​五（wǔ）金衝壓件凸凹模具的間隙（xì）設計

刃口尺寸計算的基本原則

衝裁件的尺寸精度（dù）主（zhǔ）要決（jué）定於模具刃（rèn）口的尺寸精度，模具的公（gōng）道間隙值（zhí）也要靠模具刃口尺寸及製造精度（dù）來（lái）保證。正確確定（dìng）模具刃口尺寸及其製造公差，是設計衝裁（cái）模主要 任務之一。從生產實踐中可以發現：

1．由於 凸 、凹模之（zhī）間存在間隙，使落下 的料或衝出 的孔都帶有（yǒu）錐度，且落料件的（de）大端（duān）尺寸（cùn）即是凹模尺寸，衝（chōng）孔件的小端尺寸 即是 凸 模尺（chǐ）寸。

2．在丈量與使用中，落料件是以大（dà）端尺寸為基準，衝孔孔徑是 以（yǐ）小端尺寸 為基準。

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

由此在決定模具刃口（kǒu）尺寸及其製造公差時需考慮下述原則：

1．落料件尺寸（cùn）由凹模尺寸決定（dìng）， 衝孔時孔的 尺寸由 凸（tū） 模尺寸決定。 故設計落料模時 ，以凹模為基準 ，間（jiān）隙取在 凸模上 ；設（shè）計 衝孔模時 ，以 凸模為 基（jī）準，間隙取在凹模上。

2．考慮到衝裁（cái）中（zhōng） 凸 、凹模（mó）的磨損，設計 落料模時 ，凹模基（jī）本尺寸應取尺寸（cùn）公差範圍的較小尺寸；設計衝孔模時，凸模基本 尺寸則應取工件孔尺寸公差範圍內的較大尺寸。這（zhè）樣，在 凸（tū） 、凹模磨損到一定（dìng）程度的情況下（xià），仍能（néng）衝出合格製件。 凸 、凹模間隙則（zé）取最小公道間隙值。

3．確（què）定衝模刃口製造公差時，應考慮製件的公差要求。假如對刃口（kǒu）精（jīng）度要求過高( 即製（zhì）造公差過小 )，會使模（mó）具（jù）製造困（kùn）難，增加本錢，延永生產（chǎn）周期（qī）；假（jiǎ）如對刃口精度要求過低(即製造公差過大 )，則生產出來的製件可能分歧格，會使模具的壽命降（jiàng）低。製件精度與模具製造（zào）精度的關係見表 2—1。若製件沒有（yǒu）標注公（gōng）差， 則對於 非 圓形（xíng）件按國家標準 “非配合尺寸的公差數值”IT14級處理，衝模（mó）則可（kě）按IT11級（jí）製造；對於圓形件，一般可按IT7～ ６級製造 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（chōng）孔件上偏差為正，下偏差為零。

刃口尺寸的計算方法

由於模具加（jiā）工方（fāng）法不（bú）同，凸模與 凹（āo）模刃口部分尺寸（cùn）的計算（suàn）公式與製造公差的標注也不同，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（zhè）種方法，是指（zhǐ）凸（tū）模和凹模分別按圖紙加（jiā）工至尺寸。要分別標注凸模和凹模刃口尺寸與製造（zào）公差(凸模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（zhí）小於最（zuì）至（zhì）公道間隙2cmax，必（bì）須滿（mǎn）足下列條件（jiàn）：

｜δ p｜＋｜δd｜≤２cmax－2cmin

或（huò）取δp＝0.4(2cmax－2cmin)

δd＝0.6(2cmax－2cmin)

也就（jiù）是說，新製（zhì）造（zào）的模具應該（gāi）是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否則製造 的模具間隙已超（chāo）過答應變（biàn）動範圍 2cmin～2cmax。

下麵對落料和衝孔兩種情況分別進行討（tǎo）論。

a)落料b)衝孔

1．落料：

設工件的尺寸為D０－△，根據計算原則，落料時以凹模為設計基準（zhǔn）。首先確定凹模尺寸，使凹模基本（běn）尺寸接近或即是製（zhì）件輪廓的最小極限尺寸，再減小凸 模尺寸以（yǐ）保證最小公道間隙值 2cmin。各部分分配位置見圖2.3.1(a)。其計（jì）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（yǐ） 凸模設計 為基準，首先確（què）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寸，再增（zēng）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)， 凸模製造偏差取負 偏差，凹模取正偏差。其計算公式如下：

在同一工步中衝出製件兩個以（yǐ）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（shì）中Ｄd——落料凹模基本尺寸(mm)；

Ｄp——落料 凸模基本 尺寸(mm)；

Dmax——落料件最大極限尺寸(mm)；

dd——衝孔凹（āo）模基本尺寸(mm)；

dp——衝孔 凸（tū）模基（jī）本（běn） 尺寸(mm)；

dmin—— 衝孔件孔的 最小極限尺寸(mm)；

Ld——同 一工（gōng）步 中凹模孔距基（jī）本尺寸(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（shǐ）雙麵間隙(mm)；

δp—— 凸模下 偏差，可按IT6選用(mm)；

δd——凹模上偏差，可按IT7選用（yòng）(mm)；

x——係數，是為了使衝（chōng）裁件的實際（jì）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（liè）關（guān）係取值：

當製件公差為 IT10以上，取x＝１

當製件公差為（wéi） IT11～ １３ ，取x＝075

當製件公差（chà）為 IT14者，取x＝05。

表 2.3.1 係數x

解：該零（líng）件屬於無特殊要（yào）求的一般衝孔、落料件。36由（yóu）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（jí），取x＝0.75；36＋0.62為（wéi）IT14級，取x＝0.5。

設凸 、凹模分別按 IT6和IT7級加工（gōng）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（zhī），隻有縮小δ p、δd，進步製造精度，才能保（bǎo）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（hé）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 ( 凸模或 凹模)作為基準件（jiàn），然後以此基準（zhǔn）件的實際（jì）尺寸來（lái）配加工另 一件，使它們之間保（bǎo）持一定的間隙。因此，隻在基準件上標注尺寸和製造公差，另一件隻標注公稱尺寸並注明（míng）配做（zuò）所留的間隙值（zhí）。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（chà）一（yī）般可取δ＝△／ 4(精密模具的製造公（gōng）差可選幾μ)。這種方法不僅輕易保證凸 、凹（āo）模間隙（xì）值很（hěn）小，而且還可放大基準件的製造公差，使製造（zào）輕（qīng）易。在計算複（fù）雜外形的凸 凹模工（gōng）作（zuò）部分的尺寸（cùn）時 ，可以（yǐ）發現 凸 模和凹模磨損後，在一個（gè） 凸模或 凹模上會同時存在著（zhe）三類（lèi）不同（tóng）磨損性質的（de）尺寸，這時需要區別對待。

第（dì）一類：凸（tū）模或 凹模（mó）磨損會增大的尺寸（cùn）：

第（dì）二類：凸模或 凹模磨損後會（huì）減小的尺寸（cùn）：

第三類：凸（tū）模或 凹模磨（mó）損後基本不變的尺寸（cùn）。

其中尺寸的a、b、c對 凸模來（lái） 說是屬於第（dì）二類尺寸，對於凹模來說則是（shì）第一（yī）類尺寸；尺寸 d對於凸模來說 屬於第一類尺寸，對於（yú）凹模來說屬於第（dì）二類尺寸；尺寸（cùn）e，對（duì） 凸 模和（hé）凹模來說都屬於第（dì）三（sān）類尺寸。下麵（miàn）分別討論凸模或 凹模這三類尺寸的不（bú）同（tóng）計算方法。

複雜外（wài）形衝裁件的尺寸分類

對於（yú）落料凹模或衝孔凸（tū）模在 磨損（sǔn）後將會增大的第一類尺寸，相當於簡單外（wài）形的落料凹模尺寸，所以它的基本尺（chǐ）寸（cùn）及製（zhì）造（zào）公差的確定方法 就（jiù）與（yǔ）式 (2—1)相同。第一類尺寸： Aj＝ （ Ａmax－x△)＋0.25△ (2—6)

對於（yú）衝孔凸模或 落料凹模在磨損後（hòu）將會減小的（de）第二類尺寸，相當於簡單外形的衝孔 凸 模（mó）尺寸，所以它的基本尺寸及製造（zào）公差的確定方法 就與式(2—3)相同。

第（dì）二類尺寸：Ｂj＝ （ Ｂmin＋x△)－0.25△ (2—7)

對於凸模或凹模在（zài）磨（mó）損（sǔn）後基本不變的第三類（lèi）尺寸不必考慮（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，厚度t＝1mm，〔 材料為 10號鋼)衝裁件的凸、凹模刃口尺寸及（jí）製造公差。

解：該衝裁件屬落料件，選凹模為設計基準件，隻需計算落料凹模刃（rèn）口尺寸及製造公差， 凸模刃口尺寸由凹模的實際尺（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（wéi） 80mm，選x＝0.5；尺寸為15mm，選x＝1；其餘尺寸（cùn）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（āo） ＝ （ 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（tū）模的基本尺寸與（yǔ）凹模相同，分別是 79.79mm、39.75mm、34.75mm、22.07mm、14.94mm。但（dàn）不必標注公差注明以 0.1～0.14mm雙麵間隙與落料凹模配作。

a)落料凹（āo）模尺（chǐ）;b)落料凸模（mó）尺寸(按（àn）凹模實際尺寸配件，保證（zhèng）雙麵間隙值為（wéi） 0.10 ～ 0.14mm