​五（wǔ）金衝壓（yā）件凸凹模具的間隙設計

刃口尺（chǐ）寸計算的基本原則

衝裁件的尺寸精（jīng）度（dù）主要決定（dìng）於模具刃口的尺寸精度，模具的公（gōng）道間隙（xì）值也要靠（kào）模具刃口尺寸及製造精（jīng）度來保證。正確確定模具刃口尺寸及其製造公差，是設計衝裁模主要 任務之（zhī）一。從生產實踐中可以發現：

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

2．在丈量與使用中（zhōng），落料件是以大端尺寸為基準，衝孔孔徑是（shì） 以小端尺寸 為基準（zhǔn）。

3．衝裁（cái）時， 凸 、凹模（mó）要與衝裁件或廢（fèi）物發生（shēng）摩擦， 凸模愈磨愈 小（xiǎo），凹模 愈磨愈 大，結果使（shǐ）間隙愈用愈大（dà）

由此（cǐ）在決定模具刃口尺寸及其製（zhì）造公差時（shí）需考慮下述（shù）原則：

1．落料件尺（chǐ）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（liào）模（mó）時 ，以凹模為基準 ，間隙取在 凸模上 ；設計 衝孔（kǒng）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 ，凹模基本尺寸應取尺寸公差（chà）範圍（wéi）的較小尺寸；設計衝（chōng）孔模時，凸模（mó）基本 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的情況下，仍能衝出合格製件。 凸 、凹模間隙則取最小公道（dào）間隙值。

3．確定衝模刃口製造（zào）公差時，應考慮製件的公（gōng）差要求。假如對刃口精度要求過高( 即製造公差過小 )，會使模具（jù）製造困難（nán），增加本錢，延永生產周期（qī）；假如（rú）對刃口（kǒu）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。製件精度與（yǔ）模具製造（zào）精度的關係見表 2—1。若製件沒有標注公差， 則對於 非 圓形（xíng）件按國家標準 “非（fēi）配合尺寸的公差數值”IT14級處理，衝模則可按IT11級製造；對於圓形件，一般可（kě）按IT7～ ６級製造 模具。衝壓（yā）件的尺寸公差應按“進體”原則標（biāo）注為單（dān）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。

刃（rèn）口尺寸的計算方法（fǎ）

由於模具加工方法不（bú）同，凸模與 凹模刃（rèn）口（kǒu）部（bù）分尺寸的計算公式與製造公（gōng）差的標注（zhù）也不同，刃口（kǒu）尺寸的計算方法可（kě）分為二種情況。

( 一 ) 凸模與凹模分開加工（gōng）

采用這種方法，是指（zhǐ）凸模和凹模分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造公差(凸模（mó）δp、凹模δd)，它適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（bì）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（zhì）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。

下麵對落料和衝孔兩（liǎng）種情況（kuàng）分別進行討論。

a)落料b)衝孔

1．落料：

設工件的尺寸為D０－△，根據計（jì）算原則，落料時以凹模為設計基準。首先確定凹模尺寸，使凹模基本尺寸接近（jìn）或即是製件輪廓的最（zuì）小極（jí）限尺寸，再減小凸 模尺（chǐ）寸以保證最小公道間隙值（zhí） 2cmin。各部分分配（pèi）位置（zhì）見圖（tú）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 為基準，首先確定凸模刃口尺寸，使凸模基（jī）本 尺寸接近或即是工件孔的最大極限尺寸，再（zài）增（zēng）大凹模尺寸以保證最小（xiǎo）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）一工步中衝出製（zhì）件兩（liǎng）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 凸（tū）模基本 尺寸(mm)；

Dmax——落料件最大（dà）極限尺寸(mm)；

dd——衝孔凹模基本尺寸(mm)；

dp——衝孔 凸模基本 尺寸（cùn）(mm)；

dmin—— 衝孔件孔的 最小極限尺寸(mm)；

Ld——同 一工步 中凹模（mó）孔距（jù）基本尺寸(mm)；

Lmin——製件孔距最小極限尺寸(mm)；

△——製（zhì）件公差 (mm)；

2cmin—— 凸 、凹模最（zuì）小（xiǎo）初始雙麵間隙（xì）(mm)；

δp—— 凸模下 偏差，可按（àn）IT6選（xuǎn）用(mm)；

δd——凹模上偏差，可按IT7選用(mm)；

x——係數，是為了使衝裁件的實際（jì）尺寸盡量接（jiē）近（jìn）衝裁（cái）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（xià）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（qǔ）x＝05。

表（biǎo） 2.3.1 係數x

解：該零件屬於無特殊要求的一般（bān）衝孔、落料件。36由落料（liào）獲得，2—6及（jí）18由衝孔同（tóng）時獲得。查表（biǎo） 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（jí），取x＝0.5。

設（shè）凸 、凹模分別按 IT6和IT7級加工製造，則

衝（chōng）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（chǐ）寸Ｌd＝（ Ｌmin＋0.5△)±0.125△

＝［（１８－０.09）＋0.5×0.18］±0.125×0.18

＝ 18±0.023mm

落料（liào）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，才能保證間隙在公（gōng）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（mó）和凹模配合加工

對於外形複雜或薄板（bǎn）工件的模具，為了保證衝裁凸 、凹模間有（yǒu）一定的間隙值，必須采用配合加工。此方法（fǎ）是先做好其中的一（yī）件 ( 凸（tū）模或 凹模)作為基準件，然後以此基準（zhǔn）件（jiàn）的實際尺寸來配加工另 一件，使它們之（zhī）間（jiān）保持一（yī）定的間隙。因此，隻在基準件上標注尺寸和（hé）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。根據經驗，普通模具的製造公差一般可取δ＝△／ 4(精密模具的製造公差可選幾（jǐ）μ)。這（zhè）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製造公差，使製造輕易（yì）。在計算複雜外形的凸 凹模工作部分的尺寸時（shí） ，可以發現 凸 模和凹模磨損後，在一個 凸模或 凹模上會同時存在著三類不同磨損性質的尺寸，這（zhè）時需要區別對（duì）待。

第一類：凸模或 凹模磨損會增大的尺寸：

第二類：凸模（mó）或 凹模（mó）磨損後會減小的尺寸：

第三類（lèi）：凸（tū）模或 凹模磨損後基本不變的尺寸。

其中尺寸的a、b、c對（duì） 凸模來 說是屬於（yú）第二類尺寸，對於凹模來說則是第（dì）一類尺（chǐ）寸；尺寸 d對於凸模來（lái）說（shuō） 屬於（yú）第一類尺（chǐ）寸，對於凹（āo）模（mó）來說屬於第二（èr）類尺寸；尺寸e，對 凸 模和凹模來說都屬於第三類尺（chǐ）寸（cùn）。下麵分（fèn）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（fèn）類

對於落料凹模或衝孔凸模在 磨損後將會增大的第一類（lèi）尺寸，相當於簡單外形的落料凹模尺寸，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。第一類尺寸： Aj＝ （ Ａmax－x△)＋0.25△ (2—6)

對（duì）於衝孔凸模或 落料（liào）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（tū） 模尺（chǐ）寸，所以它的基本尺寸及製造公差的確（què）定方法 就與式(2—3)相同。

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

對於凸模或凹（āo）模在磨（mó）損後基本（běn）不變的第三類尺寸（cùn）不必考慮（lǜ）磨（mó）損的影（yǐng）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，〔 材料為 10號（hào）鋼)衝裁件的（de）凸、凹模刃（rèn）口尺寸及製造公差（chà）。

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

由表 2—3查（chá）得，2cmin＝0.10mm，2cmax＝0.14mm，由表2—5查（chá）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）料凹模的基本尺寸計算如下（xià）：

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

落料凸模的基本尺寸與凹模相同，分別（bié）是（shì） 79.79mm、39.75mm、34.75mm、22.07mm、14.94mm。但不（bú）必標注公差注明以 0.1～0.14mm雙麵間隙與落料凹模配作。

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