五金衝壓件凸凹模具（jù）的間隙設計

刃（rèn）口尺寸計算的基本原則

衝裁件的尺寸精度主要決定於模具刃口（kǒu）的尺寸精度，模具的公道間隙值也要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（zhì）造公差，是設計衝裁模主要（yào） 任務之一。從（cóng）生產實踐中可以發（fā）現（xiàn）：

1．由於 凸（tū） 、凹模之間存在間隙，使落下 的料或衝出 的孔都帶有錐（zhuī）度（dù），且落料件的大端尺寸即是（shì）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，落料件是以大端尺（chǐ）寸為基準，衝孔孔徑是 以小端尺寸 為基準。

3．衝裁時， 凸 、凹模要與衝裁（cái）件或廢物發生摩擦， 凸模愈磨愈 小，凹模 愈磨愈 大，結果使間（jiān）隙愈（yù）用愈大

由（yóu）此在決定模具刃口尺（chǐ）寸及其製造公差時需考慮下（xià）述原則：

1．落料件尺寸由凹模尺寸決定， 衝孔時孔（kǒng）的 尺寸由 凸 模尺寸決定。 故設計落料模時 ，以（yǐ）凹模為（wéi）基準 ，間隙取在 凸（tū）模上 ；設（shè）計 衝孔模時 ，以 凸模為 基準，間（jiān）隙取（qǔ）在凹模上。

2．考慮到衝裁中 凸 、凹模的磨損（sǔn），設計 落料（liào）模時 ，凹模基本尺寸（cùn）應取尺寸公差範圍的較小尺寸；設計衝孔模時，凸模基本 尺寸則應（yīng）取工件孔尺（chǐ）寸公差範圍內的較大尺寸。這樣，在 凸 、凹模磨損到一（yī）定程度的（de）情況下，仍能衝出合格製件。 凸 、凹模間隙則取最小公道間（jiān）隙值。

3．確定衝（chōng）模刃（rèn）口製造公差時，應（yīng）考慮製（zhì）件的（de）公（gōng）差（chà）要求。假如對刃口（kǒu）精度要求過（guò）高( 即製造公差過小 )，會使模（mó）具製（zhì）造困難，增加本錢，延永生產周期；假（jiǎ）如對刃口精度要求過低(即製造公差過大 )，則生產出來的製（zhì）件可能（néng）分歧格，會使模具的壽命降低。製件精（jīng）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 非（fēi） 圓形件按國（guó）家標準（zhǔn） “非配（pèi）合尺寸的公差數值”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（mó）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（chōng）孔件上偏差為正，下偏差（chà）為零。

刃口尺寸（cùn）的計算方法

由於模具加工方法不同，凸模與 凹模刃口部分尺寸的計算公式與製造公（gōng）差的（de）標（biāo）注也不同，刃口尺寸的計算方法可分為二種情況。

( 一 ) 凸模與（yǔ）凹模分開加工

采（cǎi）用這種方法，是指凸（tū）模和凹模（mó）分別按圖紙加工至（zhì）尺寸。要分別標（biāo）注凸模和凹模刃口尺寸與製造公差(凸模δp、凹模δd)，它適用於圓形或（huò）簡單外形的製件。為了保證初始間隙（xì）值小（xiǎo）於最至公道間隙2cmax，必須滿足下列條（tiáo）件：

｜δ p｜＋｜δd｜≤２cmax－2cmin

或取δp＝0.4(2cmax－2cmin)

δd＝0.6(2cmax－2cmin)

也就（jiù）是說，新製造的模具應該是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否（fǒu）則製造 的模具間隙已超過答應變動範圍 2cmin～2cmax。

下麵對落料（liào）和衝（chōng）孔兩種情況（kuàng）分別進行討論。

a)落料b)衝孔

1．落料：

設（shè）工件的尺寸為D０－△，根據計算原（yuán）則，落料時以凹模為設計（jì）基準。首先確定凹模（mó）尺寸，使凹模基（jī）本尺（chǐ）寸接近或即是製件輪廓的最小極限尺寸，再減小凸 模尺寸（cùn）以保證最小公（gōng）道間隙值 2cmin。各部分分配位置見（jiàn）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（wéi）d＋△0根據以上原則，衝孔時以 凸模設計 為基準，首先確定凸模刃口尺寸，使凸模基本 尺（chǐ）寸接近或即是工件孔的最大極限尺（chǐ）寸，再增大凹模尺寸以保證最小公道間隙（xì） 2cmin。各部分分（fèn）配位置見（jiàn）圖2—12b)， 凸模製造偏差取負 偏差，凹（āo）模取正偏（piān）差。其計算公式如下：

在同一工（gōng）步中衝出製（zhì）件兩個以上孔時，凹（āo）模型（xíng）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（luò）料 凸模基本 尺寸(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（tū）模基本 尺寸(mm)；

dmin—— 衝孔件孔的（de） 最小極限尺寸(mm)；

Ld——同 一工步（bù） 中（zhōng）凹模孔距基本尺寸(mm)；

Lmin——製件孔距最（zuì）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—— 凸模下 偏差，可（kě）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（de）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（chá）表 2.3.1或按下列關係取（qǔ）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x＝05。

表（biǎo） 2.3.1 係數（shù）x

解（jiě）：該零件屬於無特殊要求（qiú）的一般衝孔、落料（liào）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 、凹模分別按 IT6和IT7級加工製造（zào），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（chà）條（tiáo）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（mó）配合加工

對於外（wài）形複雜或薄板工（gōng）件的模（mó）具（jù），為了保證（zhèng）衝裁凸 、凹模間有一定的間隙值，必須采（cǎi）用配合加工。此方法是先做好其中的一件 ( 凸模或（huò） 凹模)作（zuò）為基準（zhǔn）件，然後以此基準件的（de）實際尺寸來配加工另 一件，使它們之（zhī）間保持一定的間隙（xì）。因此（cǐ），隻在基（jī）準件上標注尺寸和製造公差（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就不再受間隙限製。根據經驗，普通模（mó）具的製造公差一般可（kě）取δ＝△／ 4(精密模具的製造公差可選（xuǎn）幾μ)。這種方法（fǎ）不僅輕易保證凸 、凹（āo）模間隙值很小，而且還（hái）可放大基準（zhǔn）件（jiàn）的製造公差（chà），使製造輕易。在計算複雜外形的凸（tū） 凹模工作部分的尺寸時（shí） ，可以發現 凸 模和（hé）凹模磨損後，在一個 凸模（mó）或 凹模上會同時存在著三類不同磨損性質的尺寸，這時需要（yào）區別對待。

第一類（lèi）：凸模或 凹模磨損會（huì）增大的尺寸：

第二類：凸模或 凹模磨損後會（huì）減小的尺寸：

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 說是屬於第二類尺寸，對於凹模來說則是第一類尺寸；尺寸 d對（duì）於凸模來說 屬於第一類（lèi）尺寸，對（duì）於凹模來說屬於第二類尺寸；尺（chǐ）寸e，對 凸 模和凹模（mó）來說都屬於第三類（lèi）尺寸（cùn）。下麵分別討論凸模或 凹模這三類尺寸的不同計（jì）算方法。

複雜外形衝裁件的尺寸分（fèn）類

對於落料凹模或衝（chōng）孔凸模在（zài） 磨損（sǔn）後將會增大的第一類尺寸，相當於簡單外形的落料凹模尺寸（cùn），所以它的基本尺寸及製造公差的確定（dìng）方法 就與式 (2—1)相同。第（dì）一類尺寸： Aj＝ （ Ａmax－x△)＋0.25△ (2—6)

對於衝孔凸模或 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，所以它的基本（běn）尺寸（cùn）及（jí）製造（zào）公差的確定方法 就與式(2—3)相同。

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

對於凸模或凹模在磨損後（hòu）基本不變的第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（cái）料為 10號鋼（gāng）)衝裁（cái）件的凸、凹模刃口尺寸及（jí）製造公差（chà）。

解（jiě）：該衝裁件屬（shǔ）落料（liào）件，選凹模為設計基準件，隻（zhī）需計算落料凹模刃（rèn）口尺寸及製造公差， 凸模刃口尺寸由凹模的實際尺寸按（àn）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（xuǎn）x＝1；其餘尺寸均選x＝0.75。落料凹（āo）模的基本尺寸計（jì）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（āo） ＝ （ 15－0.12＋0.5×0.12)±1／８×0.12mm＝14.94±0.015mm

落料凸模的基（jī）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（luò）料凹模配作。

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