​五金衝壓件凸凹模具的間隙設計

刃口尺寸計算的基本原（yuán）則（zé）

衝裁件的尺寸精度主要決定於模具（jù）刃口的尺寸精度，模具的公道間（jiān）隙（xì）值也要靠模具刃（rèn）口尺寸及製造精度來（lái）保證。正確確定模具刃口尺寸及其製造公（gōng）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（jiān）隙，使落（luò）下 的料或衝出 的孔都帶有錐度，且落料件的（de）大（dà）端尺寸即是凹模尺寸，衝孔件的（de）小端尺寸 即是 凸 模尺（chǐ）寸。

2．在丈量與使用中，落料件是以大（dà）端（duān）尺寸為基準（zhǔn），衝孔孔徑是 以小（xiǎo）端尺寸 為基準。

3．衝裁時， 凸 、凹模要與衝裁件或廢物（wù）發生摩擦， 凸模愈磨愈 小，凹模（mó） 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造（zào）公差時需考慮下述原則：

1．落料（liào）件尺寸（cùn）由凹模尺寸決定， 衝（chōng）孔時孔的 尺寸由 凸 模（mó）尺寸決定。 故設計落料模時 ，以凹模為（wéi）基準 ，間隙取在 凸模上 ；設計 衝孔模時 ，以 凸模為 基準，間隙取在凹模上。

2．考慮到（dào）衝裁中 凸 、凹模的磨損，設計 落料模時 ，凹模基本尺寸應取尺（chǐ）寸公差範圍（wéi）的較小（xiǎo）尺寸；設計衝孔模（mó）時，凸模基本 尺寸則應取工（gōng）件孔（kǒng）尺寸公差範圍內的較大尺寸。這樣，在 凸 、凹模（mó）磨損到一定（dìng）程度的情況下，仍能衝出合格製件（jiàn）。 凸 、凹模間隙則取最小公道間隙值（zhí）。

3．確定衝模（mó）刃口製造公差時，應考慮（lǜ）製件的公差要（yào）求。假如（rú）對刃口精度要求（qiú）過高( 即製造公差過小 )，會使（shǐ）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（lái）的製件可能分歧格，會使模具的壽命降低。製（zhì）件精度與模具製造精度的關係（xì）見表 2—1。若製件沒有標（biāo）注公差， 則（zé）對於 非 圓（yuán）形件按國家標準 “非配合（hé）尺寸的公差數值”IT14級處（chù）理，衝模（mó）則可按IT11級製造；對於圓形（xíng）件，一般可按IT7～ ６級製造 模具。衝壓件的尺寸公差應按“進體”原則標注為單向公差，落料件（jiàn）上偏差為零，下偏差為負；衝孔件上偏差為正，下偏差為零。

刃口尺寸的計算方法

由於（yú）模具加工（gōng）方（fāng）法不同（tóng），凸（tū）模與 凹模刃口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（cùn）的計算方法（fǎ）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（fèn）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（zào）公差（chà）(凸模δp、凹模δd)，它適用於圓形或簡（jiǎn）單外形的製件。為了保證初始間隙值小於最（zuì）至（zhì）公（gōng）道間隙2cmax，必須滿足（zú）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，新製造的模具應該是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否則製造 的模具（jù）間隙已超過（guò）答應變動範圍 2cmin～2cmax。

下麵對（duì）落料和衝孔兩（liǎng）種情況分別進行討論。

a)落（luò）料b)衝孔（kǒng）

1．落料：

設（shè）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（xiān）確定凹模尺寸，使凹（āo）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（zuì）小公道間隙值（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.衝孔（kǒng）：

設衝孔（kǒng）尺寸為d＋△0根據以上原則，衝孔時以 凸模設計（jì） 為基準，首先確定（dìng）凸模刃口尺寸，使凸模基本 尺寸接近或即是工件（jiàn）孔的最大極限尺寸，再增（zēng）大凹模尺寸以保（bǎo）證最小公道間隙 2cmin。各部分分（fèn）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（shì）中Ｄd——落料凹模基本（běn）尺（chǐ）寸(mm)；

Ｄp——落料（liào） 凸（tū）模基本 尺（chǐ）寸(mm)；

Dmax——落料件最大極限尺寸(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 最小極限尺寸(mm)；

Ld——同 一工步 中凹（āo）模孔距基本尺寸(mm)；

Lmin——製件孔距最小極限（xiàn）尺寸（cùn）(mm)；

△——製件公差 (mm)；

2cmin—— 凸 、凹模最小（xiǎo）初始雙麵間（jiān）隙(mm)；

δp—— 凸模（mó）下 偏差，可按IT6選用(mm)；

δd——凹模上偏（piān）差，可按IT7選用(mm)；

x——係數（shù），是為了使（shǐ）衝裁件的實際尺寸盡量接（jiē）近衝裁件公差帶的中間尺寸，與工件製造精度有關 ，可查（chá）表 2.3.1或按（àn）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）製件公差為 IT14者，取x＝05。

表（biǎo） 2.3.1 係數x

解：該零件屬（shǔ）於無特殊要求的（de）一般衝孔、落料件。36由落料獲得，2—6及18由衝孔同時（shí）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（chà）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（āo）模分（fèn）別按 IT6和IT7級加（jiā）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（xiào）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（cǐ）可（kě）知，隻有縮小δ p、δd，進步製造精度，才能保證間隙（xì）在公道（dào）範（fàn）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（jiā）工

對於（yú）外形複雜（zá）或（huò）薄板（bǎn）工件的模具，為了保（bǎo）證（zhèng）衝（chōng）裁凸（tū） 、凹模間有一定的間隙值，必須采用配合加工。此方法是先做好其中的一（yī）件 ( 凸模或 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（lìng） 一（yī）件，使它們之間保持一定的間隙。因此，隻在基（jī）準件上標注尺寸和製造公差，另一件隻標注公稱尺寸並注明配做所留的（de）間隙值（zhí）。這樣δ p與δd就不再受間（jiān）隙限製。根（gēn）據經驗，普通模具的製造公差一般可取δ＝△／ 4(精（jīng）密模具的製（zhì）造公差可（kě）選幾μ)。這種方法（fǎ）不僅輕（qīng）易保證凸 、凹模間隙值很小，而且還可放大（dà）基準件的製造公差，使製造輕易。在計算複（fù）雜外形的凸 凹模工作部分的尺寸時 ，可（kě）以（yǐ）發現（xiàn） 凸 模和凹模磨損後，在一個（gè） 凸模或（huò） 凹模上（shàng）會同時（shí）存在著三類不同磨損性質的尺寸，這（zhè）時需（xū）要區（qū）別對待。

第一類：凸模或 凹模磨損（sǔn）會增大的尺寸：

第二類：凸模或 凹模磨損（sǔn）後會減小的（de）尺寸：

第三類：凸模或 凹模磨損後基本不變的尺寸（cùn）。

其中尺寸的a、b、c對 凸模來 說是（shì）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對於凸模來說 屬於第一類尺寸，對（duì）於（yú）凹模來說屬於第二類尺寸；尺寸（cùn）e，對 凸 模和凹模來說都屬於第三類尺寸。下麵分別討（tǎo）論凸（tū）模或 凹（āo）模這三類尺寸的不同計（jì）算方法。

複雜外形衝裁件的（de）尺（chǐ）寸分類

對於落料凹模或衝孔凸模在 磨損後將會增大的第（dì）一類尺寸，相當於簡單外形（xíng）的落料凹模尺（chǐ）寸，所以它的（de）基本尺寸及製造公差的確定方（fāng）法 就與式 (2—1)相同（tóng）。第一（yī）類尺寸： Aj＝ （ Ａmax－x△)＋0.25△ (2—6)

對於衝孔凸模（mó）或（huò） 落料凹模在磨（mó）損後將會減（jiǎn）小（xiǎo）的第二類（lèi）尺寸，相當於簡單外形的衝孔 凸 模（mó）尺寸（cùn），所以它的基本尺寸及（jí）製造公差的確定方（fāng）法 就與式(2—3)相同。

第二類尺寸（cùn）：Ｂj＝ （ Ｂmin＋x△)－0.25△ (2—7)

對於凸模或凹模在磨損後基本不變的第三（sān）類尺寸不必考慮磨損的（de）影響（xiǎng），凸、凹模的（de）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，〔 材料為 10號鋼)衝裁（cái）件的凸、凹模刃口尺寸及製造公差。

解：該（gāi）衝裁件屬落料件，選凹模為設計（jì）基準件，隻需計算落料凹模刃口尺寸及製造公差， 凸模刃口尺寸由凹模的實際尺寸按間（jiān）隙要求配作（zuò）。

由（yóu）表 2—3查得，2cmin＝0.10mm，2cmax＝0.14mm，由（yóu）表（biǎo）2—5查得：對於尺寸為（wéi） 80mm，選x＝0.5；尺寸為15mm，選x＝1；其餘（yú）尺寸均選x＝0.75。落料凹模的基本尺寸計算如下：

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雙麵間隙與落料凹模配作。

a)落料凹模（mó）尺;b)落料凸模（mó）尺寸(按（àn）凹模實（shí）際尺寸配件，保證雙麵間隙值（zhí）為 0.10 ～ 0.14mm