​五金（jīn）衝壓件凸凹模具的間隙設計（jì）

刃口尺寸計算的基本原則

衝裁件的尺寸精度（dù）主要決（jué）定於模具刃口的尺寸精度，模具的公道間隙值（zhí）也要靠（kào）模具刃口尺寸及製造精度來保證。正確（què）確定模具刃口尺寸及其製造（zào）公差，是設計衝裁模主要 任務之一。從（cóng）生產實（shí）踐中可以發現：

1．由於 凸 、凹模之間存在間隙，使落下 的料或衝（chōng）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）件是以大端尺寸（cùn）為（wéi）基準，衝孔孔徑是 以小端尺寸 為基準。

3．衝裁時， 凸 、凹模要與衝裁件或廢（fèi）物發生摩擦（cā）， 凸模愈磨愈 小，凹模（mó） 愈磨愈 大，結果使間隙愈用（yòng）愈大

由此在決定（dìng）模具刃口尺寸及其製造公差時需考慮（lǜ）下述原（yuán）則：

1．落料件尺寸由凹模尺寸決定， 衝孔（kǒng）時孔的 尺寸由 凸 模尺寸決定。 故（gù）設計落料模時 ，以凹模為基準 ，間隙取（qǔ）在 凸模上 ；設計 衝孔模（mó）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（āo）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，凸模基本（běn） 尺寸則應取工件孔尺寸公差範圍內的較大尺寸。這樣，在 凸 、凹模磨損到一定程度（dù）的情況下，仍能衝出合格製件（jiàn）。 凸 、凹模間隙則取最小公（gōng）道（dào）間隙值。

3．確（què）定衝模刃口製造公差時，應考慮製件的公差要（yào）求（qiú）。假如對刃口精度要求過高（gāo）( 即製（zhì）造公差過小 )，會使模具製造困難，增加本錢，延（yán）永生（shēng）產周期；假如對刃口精度要求過（guò）低(即製造公差過大 )，則生產出來的製件可能分歧格，會使模（mó）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（chà）數值”IT14級處理，衝模則可按IT11級製造；對於圓形件，一般可按IT7～ ６級製造 模具。衝壓件的尺寸（cùn）公差（chà）應（yīng）按“進體”原則標注為單向（xiàng）公差，落（luò）料件上偏差為零，下偏（piān）差為（wéi）負；衝孔件上偏差為正（zhèng），下偏差為零。

刃口尺寸的計算方法

由於模具加工方法不同，凸模與 凹模刃口（kǒu）部分尺（chǐ）寸的計算公式與製造公（gōng）差的標注也不同，刃口尺（chǐ）寸的計算方法可（kě）分為二種（zhǒng）情況（kuàng）。

( 一 ) 凸模與凹模分開加（jiā）工

采用這種方法，是指凸模和凹模分別按圖紙加工（gōng）至（zhì）尺寸。要（yào）分別標注凸模和凹（āo）模刃口尺寸與製造公差(凸模δp、凹模δd)，它適用（yòng）於圓形或簡單（dān）外形的製件。為了保證（zhèng）初始間隙值小於（yú）最至公道間隙（xì）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，新製造的模具（jù）應該是（shì）｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否則製造 的模具間隙已超過答應變動（dòng）範圍 2cmin～2cmax。

下麵對落料和衝孔（kǒng）兩種情況分別進行討論（lùn）。

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（mó）為設計基準。首先確（què）定凹模尺寸，使凹模基本（běn）尺寸接近或即是製件輪廓的最小極限尺寸，再減小凸 模尺寸以保證（zhèng）最小公道間隙值 2cmin。各部分分配位置見圖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：

設衝孔尺寸為d＋△0根據以上（shàng）原則，衝孔時（shí）以 凸模設計 為（wéi）基（jī）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（zuì）大極限尺寸，再（zài）增大凹模尺寸以保證最小公道間隙 2cmin。各部分分配位置見圖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（tóng）一工步（bù）中衝出製（zhì）件兩個以上孔時，凹模型孔中心距 Ld按下式確定 ：

Ld＝ （ Lmin＋05△)±0.125△ (2—5)

式中Ｄd——落料凹模基本尺寸(mm)；

Ｄp——落料（liào） 凸模基（jī）本 尺寸(mm)；

Dmax——落料件最（zuì）大極限尺寸(mm)；

dd——衝孔凹模（mó）基（jī）本尺寸(mm)；

dp——衝孔 凸模基本 尺寸(mm)；

dmin—— 衝孔件孔的 最小極（jí）限（xiàn）尺寸(mm)；

Ld——同（tóng） 一工步 中（zhōng）凹模孔距基本（běn）尺寸(mm)；

Lmin——製件孔距最小極限尺寸(mm)；

△——製件公差 (mm)；

2cmin—— 凸 、凹模最小初始雙麵間隙(mm)；

δp—— 凸模（mó）下 偏差，可按IT6選用(mm)；

δd——凹模上偏差，可按IT7選用(mm)；

x——係數，是為了使衝（chōng）裁件（jiàn）的（de）實（shí）際尺寸盡量接近衝裁件公差（chà）帶的中間尺寸，與（yǔ）工件製造精度有關 ，可查表 2.3.1或按下列關係取值：

當製件公差為（wéi） IT10以上，取（qǔ）x＝１

當製（zhì）件公差為 IT11～ １３ ，取x＝075

當製（zhì）件公差為 IT14者，取x＝05。

表 2.3.1 係（xì）數x

解：該零件屬於無特殊要求的（de）一（yī）般衝孔（kǒng）、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x＝0.5。

設凸 、凹模分別按 IT6和IT7級加工製造，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

校核｜δ p｜＋｜δd｜≤2Cmin

0.０08 ＋0.０12 ≤0.06－0.04

0.02＝0.02(滿（mǎn）足間隙公差條件)

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（luò）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（xiào）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（jīng）度（dù），才能保證間隙在公道範圍（wéi）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的模具，為了保證衝裁凸 、凹模間有（yǒu）一定的間隙值，必須采（cǎi）用配合加工。此方法是先做好其中的（de）一件 ( 凸模或 凹模)作（zuò）為基準件，然後以此基準件（jiàn）的實際尺（chǐ）寸來配加工另（lìng） 一件，使它們（men）之間保持（chí）一定的間隙。因此，隻在（zài）基準件上標注（zhù）尺寸和製造公差（chà），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（xiàn）製。根據經驗，普通模具的製造公差一般可取δ＝△／ 4(精密模（mó）具的製造公差可選幾μ)。這種方法不僅輕易保證凸 、凹模間隙值很小，而且還可放大基準件的（de）製（zhì）造公差，使製造輕易。在（zài）計算複雜外形的凸 凹模工作部分的尺寸時 ，可以發現 凸（tū） 模（mó）和凹模磨損後，在一個 凸模或 凹模上會（huì）同（tóng）時存在（zài）著三類不同磨損性質的尺寸，這時（shí）需要區（qū）別對待。

第一（yī）類：凸（tū）模或（huò） 凹模磨損會增大的尺寸：

第二（èr）類：凸模（mó）或 凹模磨損後會減小的（de）尺寸（cùn）：

第（dì）三類：凸（tū）模或 凹模磨損後基本不變的（de）尺寸。

其中尺寸（cùn）的a、b、c對 凸模（mó）來 說是屬於（yú）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（lái）說屬於第二類尺寸；尺寸e，對 凸 模和凹模來說都屬於第三類尺寸。下麵分別討論凸模或 凹模這三類（lèi）尺寸的（de）不同計算（suàn）方法。

複（fù）雜外形衝（chōng）裁件的尺寸分類

對於落料凹模或衝孔凸模在 磨（mó）損後將會增大的第一類尺寸，相當於（yú）簡單外形的（de）落料凹模尺寸，所以它的基本尺寸及製造（zào）公（gōng）差（chà）的確（què）定方法 就與式 (2—1)相同。第一（yī）類尺寸： Aj＝ （ Ａmax－x△)＋0.25△ (2—6)

對於衝孔凸模（mó）或 落料（liào）凹模在磨損後將會減小的第二（èr）類尺寸，相當於簡（jiǎn）單外形的（de）衝孔 凸 模尺寸（cùn），所以它的基（jī）本（běn）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)

對於凸模或凹模在磨損後基本不（bú）變的第（dì）三類尺寸（cùn）不必考慮（lǜ）磨損的影響，凸、凹模的基本尺寸按式 (2—5)計算。

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（hòu）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（chōng）裁件（jiàn）屬落料件，選凹模為設計基（jī）準件，隻需計算落料凹模刃口尺寸及製造（zào）公（gōng）差， 凸模刃口尺寸由凹模的實（shí）際尺（chǐ）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）料凹模的基本尺寸（cùn）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（yǔ）凹模（mó）相同，分別是 79.79mm、39.75mm、34.75mm、22.07mm、14.94mm。但不必（bì）標注公差（chà）注明以 0.1～0.14mm雙麵（miàn）間隙（xì）與落料凹模配作。

a)落料（liào）凹模尺;b)落料凸模尺（chǐ）寸(按凹模實際尺寸配（pèi）件，保證雙麵間隙值為（wéi） 0.10 ～ 0.14mm