五金衝壓件凸凹模具的間隙設計

刃口尺寸計算的基本原則

衝裁件的尺寸（cùn）精度主要決（jué）定於模具刃口的尺寸精度，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（kǒu）尺寸及其製造公（gōng）差（chà），是（shì）設計衝裁模主要 任務之（zhī）一。從生產實踐（jiàn）中可以發現：

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（dù），且（qiě）落料件的大（dà）端尺寸即是（shì）凹（āo）模尺寸，衝孔件的小端尺寸 即是 凸 模尺寸。

2．在（zài）丈量與使用中（zhōng），落料件是以（yǐ）大端尺（chǐ）寸為基（jī）準，衝孔（kǒng）孔徑是（shì） 以小端尺寸 為基（jī）準。

3．衝裁時， 凸（tū） 、凹模要與衝裁件或廢（fèi）物發生（shēng）摩擦， 凸模（mó）愈（yù）磨愈 小，凹（āo）模 愈磨愈 大，結果使間隙愈用愈大

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（shù）原（yuán）則（zé）：

1．落料件尺寸由凹模尺寸決定， 衝孔時孔的 尺（chǐ）寸由 凸 模尺寸決定（dìng）。 故設（shè）計落料模時 ，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（dào）衝裁中 凸 、凹模（mó）的磨損，設（shè）計 落料模時 ，凹模基本尺寸應取尺寸公差範圍的較小尺寸；設計衝孔模（mó）時，凸模基本 尺寸則應取工件孔尺寸公差範圍內的較（jiào）大尺寸。這樣，在 凸 、凹（āo）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（qǔ）最小公道間隙（xì）值。

3．確定衝模刃口製造公差時，應考慮製件的公差（chà）要求。假如對刃口精度要求過高（gāo）( 即製造公差過小 )，會使模具製（zhì）造困難，增加本錢，延永生產周期；假如對刃口（kǒu）精度要求過（guò）低(即製造公差過（guò）大 )，則生產出來的製（zhì）件可能分歧格，會使模具的（de）壽命降低（dī）。製件精度與模具（jù）製造精度（dù）的（de）關係見表 2—1。若製件沒有標注公差， 則對於 非 圓形件按國家標準 “非配合尺寸的公差數值”IT14級處理，衝模則（zé）可按IT11級製（zhì）造；對於圓形件，一般可按IT7～ ６級製（zhì）造 模具。衝壓（yā）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（líng），下偏差為負（fù）；衝孔件上（shàng）偏差（chà）為正，下偏差（chà）為零。

刃口尺寸的計算方（fāng）法

由於模具加工方法不同，凸模與 凹模刃口部分（fèn）尺寸的計算公式與製造（zào）公差（chà）的標注（zhù）也不同，刃口尺寸的計算方法可分為二種情況。

( 一（yī） ) 凸模與凹模分開加工

采用這種方法，是指凸（tū）模和凹模分別按圖紙加工至（zhì）尺寸。要分別標注凸模和凹（āo）模刃口（kǒu）尺（chǐ）寸與製造公（gōng）差(凸模δp、凹模δd)，它（tā）適用於（yú）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)

也就是說，新（xīn）製造的模具應該是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否則製造 的模具（jù）間（jiān）隙已超過答應變動範（fàn）圍（wéi） 2cmin～2cmax。

下麵對落料和衝孔兩種情況分別進行討論。

a)落料b)衝孔（kǒng）

1．落料：

設工件的尺（chǐ）寸為D０－△，根據計算原則，落料時以凹模為設（shè）計基準（zhǔn）。首先（xiān）確（què）定凹模尺寸，使凹模（mó）基本（běn）尺寸接近或即（jí）是（shì）製件輪廓的最小極限（xiàn）尺寸，再減小（xiǎo）凸 模尺寸以保（bǎo）證最小公道間（jiān）隙值 2cmin。各部分分配位置見圖2.3.1(a)。其計算公式（shì）如下：

Dd＝（Ｄmax－x△）＋δd0  （2—1)

Dp＝ （Ｄd－2cmin)－δp＝（Ｄmax－x△－2cmin)－δp （ ２—2)

2.衝孔：

設（shè）衝孔尺寸為d＋△0根（gēn）據（jù）以上原則，衝孔時以 凸模（mó）設（shè）計 為基準，首先確定凸模刃口尺寸，使凸模基本（běn） 尺寸接近或即是工件孔的（de）最大（dà）極限尺寸，再增大凹模尺寸以保證最小公道間隙 2cmin。各部分（fèn）分配位置見圖2—12b)， 凸模製造偏差取（qǔ）負 偏差，凹模取正偏差。其計算公式如下：

在同一工（gōng）步中衝出製件兩個以上孔時，凹模型孔中心距 Ld按下式（shì）確（què）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（chǐ）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（chōng）孔件孔的 最小極限尺寸(mm)；

Ld——同 一工步（bù） 中凹模孔距基本（běn）尺寸（cùn）(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（xiǎo）初始雙麵間隙(mm)；

δp—— 凸模下 偏差，可按IT6選用（yòng）(mm)；

δd——凹模上偏差，可按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：

當製件公差為 IT10以上（shàng），取x＝１

當製件公差為 IT11～ １３ ，取x＝075

當製件（jiàn）公差為 IT14者，取x＝05。

表（biǎo） 2.3.1 係數x

解：該（gāi）零件屬於無特殊要求的（de）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x＝0.5。

設凸 、凹模分（fèn）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（bù）製造精度（dù），才能保證間隙在（zài）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) 凸模和凹模配（pèi）合加工（gōng）

對於外形（xíng）複雜或薄板工件的模具，為了保證衝裁凸 、凹模間有一定的間隙值，必須采用配（pèi）合加工。此方法是先做好其中的一件（jiàn） ( 凸模或（huò） 凹模)作為基準件，然（rán）後以此基準件的實際尺寸來配加工另 一件，使它們之間（jiān）保（bǎo）持一定的間隙。因此，隻在（zài）基準件上標注尺（chǐ）寸和製造公差，另一件（jiàn）隻標注（zhù）公稱尺寸並注明配（pèi）做所（suǒ）留的間隙（xì）值。這樣δ p與δd就不再受間隙（xì）限（xiàn）製。根（gēn）據經驗，普（pǔ）通模具的製造公差一（yī）般可取δ＝△／ 4(精密（mì）模具的製造公差可選幾μ)。這種方法不（bú）僅輕易保證凸 、凹模間隙值很小，而且還可放大基（jī）準件的製（zhì）造公差（chà），使製造輕易。在計算複雜外形的凸 凹模（mó）工作（zuò）部分的（de）尺寸時 ，可以發現 凸 模和凹模磨（mó）損後，在一個 凸模或 凹模上（shàng）會同時存在著三類不同磨損性質的尺寸，這時需要區（qū）別對（duì）待。

第一類：凸模或 凹模磨損會增大的尺寸：

第二類：凸模或 凹模磨損後會減小的尺寸：

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（shuō）是屬於第二類尺寸，對於凹模來說則是（shì）第一類尺（chǐ）寸（cùn）；尺寸 d對於凸模來說（shuō） 屬於第一類尺寸，對於凹模來（lái）說屬於第二類尺寸；尺寸（cùn）e，對 凸 模和凹模來說都（dōu）屬於（yú）第三類尺寸。下麵分別討論凸模或 凹模這三類尺寸的不同計算方法。

複雜外形衝裁件的尺寸分（fèn）類

對於落料凹（āo）模或衝孔凸模（mó）在 磨（mó）損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，所以它的基本尺寸及製造公差（chà）的確定方法 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（mó）或 落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，所以它的基本尺寸及（jí）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)

對於凸模或（huò）凹模在磨損後基本不變的第（dì）三（sān）類尺寸不必考慮（lǜ）磨損的影響，凸、凹模的基本尺（chǐ）寸按式 (2—5)計算。

第三類尺（chǐ）寸： Cj=(Cmin＋0.5△)±0.125△(2—8)

當（dāng）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號鋼)衝裁件的凸（tū）、凹模刃口尺寸及製造公差（chà）。

解：該衝裁件屬落料件，選凹模為（wéi）設計基準件，隻（zhī）需計算落料凹模刃口（kǒu）尺寸及製造公差， 凸模刃口尺寸由凹模（mó）的實（shí）際尺寸按間隙要求配作。

由（yóu）表 2—3查得，2cmin＝0.10mm，2cmax＝0.14mm，由表2—5查得：對於尺寸為（wéi） 80mm，選x＝0.5；尺（chǐ）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 ＝(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（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（yǐ） 0.1～0.14mm雙麵間隙（xì）與落料凹模配作。

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