​五金衝壓件凸凹模（mó）具的間隙設計

刃（rèn）口尺（chǐ）寸計算的基本原則（zé）

衝裁件的尺寸精度主要決定於模具刃口（kǒu）的尺寸精度，模具（jù）的公道（dào）間（jiān）隙（xì）值也（yě）要（yào）靠模具刃口尺寸及製造精度來保證。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。從生產實踐中（zhōng）可以發現（xiàn）：

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

2．在丈量與使（shǐ）用中，落料件是以大端尺寸為基準，衝孔孔（kǒng）徑是 以小端尺寸（cùn） 為基準。

3．衝（chōng）裁時， 凸 、凹模要與衝裁件或廢物發（fā）生摩擦， 凸模愈磨（mó）愈 小，凹模 愈磨（mó）愈 大，結果使間隙愈（yù）用愈大

由此在（zài）決定模具刃口尺寸及（jí）其製造公差時（shí）需考慮下述原則（zé）：

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

2．考慮到衝裁（cái）中 凸（tū） 、凹模的（de）磨損，設計 落料模時 ，凹（āo）模基本尺寸應取尺寸（cùn）公差範圍（wéi）的較小尺寸；設（shè）計衝（chōng）孔模時，凸模基本 尺寸（cùn）則應取工件孔尺（chǐ）寸公（gōng）差範圍內的較大尺（chǐ）寸。這樣，在 凸 、凹（āo）模（mó）磨損到一定程度的情況下（xià），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．確定衝模刃口製造公差時，應考慮（lǜ）製件的（de）公（gōng）差要求（qiú）。假如對刃口精度要求過高( 即製造公差過小 )，會（huì）使（shǐ）模具製造困難（nán），增加（jiā）本錢，延永生產周（zhōu）期；假如對刃口精度要求（qiú）過低(即製造公（gōng）差過大 )，則（zé）生（shēng）產出來（lái）的製件可能分歧格，會使模具的壽命降低。製件精度與模具製（zhì）造精度的關係（xì）見表 2—1。若製件沒有標（biāo）注公差， 則對於 非 圓形件按國家標準 “非配合尺寸的公（gōng）差數值”IT14級處（chù）理，衝模則可按IT11級製造；對於圓（yuán）形件，一般可（kě）按IT7～ ６級製造（zào） 模具。衝壓件的尺寸公差應按“進體”原則標注為單向公差，落料件上偏差為零，下偏差為負；衝孔件上偏差為正，下偏差為零（líng）。

刃口（kǒu）尺寸的計（jì）算（suàn）方法

由於模具加工（gōng）方法不同，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不同，刃口尺寸的計（jì）算方法可（kě）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（àn）圖紙加工至尺寸。要分別標注凸（tū）模（mó）和凹模刃口尺寸與（yǔ）製造公差(凸模（mó）δp、凹模δd)，它適用於（yú）圓形或簡單外形的製件。為（wéi）了保證（zhèng）初始間隙（xì）值小於最至公道間隙（xì）2cmax，必須滿足下列（liè）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（zào）的模具應該是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否則製造 的模（mó）具間隙（xì）已超（chāo）過答應變動範圍（wéi） 2cmin～2cmax。

下麵對落料和衝孔兩種情況分別進行（háng）討論。

a)落料b)衝孔

1．落料：

設工件的尺寸（cùn）為D０－△，根據計算原則，落（luò）料時（shí）以凹模為設計基準（zhǔn）。首先確定凹模尺寸，使凹模基本尺寸接近或（huò）即是製（zhì）件輪廓的最小極限尺寸，再減小（xiǎo）凸 模尺寸以保證（zhèng）最小公道間隙值 2cmin。各部分（fèn）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（tū）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（xiàn）尺寸，再（zài）增大凹（āo）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（mó）製造偏差取負 偏差（chà），凹模取正（zhèng）偏差（chà）。其計算公（gōng）式如下：

在同一工步中衝出製件兩個以上孔時，凹模（mó）型（xíng）孔中心距（jù） Ld按下式確定 ：

Ld＝ （ Lmin＋05△)±0.125△ (2—5)

式中Ｄd——落（luò）料凹模基本尺寸(mm)；

Ｄp——落料 凸模基本 尺寸(mm)；

Dmax——落（luò）料件最大極限尺寸（cùn）(mm)；

dd——衝孔凹模（mó）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（gōng）步（bù） 中（zhōng）凹模孔距基本（běn）尺寸(mm)；

Lmin——製件孔（kǒng）距最小（xiǎo）極限尺寸(mm)；

△——製件公差 (mm)；

2cmin—— 凸 、凹模最小（xiǎo）初始（shǐ）雙麵間隙(mm)；

δp—— 凸模下 偏差，可按IT6選用(mm)；

δd——凹（āo）模上偏差，可按（àn）IT7選用(mm)；

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

當製件（jiàn）公差為 IT10以上，取x＝１

當製（zhì）件公差為 IT11～ １３ ，取（qǔ）x＝075

當製件公差為 IT14者，取x＝05。

表 2.3.1 係數x

解：該（gāi）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由衝孔同時獲得（dé）。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（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(滿足間隙（xì）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（hé） 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（zhèng）間隙在公道範圍內，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（èr）) 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（chōng）裁凸 、凹模（mó）間有一定的間隙值，必須采用配合加工。此方（fāng）法是先做（zuò）好其中的一件 ( 凸（tū）模或 凹模（mó）)作為（wéi）基準件，然後（hòu）以此基準件的實際尺寸來配加工（gōng）另（lìng） 一件，使它們之間保持一定的間隙。因此，隻在基準（zhǔn）件上標注（zhù）尺寸和製造公差，另一件隻標注公稱尺寸並注明配做所（suǒ）留的間隙值。這樣（yàng）δ p與δd就不再受間隙限製。根據經驗，普通模具的製造公差一般（bān）可取δ＝△／ 4(精密模（mó）具的（de）製造公（gōng）差可選幾μ)。這種方（fāng）法不僅輕易保證凸 、凹模間隙值（zhí）很小，而且還可放大基準件的製造公差，使製造輕易。在計（jì）算複雜外形的凸 凹模工作部分的尺（chǐ）寸時 ，可以發現（xiàn） 凸 模（mó）和凹模磨損後，在一個 凸模或 凹模（mó）上會同時存在著三類（lèi）不同磨損性質的尺寸，這（zhè）時（shí）需要區（qū）別對待。

第（dì）一類：凸模或 凹模（mó）磨損會增大的尺寸：

第二（èr）類：凸模或 凹（āo）模磨損後會減小的尺（chǐ）寸：

第三（sān）類：凸模或 凹模磨損後基本不變的尺寸。

其中尺寸的a、b、c對 凸模來 說是（shì）屬於第（dì）二類尺寸，對於（yú）凹模來說則是第一類尺寸；尺（chǐ）寸（cùn） d對於凸模來（lái）說 屬於第一類尺寸，對於凹模來說屬（shǔ）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（āo）模這三類尺寸的不同計算（suàn）方法。

複雜外形衝裁件的尺（chǐ）寸分類

對於（yú）落料凹模（mó）或衝孔凸（tū）模在 磨損後將會（huì）增大的第一類尺寸，相當於簡單外形的落（luò）料凹模尺寸，所以它的基（jī）本尺寸及製造公差的確定方法 就與式 (2—1)相同（tóng）。第一類尺寸： Aj＝ （ Ａmax－x△)＋0.25△ (2—6)

對於衝（chōng）孔凸模或 落（luò）料凹模在磨損後將會減小的第二類尺寸，相當於簡單外形的衝孔 凸 模尺寸，所以它的基（jī）本尺寸及製造公差的確定方法 就與式（shì）(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（běn）不變的第三類尺寸不必考慮磨損（sǔn）的影響，凸、凹模的基本尺（chǐ）寸按式 (2—5)計算。

第（dì）三類（lèi）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（wéi） 10號（hào）鋼)衝裁件的凸、凹模刃口尺（chǐ）寸及製造公差（chà）。

解：該衝裁件屬（shǔ）落料件，選凹模為設計基準件，隻需計算落料凹模刃口尺寸及製造公差， 凸模（mó）刃口尺（chǐ）寸由凹模的實（shí）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（yú）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（jī）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（fèn）別是 79.79mm、39.75mm、34.75mm、22.07mm、14.94mm。但不必標注公差注明以（yǐ） 0.1～0.14mm雙麵間（jiān）隙與落料凹模配作。

a)落料凹模（mó）尺;b)落料（liào）凸模（mó）尺寸(按凹模實際尺寸配（pèi）件，保證雙麵間隙（xì）值為 0.10 ～ 0.14mm