14級處理，衝模則可（kě）按IT11級製造；對於圓形（xíng）件，一般可按IT7～ ６級製造 模具。衝壓件的尺（chǐ）寸公差應按“進（jìn）體”原則標注為單向公差（chà），落料件（jiàn）上偏差（chà）為零，下偏差為（wéi）負；衝孔件上偏差為正，下（xià）偏（piān）差為零。

刃口尺寸的（de）計算（suàn）方（fāng）法

由於（yú）模具加（jiā）工方法不同，凸模與（yǔ） 凹模刃口部分尺寸（cùn）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（èr）種情況。

( 一 ) 凸模與凹（āo）模分開加工

采用這種方法（fǎ），是（shì）指（zhǐ）凸模和（hé）凹模分別按圖紙加工至（zhì）尺寸。要（yào）分別標注凸模和（hé）凹模刃口尺寸與製造公差(凸模δp、凹模δd)，它適用於圓（yuán）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（jiān）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（yīng）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（miàn）對落料和衝（chōng）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D０－△，根據計算原則，落料時以凹模（mó）為設計基準。首先確定凹模尺（chǐ）寸，使凹（āo）模基本尺寸接近（jìn）或即是製件輪（lún）廓的（de）最小極限尺寸，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：

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（jù）以上原則，衝孔時以 凸模設（shè）計（jì） 為基準，首先確定凸模刃（rèn）口尺寸，使凸模基本 尺寸接近或（huò）即是工（gōng）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 2cmin。各部分分配位置見圖（tú）2—12b)， 凸模製造偏差取負 偏差，凹模取正偏差。其計算公（gōng）式如下：

在同一工步中衝出製件兩個（gè）以（yǐ）上孔時，凹模（mó）型孔中心距（jù） Ld按下式確定 ：

Ld＝ （ Lmin＋05△)±0.125△ (2—5)

式中Ｄd——落料凹模基本尺寸(mm)；

Ｄp——落料 凸模基本 尺寸(mm)；

Dmax——落料件最大極限尺寸(mm)；

dd——衝孔凹模基（jī）本尺寸(mm)；

dp——衝孔 凸模基（jī）本 尺（chǐ）寸(mm)；

dmin—— 衝孔件孔的 最小極（jí）限尺寸(mm)；

Ld——同 一工步（bù） 中凹模孔距基（jī）本尺寸(mm)；

Lmin——製件孔距最（zuì）小極限尺寸(mm)；

△——製件公差 (mm)；

2cmin—— 凸 、凹模最小初始雙麵間隙(mm)；

δp—— 凸（tū）模下 偏差，可（kě）按IT6選用(mm)；

δd——凹模上偏差，可（kě）按IT7選用(mm)；

x——係數，是為了使衝裁件（jiàn）的實際尺寸盡量接近衝裁件公差（chà）帶（dài）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：

當製件公差為 IT10以上，取x＝１

當製件（jiàn）公差為 IT11～ １３ ，取x＝075

當（dāng）製件公（gōng）差為 IT14者，取x＝05。

表 2.3.1 係數x

解：該（gāi）零件屬於無特殊要（yào）求的一般衝孔、落料（liào）件。36由落料（liào）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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（xiào）核 0.016＋0.025＝０.04＞0.02

由此可知，隻有縮小δ p、δd，進步製（zhì）造精度，才能保證間隙在公道範圍內，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) 凸模和（hé）凹（āo）模配合加工

對於外形（xíng）複雜或薄板工（gōng）件的模具，為了保證衝裁凸 、凹模間有一定的間隙值，必須采（cǎi）用配合加工。此方法是先做好其（qí）中的一件 ( 凸模或 凹模)作為基準件，然後以此基（jī）準件的實際尺寸來配加工另 一件，使它們（men）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（chà），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。根據經驗，普通模具的製（zhì）造公差一般可取δ＝△／ 4(精密模具的製造公（gōng）差可選幾μ)。這種方法不僅輕易保證凸 、凹模間隙值很小，而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（mó）工作部分的尺寸（cùn）時 ，可以發現 凸 模和凹模磨損（sǔn）後，在（zài）一個 凸模或 凹模上會同時存在著三類不（bú）同磨損性質的尺寸，這時需要區別對待。

第（dì）一類：凸模或 凹模磨損會增大的尺寸：

第二類（lèi）：凸模或 凹模磨損後會減小的尺寸：

第三類：凸模或 凹（āo）模磨損後基本（běn）不變的尺寸。

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

複雜外形衝裁件的尺寸分類

對於落料（liào）凹模或衝孔凸模在 磨損後將會增大的（de）第一類尺寸（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製造公差的確定方法 就與式（shì） (2—1)相同。第（dì）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，相當於簡單外形（xíng）的衝孔 凸 模尺寸，所以（yǐ）它（tā）的基本尺寸及製造公差的（de）確定方法（fǎ） 就與式(2—3)相同。

第（dì）二類尺（chǐ）寸：Ｂj＝ （ Ｂmin＋x△)－0.25△ (2—7)

對於（yú）凸模或（huò）凹模在磨損後（hòu）基本（běn）不變的第三類尺寸不必考（kǎo）慮磨損（sǔn）的影（yǐng）響（xiǎng），凸、凹模的基本尺（chǐ）寸按式 (2—5)計（jì）算（suàn）。

第三類（lèi）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（chōng）裁件的凸、凹模刃口尺寸及製造公差。

解（jiě）：該衝裁件屬落料（liào）件，選凹模為（wéi）設計基準件，隻（zhī）需計算落（luò）料凹（āo）模刃口尺寸及製造公差， 凸模刃口尺寸由（yóu）凹模的（de）實際尺寸按間隙要求（qiú）配作。

由表 2—3查得（dé），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。但不必標注公差注明以 0.1～0.14mm雙（shuāng）麵間隙與落料凹模配作。

a)落料凹模尺;b)落料（liào）凸模尺寸（cùn）(按凹模實際尺寸（cùn）配件，保證雙（shuāng）麵間隙值為 0.10 ～ 0.14mm