五金衝壓件凸凹模具（jù）的間隙設計

刃口（kǒu）尺寸計算的基本原則

衝裁（cái）件的尺寸精度主要決定於模具刃口的尺寸精度（dù），模具的公道間隙值也要靠模具刃（rèn）口尺（chǐ）寸及製造精（jīng）度來保證。正確確（què）定模具刃口尺（chǐ）寸及其製造公差（chà），是設（shè）計衝裁模主要 任務之一（yī）。從生產實踐中可以發現：

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，且落料件的大端尺寸即是凹模尺寸，衝孔件的小端尺寸 即是 凸 模尺寸。

2．在丈（zhàng）量（liàng）與使用中，落料件（jiàn）是（shì）以大端尺寸為基準，衝孔孔徑是 以小端尺寸 為基準。

3．衝裁時， 凸 、凹（āo）模要與衝裁件或廢物（wù）發生摩擦， 凸模愈磨愈 小，凹模 愈磨愈 大，結果使（shǐ）間隙愈用愈大

由此在（zài）決定模具刃口尺寸及其製造公差時需考慮下述原則：

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（jué）定。 故設計落料模（mó）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，間隙取在凹模上。

2．考慮到衝裁中 凸 、凹（āo）模的磨損，設計 落料（liào）模時 ，凹模基本尺寸應（yīng）取尺寸（cùn）公差範（fàn）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。這樣，在 凸 、凹模磨損（sǔn）到一定程度（dù）的情（qíng）況下，仍能衝出合（hé）格（gé）製件。 凸 、凹模間隙則取最小公道間隙值（zhí）。

3．確定衝模（mó）刃口製造公差時，應考慮製件的公差要求。假如對（duì）刃口（kǒu）精度要求過高( 即製造公差過小 )，會使模（mó）具製造困難，增加本錢，延永生產周期；假如對刃口精度（dù）要求過低(即製造公（gōng）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。製件精度與模具製造精度的關係見表 2—1。若製件沒有標注（zhù）公差， 則對（duì）於 非 圓形件按（àn）國家標準 “非配合尺寸（cùn）的公差數值”IT14級處理，衝模（mó）則可按IT11級製造；對於（yú）圓形件，一般可按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（chōng）孔件上偏差為正，下偏差為零。

刃口尺寸的計算方法

由於模具加工方法（fǎ）不同，凸模與 凹（āo）模刃口部分尺寸的計算公（gōng）式與製造公差的（de）標注也不同，刃（rèn）口（kǒu）尺寸的計算方法可分為二種情（qíng）況。

( 一 ) 凸模與凹（āo）模分開加工

采用這種方法，是指凸模和凹模分別（bié）按圖紙加工至尺寸。要分別標注凸模和凹模刃口（kǒu）尺寸與製造公差(凸模δp、凹模δd)，它適用於圓形（xíng）或簡單外形的（de）製件。為了保證初始間（jiān）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，新製造（zào）的模具應該是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否則製造 的模具間隙已超過答應變動（dòng）範圍 2cmin～2cmax。

下麵對落料和衝孔兩種情況分別進（jìn）行討論。

a)落料b)衝孔（kǒng）

1．落料（liào）：

設（shè）工件的尺寸為D０－△，根據（jù）計算原則，落料時以凹模為設（shè）計基（jī）準。首先確定凹模尺（chǐ）寸，使凹模基本尺寸（cùn）接近（jìn）或即是製（zhì）件輪廓的最小極限尺寸，再減小（xiǎo）凸 模尺寸以保證最小公道（dào）間隙值 2cmin。各部分分配（pèi）位置見圖2.3.1(a)。其計算（suàn）公（gōng）式（shì）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（yuán）則，衝孔時以 凸模設計 為基準，首先確定凸模刃口尺（chǐ）寸，使凸模基本 尺寸接近或即是工件孔的最大極限尺寸，再增大凹模尺寸（cùn）以（yǐ）保證最小公道間隙 2cmin。各部分分（fèn）配位置見圖2—12b)， 凸模製造偏（piān）差取負 偏差，凹模取正偏差（chà）。其計算公式如下：

在同一（yī）工步（bù）中衝出製件兩個以上孔時，凹模型孔中心距（jù） Ld按下式確定 ：

Ld＝ （ Lmin＋05△)±0.125△ (2—5)

式中Ｄd——落料凹模基（jī）本尺寸(mm)；

Ｄp——落料 凸模基本 尺寸(mm)；

Dmax——落料（liào）件最大極限尺寸(mm)；

dd——衝孔凹模基本尺寸(mm)；

dp——衝孔 凸模基本 尺寸(mm)；

dmin—— 衝孔件孔的 最小極限（xiàn）尺寸(mm)；

Ld——同 一工步 中凹模孔（kǒng）距基本尺寸(mm)；

Lmin——製件（jiàn）孔距最小極限尺寸(mm)；

△——製件公差 (mm)；

2cmin—— 凸 、凹（āo）模最小初始雙麵間隙(mm)；

δp—— 凸模下 偏差，可按IT6選用(mm)；

δd——凹模上偏差，可按IT7選用(mm)；

x——係數，是為了使（shǐ）衝裁件的實（shí）際尺寸盡量（liàng）接近衝裁件公差帶（dài）的中間尺寸，與工件製造精度（dù）有關 ，可（kě）查表 2.3.1或按下列關係（xì）取值：

當製件公（gōng）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 2.3.1 係（xì）數x

解：該零件屬於無特殊要（yào）求的一般衝孔、落料件。36由落料獲得，2—6及18由衝孔同時（shí）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（zhì）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（kǒng）距（jù）尺寸Ｌd＝（ Ｌmin＋0.5△)±0.125△

＝［（１８－０.09）＋0.5×0.18］±0.125×0.18

＝ 18±0.023mm

落（luò）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（zhì）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（wài）形（xíng）複雜或薄板工件的模（mó）具，為了保證衝裁凸 、凹（āo）模間有一定（dìng）的（de）間隙值，必須采用配合加工。此方（fāng）法是（shì）先做好其中的一件 ( 凸模或 凹模)作（zuò）為（wéi）基準件，然後以此（cǐ）基準（zhǔn）件的（de）實際尺寸來（lái）配加工（gōng）另 一件，使它們之間保持一定的間隙。因此，隻在基準件上標注（zhù）尺（chǐ）寸和（hé）製造公差，另一件（jiàn）隻標注（zhù）公稱尺寸並注明（míng）配做所留的間隙值。這樣δ p與δd就不再受間（jiān）隙限製。根（gēn）據經（jīng）驗（yàn），普通模（mó）具的製造公差一般可取δ＝△／ 4(精密模具的製造公差可選幾μ)。這種方（fāng）法不僅輕易保（bǎo）證凸 、凹模間（jiān）隙值很小，而且還可放大（dà）基準件（jiàn）的製造公差，使製造輕易。在計算複雜外形的（de）凸 凹模工（gōng）作部分（fèn）的尺寸（cùn）時 ，可以發現 凸 模和（hé）凹模磨損後，在一個 凸模或 凹（āo）模上會同時存在著三類不（bú）同磨損性質的尺寸，這時（shí）需要區別對待。

第一（yī）類：凸模或 凹（āo）模磨損會增（zēng）大的尺寸：

第二類：凸（tū）模或 凹模（mó）磨損後會減小的尺寸：

第（dì）三類：凸模或 凹模磨損後（hòu）基本不（bú）變的尺寸。

其中（zhōng）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（yī）類尺寸；尺寸 d對於（yú）凸模來說 屬於第一類尺寸，對於凹模來說屬於第二類尺寸；尺寸e，對 凸（tū） 模和凹模來（lái）說都（dōu）屬於第三類尺寸。下麵分別討論凸模（mó）或 凹模這三類尺寸（cùn）的不同計算方法。

複雜外形衝裁件的（de）尺寸分類

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

對於衝孔凸模或 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（běn）尺寸及製造公差的確定方法 就與式(2—3)相同（tóng）。

第二類尺寸：Ｂj＝ （ Ｂmin＋x△)－0.25△ (2—7)

對於凸模或凹模在磨損後基本不變（biàn）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（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（cái）料為 10號鋼)衝裁件的凸、凹模刃口尺寸及製造公差。

解：該衝裁件屬落料件，選凹模為設（shè）計基準件，隻（zhī）需計算落料（liào）凹模刃口尺寸及製造（zào）公差， 凸模刃口尺寸由凹模的實際尺寸按間隙要求配作（zuò）。

由表 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：

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（fèn）別是（shì） 79.79mm、39.75mm、34.75mm、22.07mm、14.94mm。但不必標注公差注明以 0.1～0.14mm雙麵間隙與落料凹模配作。

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