​五金衝壓件凸凹模具（jù）的間隙設計

刃口尺寸計算的基本原則（zé）

衝裁（cái）件的尺寸精度主（zhǔ）要決定於模（mó）具刃（rèn）口的尺寸精度，模（mó）具的公道間隙值也要靠模具刃口尺寸及製造精度（dù）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）務之一。從生產實踐中可以發現：

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

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

3．衝裁時， 凸 、凹模（mó）要與衝裁件或廢（fèi）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（yù）大

由此在決定模具刃口尺（chǐ）寸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（chōng）孔（kǒng）時孔的 尺（chǐ）寸由 凸 模尺寸決定（dìng）。 故設計（jì）落料模時 ，以凹（āo）模為基準 ，間隙取在 凸模上 ；設（shè）計 衝孔模時 ，以 凸模為 基準，間隙取在凹模上。

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

3．確定衝模刃口製造公差時，應考慮製（zhì）件的公差要求。假如對刃（rèn）口精度要求過高( 即製造公差（chà）過小 )，會使模具製（zhì）造困難，增（zēng）加本錢，延永生產周期（qī）；假如對刃口精度要求過低(即製造公差過大 )，則生產出來的製件可能分歧格，會使模具的壽命降低。製件精度（dù）與模具製造精度的關係見表 2—1。若製件（jiàn）沒有標注公差， 則對（duì）於 非 圓形件按國家標準 “非配合尺寸的公差數值”IT14級處理，衝（chōng）模則可按IT11級製（zhì）造；對於圓形（xíng）件，一般可按IT7～ ６級製造 模具。衝（chōng）壓件的尺寸公差應按“進體”原則（zé）標注為單向（xiàng）公差，落料件上偏差為零，下偏差為負（fù）；衝孔件上偏差為正，下偏差為零。

刃口尺寸的計算方法

由於模具加（jiā）工方法不同，凸模與 凹模刃口（kǒu）部分尺寸（cùn）的計算公式與製造公差的標注也不同，刃口（kǒu）尺寸的計算方法可分為二種（zhǒng）情況。

( 一 ) 凸（tū）模與凹模分開加（jiā）工

采用這種方法（fǎ），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（āo）模刃口尺寸與製造公差(凸模δp、凹（āo）模（mó）δd)，它適（shì）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（yě）就是說，新製造的模具應該是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否則製（zhì）造 的模具間隙已超過答應變（biàn）動範圍 2cmin～2cmax。

下麵對落料和衝孔兩種情況分別進（jìn）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基準。首先確（què）定凹模（mó）尺寸，使凹模基本尺寸接近或即（jí）是製件輪廓的最小極限尺寸，再減小凸 模尺寸（cùn）以保證（zhèng）最小公道間隙值（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：

設衝孔尺寸為d＋△0根據以上原則，衝孔時以 凸模設計（jì） 為基準，首先確定凸模刃（rèn）口（kǒu）尺寸，使凸模基本（běn） 尺寸接（jiē）近或即是工件孔的最大極限尺寸，再增大凹模尺（chǐ）寸（cùn）以保證最小公道間隙 2cmin。各部分（fèn）分（fèn）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（shì）如下：

在同（tóng）一工步（bù）中衝出製件兩個以（yǐ）上孔時，凹模型（xíng）孔中心距 Ld按（àn）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（xiàn）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（cùn）(mm)；

Ld——同 一（yī）工步 中凹模孔距基本尺（chǐ）寸(mm)；

Lmin——製件孔距最小極限尺寸(mm)；

△——製件公差 (mm)；

2cmin—— 凸 、凹模最小初始雙（shuāng）麵間隙(mm)；

δp—— 凸模下 偏差，可按IT6選用(mm)；

δd——凹模上偏差，可按IT7選用(mm)；

x——係數，是為（wéi）了使衝裁件的實際尺（chǐ）寸盡量接近衝裁件公差帶的中間尺寸，與工件製造精度有（yǒu）關（guān） ，可查表 2.3.1或按下列關係取值：

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（qǔ）x＝05。

表 2.3.1 係數x

解：該零件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（qǔ）x＝0.5。

設（shè）凸 、凹模分別（bié）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，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，為了保證衝裁凸 、凹模間（jiān）有一定的間隙值，必須采（cǎi）用配合加（jiā）工。此方法是先做好其（qí）中（zhōng）的一（yī）件 ( 凸模或 凹模)作為基準件，然後以此基準件的實（shí）際（jì）尺寸來配加工另 一件，使它們之間保持一定的間隙。因（yīn）此，隻在（zài）基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間隙值。這樣δ p與δd就不再受間隙限製（zhì）。根（gēn）據經驗，普通模具的製造公差一（yī）般（bān）可取δ＝△／ 4(精（jīng）密模具（jù）的製造公差可選幾μ)。這種方法不僅輕易（yì）保證凸 、凹模間隙值（zhí）很小，而且還可放大基準件的製造公（gōng）差，使製（zhì）造輕易。在計算複雜外形的凸 凹模工作部（bù）分的尺寸時 ，可以發現（xiàn） 凸 模和凹模磨損後，在一個 凸模或 凹模上會同時存（cún）在著三類不同磨損（sǔn）性質的（de）尺寸，這時（shí）需要區別對待。

第一（yī）類：凸模或 凹模磨損會增大的尺寸：

第二類：凸模（mó）或 凹模磨損後會減小的尺寸：

第三類：凸模（mó）或 凹模磨損後基本不變的尺（chǐ）寸。

其中尺寸的a、b、c對 凸模來 說是屬於第二類尺寸，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，對於凹模來說屬於第二類尺寸；尺寸e，對 凸 模和凹模來說都屬（shǔ）於第三類尺寸。下麵分別討論凸模（mó）或 凹模這（zhè）三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（kǒng）凸（tū）模在 磨（mó）損後將會（huì）增大的第一類尺寸，相當（dāng）於（yú）簡單外（wài）形的落料凹模尺寸，所以它的基本（běn）尺寸及製造（zào）公差的確（què）定方法 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（mó）損（sǔn）後將會減小的第二類（lèi）尺寸，相當於簡單外形的衝孔 凸 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)相同。

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

對於凸模或凹模在磨損後基本不變的第（dì）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，〔 材料（liào）為 10號鋼)衝裁件（jiàn）的凸、凹模刃口尺寸及製（zhì）造公差。

解：該衝裁件屬落料件，選凹模為設計基（jī）準件，隻需計算落料凹模刃口（kǒu）尺寸（cùn）及製造公（gōng）差（chà）， 凸模刃口尺寸由凹模的實際尺寸按間隙要（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（āo） ＝(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（āo）模配作。

a)落料凹模（mó）尺;b)落料凸模尺寸(按凹模實際尺（chǐ）寸配件，保證（zhèng）雙麵間隙值為（wéi） 0.10 ～ 0.14mm