​五金衝壓件凸凹模具的間隙設計

刃口尺寸計算（suàn）的基本原則

衝裁件的尺寸精度主要決定於（yú）模具刃口的尺寸精度，模具的公道間隙值也要靠模具刃口尺寸及製造精（jīng）度來保證。正確確定模具刃口尺寸及其製（zhì）造公差，是設計衝裁模主要 任務之一。從生產實踐中可（kě）以發現：

1．由於 凸 、凹模之間存在間（jiān）隙，使落（luò）下 的料或衝出 的孔都帶有錐（zhuī）度，且落料件的大端尺寸即是凹模尺寸，衝孔件的（de）小端尺寸 即是（shì） 凸 模尺寸。

2．在丈量與使用中（zhōng），落料件是以大端（duān）尺寸為基準，衝孔孔徑是 以小端尺寸 為（wéi）基準。

3．衝裁時， 凸 、凹模要與衝（chōng）裁件或廢（fèi）物發（fā）生摩擦， 凸模愈磨愈 小，凹模 愈磨愈（yù） 大，結果使（shǐ）間隙愈用愈大

由此在決定模具刃（rèn）口尺寸及其製造（zào）公（gōng）差時需（xū）考慮下述原則：

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

2．考慮到衝裁中 凸 、凹模的（de）磨損（sǔn），設計 落料模（mó）時 ，凹模基本尺寸應取（qǔ）尺寸公差範圍的（de）較小尺寸；設計衝孔模時（shí），凸模基本 尺寸則（zé）應取工件孔尺寸（cùn）公差範圍內的較大尺寸。這樣（yàng），在 凸 、凹模磨損到一定程度（dù）的情況下，仍能衝出合格（gé）製件。 凸 、凹模間隙則取最小公道間隙值。

3．確（què）定衝模（mó）刃口製造（zào）公差（chà）時，應考慮製件的公差要求。假如（rú）對刃口精度要求過（guò）高( 即製造公差（chà）過小 )，會使模具製造困難，增加本錢，延永生（shēng）產周期；假如對（duì）刃口精度要求（qiú）過低(即製造公差過大 )，則生產出（chū）來的製件可能分歧格，會使模具的壽（shòu）命降（jiàng）低。製件精度與模具製造精度的關係見表 2—1。若製件沒有標注公差， 則對於（yú） 非 圓形件按國（guó）家標準 “非配合尺寸的公差數值”IT14級處理，衝模則可按IT11級製造（zào）；對於圓形（xíng）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（luò）料（liào）件上偏差為零，下偏差為負；衝孔件上偏差為（wéi）正，下偏差為零。

刃口尺寸（cùn）的計算方法

由於模具加（jiā）工方法不同，凸模與 凹模刃（rèn）口部分尺寸的計算公式與製（zhì）造（zào）公差的標注也不（bú）同，刃口尺寸（cùn）的計算方法可（kě）分為二（èr）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工至尺寸。要分別標（biāo）注凸模和（hé）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。為了保證初始間隙值小於最至公道（dào）間隙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（shuō），新製（zhì）造的模具應（yīng）該是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否則製造 的模（mó）具間隙已超過答應變（biàn）動範（fàn）圍（wéi） 2cmin～2cmax。

下麵對（duì）落料和衝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（gēn）據計（jì）算原則，落料時以凹模為設計基準。首先（xiān）確定凹模尺寸（cùn），使凹模基本尺寸接近或即是製件輪廓的最小極限尺寸（cùn），再減小凸 模尺寸以保證最小公道（dào）間隙值 2cmin。各（gè）部分分配位置見圖2.3.1(a)。其計算公式如（rú）下：

Dd＝（Ｄmax－x△）＋δd0  （2—1)

Dp＝ （Ｄd－2cmin)－δp＝（Ｄmax－x△－2cmin)－δp （ ２—2)

2.衝孔：

設（shè）衝孔（kǒng）尺寸為d＋△0根據以上原（yuán）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孔的最大極限尺寸，再增大凹模（mó）尺寸以保證最小公道間隙 2cmin。各（gè）部分分配位置見圖2—12b)， 凸（tū）模製造偏差取負 偏差，凹模取正偏差。其計算公式如下：

在（zài）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（xià）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（zuì）大（dà）極限尺寸(mm)；

dd——衝孔凹模基本尺寸(mm)；

dp——衝孔（kǒng） 凸模基本 尺寸(mm)；

dmin—— 衝孔件孔的 最小極限尺寸(mm)；

Ld——同 一工步 中凹模（mó）孔距（jù）基本尺（chǐ）寸(mm)；

Lmin——製件孔距最小極限尺（chǐ）寸(mm)；

△——製件公差 (mm)；

2cmin—— 凸 、凹模最小初始雙麵間隙（xì）(mm)；

δp—— 凸模下 偏差，可按IT6選用(mm)；

δd——凹模（mó）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（jìn）量接近衝裁件公差帶（dài）的（de）中間尺寸，與工件製造精度有關 ，可查表 2.3.1或按下列關係（xì）取值（zhí）：

當製件公（gōng）差為 IT10以上，取x＝１

當製件公差為 IT11～ １３ ，取x＝075

當製件公（gōng）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）般衝孔、落料件。36由落料獲得，2—6及（jí）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（bié）按 IT6和IT7級加工製造，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（zú）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，才能保證間隙在公道範圍內，此時可（kě）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（hé）加工

對於外形複雜（zá）或薄板工件的模具，為了保證衝裁凸 、凹模間有一定（dìng）的間隙值，必須采用配合加工。此（cǐ）方法是先做好其中的一（yī）件 ( 凸模或 凹模)作為基（jī）準（zhǔn）件，然（rán）後（hòu）以此基準件的實際尺寸來配（pèi）加工另 一件，使它們之間保（bǎo）持一定的間隙。因此，隻在基準（zhǔn）件上標注尺寸和製造公差，另一件隻標（biāo）注公稱尺寸並（bìng）注明配做所留的間（jiān）隙值。這樣δ p與（yǔ）δd就（jiù）不再受間隙限（xiàn）製。根據經驗，普通模具的製造公差一般可取δ＝△／ 4(精密（mì）模具的製造公差可選幾μ)。這種方法（fǎ）不僅輕易保證凸（tū） 、凹模間隙值很小，而且還可放大基準（zhǔn）件的製造公差，使製造輕易。在計算複雜外形的凸 凹（āo）模工作部分的（de）尺寸（cùn）時 ，可（kě）以發現 凸 模和凹模磨損後，在一個 凸模或 凹模上會同（tóng）時存在著三類（lèi）不同磨損性質的尺（chǐ）寸，這時需要區別對待。

第一類（lèi）：凸模或 凹模磨損會（huì）增大的尺寸（cùn）：

第二類：凸模（mó）或 凹模磨損後會減小的尺寸（cùn）：

第三類：凸（tū）模或 凹模磨（mó）損後基本不（bú）變的尺寸。

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

複雜外形衝裁件的尺寸分類

對於落料凹模或衝孔凸模在 磨損後將會增大的第一類尺寸，相當於簡（jiǎn）單外形的落料凹模尺寸，所（suǒ）以它的基（jī）本尺寸及製造公差的確定方（fāng）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 落料凹模在磨損後將會減小的第（dì）二類（lèi）尺寸（cùn），相（xiàng）當於簡單外形的（de）衝孔 凸 模（mó）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。

第二類尺寸：Ｂj＝ （ Ｂmin＋x△)－0.25△ (2—7)

對（duì）於凸模或凹模在磨損後基本不變的第三類尺（chǐ）寸不必考慮磨損的影響（xiǎng），凸、凹（āo）模的基本尺寸按式 (2—5)計算（suàn）。

第三（sān）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、凹模刃口尺寸及（jí）製造公差。

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

由表（biǎo） 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（cùn）均選x＝0.75。落料凹模（mó）的（de）基本尺寸計算（suàn）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（bú）必標（biāo）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)落料凸（tū）模尺寸(按凹模實際（jì）尺寸配件，保（bǎo）證雙麵間隙值為 0.10 ～ 0.14mm