​五金衝壓件凸凹模具的間隙設計

刃（rèn）口尺寸計算的基本原則（zé）

衝裁件的尺寸精度主要（yào）決定於模具刃口的尺寸精度，模具（jù）的公道間隙值也要（yào）靠（kào）模具刃口尺寸及製造精度來保證。正確確（què）定模具刃口尺寸及（jí）其製造公差，是設計衝裁模主要 任務之一。從（cóng）生產實踐中可以發現：

1．由於 凸 、凹模之間存在間隙，使落下 的料或（huò）衝出 的孔都帶（dài）有錐度，且落料件的大（dà）端尺寸即是（shì）凹模尺寸，衝孔件的（de）小（xiǎo）端尺寸 即是 凸 模尺寸。

2．在丈量與使用中，落料件是以大端尺寸為基準，衝孔孔徑是 以小端尺（chǐ）寸 為基（jī）準。

3．衝裁時， 凸 、凹模要與衝裁件（jiàn）或廢（fèi）物發生摩擦， 凸模愈磨愈 小，凹模 愈磨愈 大，結（jié）果使間隙（xì）愈用愈（yù）大

由此在決定模具刃口尺寸（cùn）及其製造公差時需考慮下述原則：

1．落料件尺寸（cùn）由凹模尺寸決定， 衝孔時（shí）孔的 尺（chǐ）寸由 凸 模尺寸決定。 故設計落（luò）料模時 ，以凹模為基準 ，間隙取在 凸模上 ；設計 衝孔模時（shí） ，以 凸模為 基（jī）準，間隙取在（zài）凹模上。

2．考慮到衝裁中 凸（tū） 、凹模的磨損，設（shè）計 落（luò）料模時 ，凹模基本尺寸應取尺（chǐ）寸公差範圍的較（jiào）小尺寸；設計衝孔模時，凸模基本 尺寸則應取工件孔尺（chǐ）寸公差範圍內的較大尺寸。這樣，在 凸 、凹（āo）模磨（mó）損到（dào）一定程度的情況下，仍能衝出合格製件。 凸 、凹（āo）模間隙則取最小公道間（jiān）隙值。

3．確（què）定衝模（mó）刃口（kǒu）製（zhì）造公差時，應考慮製（zhì）件的公差要求。假如對刃口精度要求過（guò）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過低(即製造公差過大 )，則生產出來（lái）的製件可能分歧格，會使模具（jù）的壽命（mìng）降低。製件精度與模具製造精度的關係見表 2—1。若製件沒有標注公（gōng）差， 則（zé）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，衝模則可按IT11級製造；對於圓形（xíng）件，一般可按IT7～ ６級製（zhì）造 模具。衝壓件的尺寸公差應按“進體”原則標注為單向公差，落（luò）料件上偏差（chà）為零，下偏差為負；衝孔件上偏差為（wéi）正，下偏（piān）差為零。

刃口尺寸（cùn）的計算方法

由於模具加工方法不同，凸模（mó）與 凹模刃口（kǒu）部分尺寸的計算公式與製造公差的標注也（yě）不同，刃口尺寸的計算（suàn）方法可分為二種情況。

( 一 ) 凸（tū）模與凹（āo）模分開加工

采用這種（zhǒng）方法，是指凸模和凹模分別按圖紙加工至尺寸。要分別標注凸模和凹模刃口尺寸與製（zhì）造公差(凸模δp、凹模δd)，它適用於圓形或簡單外形的製件。為了保證初始間隙值小於最至公（gōng）道間隙2cmax，必須（xū）滿（mǎn）足下（xià）列條件：

｜δ p｜＋｜δd｜≤２cmax－2cmin

或取δp＝0.4(2cmax－2cmin)

δd＝0.6(2cmax－2cmin)

也（yě）就是說，新製造的模具應（yīng）該是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否則製造 的（de）模具間隙已超過答應變動範圍 2cmin～2cmax。

下麵對落（luò）料和衝孔兩（liǎng）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，落料時以凹模為設計（jì）基準。首先確定凹模尺（chǐ）寸，使（shǐ）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（cùn）以保證最小公道間隙值 2cmin。各部分分配位置見圖（tú）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根據以上原（yuán）則，衝孔時以 凸模設計 為基準，首先確定凸模刃口尺寸（cùn），使凸模（mó）基（jī）本 尺寸接近或即是工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（jiàn）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兩（liǎng）個以上（shàng）孔時，凹模型（xíng）孔中心（xīn）距 Ld按下（xià）式確定 ：

Ld＝ （ Lmin＋05△)±0.125△ (2—5)

式中Ｄd——落料凹模基本尺寸（cùn）(mm)；

Ｄp——落料 凸模基本 尺寸(mm)；

Dmax——落料件最（zuì）大極限尺寸(mm)；

dd——衝孔凹模基本尺寸（cùn）(mm)；

dp——衝孔 凸模基本 尺（chǐ）寸(mm)；

dmin—— 衝孔件孔的（de） 最小極限尺（chǐ）寸(mm)；

Ld——同（tóng） 一（yī）工步 中凹模孔距基本尺寸（cùn）(mm)；

Lmin——製件孔距最小極限尺寸(mm)；

△——製（zhì）件公差 (mm)；

2cmin—— 凸 、凹模最小初始雙麵間隙(mm)；

δp—— 凸模下 偏差（chà），可按（àn）IT6選用(mm)；

δd——凹（āo）模上偏差，可按IT7選（xuǎn）用(mm)；

x——係數，是（shì）為了使衝（chōng）裁件的實際尺寸盡（jìn）量接近衝裁件公差帶的中間尺寸（cùn），與工件製造精度有關 ，可查表 2.3.1或按（àn）下列關係取（qǔ）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（jiàn）屬於無特殊要求的一般衝孔、落料件。36由落料獲得，2—6及18由衝（chōng）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（dé）：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（zhì）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

由此可知（zhī），隻有縮小（xiǎo）δ p、δd，進步製（zhì）造精度，才（cái）能保證間（jiān）隙在公道範圍內，此時可取（qǔ）：

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（pèi）合加工（gōng）

對於外形複雜（zá）或薄板工件的模具，為（wéi）了保證衝裁凸 、凹模間有一定的間隙值，必（bì）須（xū）采用配合加（jiā）工。此方法是（shì）先做好其中的一（yī）件 ( 凸模或 凹模)作為基準件，然後以此基準件的實際尺寸來配加工另（lìng） 一件，使它（tā）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，另一件隻標注公稱尺寸（cùn）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，普通模具的製造公（gōng）差一般可取δ＝△／ 4(精密模（mó）具的製造公差可選（xuǎn）幾μ)。這種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（zào）公差，使製造輕易。在計算複（fù）雜外形的凸 凹模工作部分的（de）尺寸時 ，可以發現 凸 模和凹模磨（mó）損後，在一個 凸（tū）模或（huò） 凹模上會同時（shí）存在（zài）著三（sān）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（mó）磨損會增大的尺寸：

第二類：凸模或 凹模磨損後會減小的尺寸：

第三類：凸模或 凹（āo）模磨損後（hòu）基本不變的尺寸。

其中尺寸的a、b、c對 凸模來 說是屬（shǔ）於第二類尺寸，對於凹（āo）模來說則是第一類尺寸；尺寸 d對於凸模來說 屬於第一（yī）類尺寸，對於凹模來說屬於（yú）第二類尺寸；尺寸e，對 凸 模和凹模來說都屬於第（dì）三類尺寸。下（xià）麵分別討論凸模（mó）或 凹模這三類尺寸的不（bú）同計算方法。

複雜外形衝裁件的尺寸分類

對於落（luò）料凹模或衝孔凸模在 磨損後將（jiāng）會增大的第一類尺寸，相當於（yú）簡單外形的落料凹模尺寸，所以它（tā）的基本尺寸及製造公差的確定方法 就與式 (2—1)相同。第一類尺（chǐ）寸： Aj＝ （ Ａmax－x△)＋0.25△ (2—6)

對於衝孔凸模或 落料凹模在（zài）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，所以它的基本尺寸及製造公差的確定方法 就與式(2—3)相同。

第二類（lèi）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（de）第三類（lèi）尺寸不必考慮磨（mó）損的影響，凸（tū）、凹模（mó）的基本尺寸按式 (2—5)計算。

第三類尺（chǐ）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（wéi）設計基（jī）準件，隻需計算落料凹模刃口尺寸及製造公差， 凸模（mó）刃口尺（chǐ）寸由（yóu）凹模的實際尺寸按間隙要求配作。

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15mm，選x＝1；其餘尺寸均選x＝0.75。落（luò）料凹（āo）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（míng）以 0.1～0.14mm雙麵間隙與落料凹模配作。

a)落（luò）料凹模尺（chǐ）;b)落料凸模尺寸(按凹模實際尺寸（cùn）配件，保（bǎo）證雙麵（miàn）間隙值為 0.10 ～ 0.14mm