五金衝壓件凸凹模具的（de）間隙設計

刃（rèn）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（kǒu）的尺寸精度，模具（jù）的公道間隙值也要靠模具刃口尺寸及製造精度來保證。正確確（què）定模具刃（rèn）口尺寸及其製造公（gōng）差（chà），是設計衝裁模主（zhǔ）要 任務之一。從生產實踐中可以發現：

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

2．在（zài）丈量與使用中，落料件（jiàn）是以大端尺寸為基準，衝孔（kǒng）孔（kǒng）徑是 以小端尺寸 為基（jī）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 愈磨愈 大，結果使間隙愈用愈大

由此在決定模具刃口尺寸及其製（zhì）造（zào）公差時需考（kǎo）慮下述原則：

1．落料件尺寸由凹模尺寸（cùn）決定， 衝孔（kǒng）時孔的 尺寸由 凸 模尺寸決（jué）定。 故設計落料（liào）模時 ，以凹模為基準 ，間隙取在 凸（tū）模上 ；設計 衝孔模時 ，以（yǐ） 凸（tū）模為 基準，間隙取在凹模上。

2．考慮到衝裁中 凸 、凹模的磨損，設計（jì） 落料模時 ，凹模基本（běn）尺寸應取尺寸公差範圍的較小尺寸；設計衝孔模時（shí），凸模基本 尺寸則應取工件孔尺寸公（gōng）差範圍內的較大尺（chǐ）寸（cùn）。這樣，在 凸 、凹模磨損到一定程度的（de）情況下（xià），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（kǒu）製造公差時，應考慮製（zhì）件（jiàn）的公差要求。假如對刃口精度要求（qiú）過高( 即製造公差過小 )，會使模（mó）具（jù）製造困難，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（chà）過大（dà） )，則生產出來的製件可能分（fèn）歧格，會使模具的（de）壽命降低。製件精度與模具製造精度的關係見表 2—1。若製件沒有（yǒu）標注公差， 則對於 非 圓形件按（àn）國家標準 “非配合尺寸的公差（chà）數值”IT14級處理，衝（chōng）模（mó）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（biāo）注為單向公差，落料件上偏差為零，下偏差為負；衝孔件上偏差為正（zhèng），下（xià）偏差為零。

刃口尺寸的計算方法

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

( 一 ) 凸模與凹模分開加工

采用這種方法，是指凸模和凹模分別按圖紙加（jiā）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（yú）圓形或簡單外形的製件。為了保（bǎo）證初始間隙值小於最至公道間隙2cmax，必須（xū）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（mó）具應該是（shì）｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否則製造 的模具間隙已超過答應（yīng）變動範圍 2cmin～2cmax。

下麵對落料和衝孔兩種情況分別進行討（tǎo）論。

a)落料b)衝孔

1．落料：

設工件的尺寸為D０－△，根據計算原則，落料時以凹模為設計基準。首先確（què）定（dìng）凹模尺寸，使凹模（mó）基本尺寸接近或即是製件輪廓（kuò）的最小極限尺寸，再減小（xiǎo）凸 模尺寸以（yǐ）保證最小公道（dào）間隙值（zhí） 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：

設衝孔尺寸（cùn）為d＋△0根（gēn）據以上原則，衝孔時以 凸模設計（jì） 為基準，首先確定凸模刃口尺寸，使凸模基本 尺寸接近或即是工件（jiàn）孔（kǒng）的最大極限尺寸（cùn），再增大凹模尺寸以保證最小公道間隙（xì） 2cmin。各部分分配位（wèi）置見圖2—12b)， 凸模（mó）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兩個（gè）以上孔時，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（jī）本尺寸(mm)；

Ｄp——落（luò）料（liào） 凸（tū）模（mó）基本 尺寸(mm)；

Dmax——落料件最大極（jí）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（zuì）小（xiǎo）極（jí）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（xiǎo）極限尺寸(mm)；

△——製件公差 (mm)；

2cmin—— 凸 、凹模最小初始雙麵間（jiān）隙(mm)；

δp—— 凸模下（xià） 偏差，可按IT6選用(mm)；

δd——凹（āo）模上（shàng）偏差，可按IT7選用(mm)；

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

當製件公差為 IT10以（yǐ）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（jiě）：該零件屬於無特（tè）殊要求的一（yī）般（bān）衝孔、落料件。36由落料獲得，2—6及18由衝孔同（tóng）時獲得。查（chá）表（biǎo） 2.3.1，2cmin＝０.04，2cmax＝0.06，則2cmax－2cmin＝0.06－0.04＝0.02mm

由公差表查得（dé）：6＋0.12為（wéi）IT12級，取（qǔ）x＝0.75；36＋0.62為IT14級，取x＝0.5。

設凸 、凹模分（fèn）別按 IT6和IT7級加工製（zhì）造，則（zé）

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（jiān）隙公差條件)

孔距（jù）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（xiǎo）δ p、δd，進步製造精度，才能（néng）保（bǎo）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) 凸模和凹模配合加工

對於外形複雜或薄板工件（jiàn）的模具，為了保證衝裁（cái）凸 、凹模間有一定的間隙值，必須采用配合加工。此方（fāng）法是先做好其中的一件 ( 凸（tū）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（gōng）另 一件，使它們之間（jiān）保持一定的間隙。因此，隻在基準件上標注尺寸和製造（zào）公（gōng）差，另一件隻標注公（gōng）稱尺寸並注明配做所留的間隙值。這樣（yàng）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（chà）一般可取δ＝△／ 4(精密模（mó）具（jù）的製造公差可選幾μ)。這（zhè）種（zhǒng）方法不僅輕易保證凸 、凹模間隙（xì）值很小，而且還可放大基準件的製造公差，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（xiàn） 凸 模和凹（āo）模磨損後（hòu），在一個 凸模或 凹（āo）模（mó）上會同時存在著三類不同磨損性質的尺寸，這（zhè）時需要區別對待。

第一類：凸模或 凹模磨（mó）損會增大的（de）尺（chǐ）寸：

第二類：凸模（mó）或（huò） 凹（āo）模磨損後會減小的尺（chǐ）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（lái） 說是屬於第二類尺（chǐ）寸，對於凹模來說則是第一類尺（chǐ）寸；尺寸 d對（duì）於凸模來說 屬於第（dì）一類尺寸，對（duì）於凹模來（lái）說屬於第二類尺寸；尺寸e，對（duì） 凸 模和凹模（mó）來說都屬於第三類尺寸。下麵分別討論凸模或（huò） 凹模（mó）這三類尺寸的不同計算方法。

複雜（zá）外形衝裁件的尺寸分類

對（duì）於落（luò）料（liào）凹（āo）模或衝孔凸模在 磨損後將會增大的第一類尺寸，相當（dāng）於簡單外形的落料（liào）凹模尺寸，所以它的基本（běn）尺寸及製造公差的確定方法 就與式 (2—1)相同（tóng）。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（yú）簡單外形的衝（chōng）孔 凸（tū） 模尺寸，所以它（tā）的基本尺寸及製造公差的確定方法 就與式(2—3)相（xiàng）同。

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

對於凸模或（huò）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（jì）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（cái）料為 10號鋼)衝裁件的凸、凹模刃口（kǒu）尺寸及製造公差。

解：該衝裁件屬落（luò）料件，選凹模（mó）為設計基準件，隻需計算落料凹模刃口（kǒu）尺寸及製造公差， 凸模刃口尺寸由凹模的實際尺（chǐ）寸按間隙要（yào）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；尺寸為（wéi）15mm，選x＝1；其餘尺寸均選x＝0.75。落料凹模（mó）的基本尺寸計算（suàn）如（rú）下：

a凹（āo） ＝（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（tū）模（mó）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（chà）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)落料凸模尺寸(按凹模實際尺寸配件，保證雙麵間（jiān）隙值（zhí）為 0.10 ～ 0.14mm