五（wǔ）金衝壓件凸凹模具的間隙設計

刃口尺寸計算的基（jī）本原則

衝（chōng）裁件的（de）尺寸精度主要決定於模具刃口的尺寸精度，模具（jù）的公道（dào）間（jiān）隙值也要靠模具刃（rèn）口尺寸及製造精度來保證。正確確定模（mó）具刃口尺寸及（jí）其（qí）製造公差，是設計衝裁模主要 任務之一。從生產實踐中可以發現：

1．由於 凸 、凹模之間（jiān）存在間隙，使落下 的料或衝出（chū） 的孔（kǒng）都（dōu）帶有錐度，且落料件的大（dà）端（duān）尺寸即是（shì）凹模（mó）尺寸，衝孔件的小端尺寸 即是 凸（tū） 模尺寸（cùn）。

2．在丈量（liàng）與使用中，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。

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

由此在決定模具刃口尺寸及其製造公差時需（xū）考（kǎo）慮下述原則：

1．落料件尺寸由凹模尺寸決（jué）定， 衝孔時孔（kǒng）的 尺寸由 凸 模尺寸決定。 故設計（jì）落料模時 ，以凹模（mó）為基準 ，間隙取在 凸模上 ；設計 衝孔模時 ，以 凸模（mó）為 基準，間隙取在凹模上。

2．考慮到衝裁中 凸 、凹模的磨損，設（shè）計 落料模（mó）時 ，凹模基本尺寸應（yīng）取尺寸（cùn）公差範圍的較小尺（chǐ）寸；設計衝孔（kǒng）模時，凸模（mó）基（jī）本 尺寸（cùn）則（zé）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（qíng）況下，仍能衝（chōng）出合格製件。 凸 、凹模間隙則取最小公道間隙值。

3．確定（dìng）衝模刃口製造（zào）公差時，應考慮製件的公差要求。假如對刃口精度要（yào）求過高（gāo）( 即製造公差過小（xiǎo） )，會使模具製造困難（nán），增加本錢，延永生（shēng）產周期；假如對（duì）刃口精度要求過（guò）低(即製造公差過大 )，則生產出來的製件可能分歧格（gé），會使模具的壽命（mìng）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（biāo）注公差， 則（zé）對於 非（fēi） 圓形件（jiàn）按國家標準 “非配合尺寸（cùn）的公（gōng）差數值”IT14級（jí）處理，衝模則可按IT11級製造（zào）；對於圓形件，一（yī）般可按IT7～ ６級製造 模具。衝壓件的尺（chǐ）寸（cùn）公差應按“進體”原則（zé）標注為（wéi）單向公差（chà），落料件上偏差為零，下偏差為負；衝孔件上偏差為（wéi）正，下偏差為零。

刃口尺寸的計算方法

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差（chà）的（de）標注也不同，刃口尺（chǐ）寸的計算方法可分為二種情況（kuàng）。

( 一 ) 凸模與凹模分開加工

采用這種方法，是（shì）指凸模和凹模分別（bié）按圖紙加工至尺寸。要分別標（biāo）注（zhù）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（xíng）的製件。為了保證初始間隙值小於最至（zhì）公道間（jiān）隙2cmax，必須滿足下列條件：

｜δ p｜＋｜δd｜≤２cmax－2cmin

或取（qǔ）δp＝0.4(2cmax－2cmin)

δd＝0.6(2cmax－2cmin)

也（yě）就是說，新製造（zào）的模（mó）具應該是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否則製造 的模具間隙已超（chāo）過答應變動範圍 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

1．落料：

設（shè）工件的尺寸為D０－△，根據計算原則，落（luò）料時以凹模為設計基準。首先（xiān）確定凹模尺寸（cùn），使凹模基本尺寸（cùn）接近或即是製件輪廓的最小極限尺寸，再減小凸 模尺寸以保證最小公（gōng）道間隙值 2cmin。各部（bù）分分配位（wèi）置見圖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（kǒng）：

設（shè）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，使凸模基本 尺寸接近或即是工件孔的最（zuì）大極限（xiàn）尺寸（cùn），再增大凹模尺寸（cùn）以保證最小公道間隙 2cmin。各（gè）部分分（fèn）配位置見圖2—12b)， 凸模製造（zào）偏差取負（fù） 偏差（chà），凹（āo）模取正（zhèng）偏差。其計算公式如下：

在同一工步中衝出製件兩（liǎng）個以上孔時，凹模型孔（kǒng）中（zhōng）心距 Ld按（àn）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 凸模基本 尺（chǐ）寸(mm)；

Dmax——落（luò）料件最大極限（xiàn）尺寸(mm)；

dd——衝孔凹模基本尺（chǐ）寸(mm)；

dp——衝孔 凸模基本 尺寸(mm)；

dmin—— 衝孔件孔的（de） 最小極限（xiàn）尺寸(mm)；

Ld——同 一工步 中凹模孔距（jù）基本尺（chǐ）寸(mm)；

Lmin——製件孔距最小極限尺寸(mm)；

△——製件公差 (mm)；

2cmin—— 凸 、凹模最小初始雙麵間隙（xì）(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，是為了使衝裁件的實際（jì）尺寸盡（jìn）量接（jiē）近衝裁件（jiàn）公差帶的中間尺寸，與工件製造精度有關 ，可（kě）查表 2.3.1或按下列關係取值：

當製件公（gōng）差（chà）為 IT10以上，取x＝１

當（dāng）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 係數x

解：該零件屬（shǔ）於無特殊（shū）要求的一般衝孔、落料件。36由落料獲（huò）得，2—6及18由衝孔同時獲得（dé）。查表 2.3.1，2cmin＝０.04，2cmax＝0.06，則2cmax－2cmin＝0.06－0.04＝0.02mm

由（yóu）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，則

衝孔（kǒng） 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（hé） 0.016＋0.025＝０.04＞0.02

由此可知，隻（zhī）有縮小δ p、δd，進步製造精度，才能保證（zhèng）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) 凸模和凹模配合加工

對於（yú）外（wài）形複（fù）雜或（huò）薄板工（gōng）件的模具，為（wéi）了保證衝裁凸 、凹模間有一定的間隙值，必須采用配合加工。此方法是先（xiān）做好其中的一件 ( 凸模或 凹模)作為基準件，然後以此基準件的實際尺寸來（lái）配加工另 一件，使它們之間保持一（yī）定的間隙。因此，隻在基準件上標注尺寸和製造（zào）公差，另一件隻標注公（gōng）稱尺寸（cùn）並注明配做所留的間（jiān）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（qǔ）δ＝△／ 4(精密模具（jù）的製造（zào）公差可（kě）選幾μ)。這種（zhǒng）方法不僅輕易（yì）保證凸 、凹模（mó）間隙值很小，而且還可放大（dà）基準件的製造公（gōng）差（chà），使製造輕易。在計算（suàn）複雜外形的凸 凹模工作部（bù）分的尺寸時 ，可以發現 凸（tū） 模和凹模磨（mó）損後，在一個 凸模或 凹模上會同時存在著三類不同（tóng）磨損性質的尺寸，這時需要區別對待。

第一類：凸模或（huò） 凹模磨損會增大的尺寸：

第二類：凸模（mó）或（huò） 凹模磨損後會減小的尺寸：

第（dì）三類：凸模或 凹模磨損後基本不變的尺寸。

其中（zhōng）尺寸的a、b、c對 凸模來 說（shuō）是屬（shǔ）於（yú）第二類尺寸，對於凹模來說則是第一類尺寸；尺寸 d對於凸模來說 屬於第一類尺寸，對（duì）於凹模來說屬於第（dì）二類尺（chǐ）寸；尺寸e，對 凸 模和凹模來說都（dōu）屬於第三類尺寸。下（xià）麵分別討論（lùn）凸模（mó）或 凹（āo）模這三（sān）類尺寸的不同計算（suàn）方法。

複雜外形衝裁件的尺寸分類

對於落料凹模或衝孔凸（tū）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（luò）料凹模尺寸，所以它的（de）基本尺寸及製造公差的確定方法 就與（yǔ）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（huì）減小的第二類尺寸，相當於簡單外形（xíng）的衝孔 凸 模尺寸，所以它的基本尺寸及製造公（gōng）差的確定方法 就與式(2—3)相同。

第二類尺寸：Ｂj＝ （ Ｂmin＋x△)－0.25△ (2—7)

對於凸模（mó）或凹模在磨損後基本不變的第三類尺寸不必考慮磨損的影響，凸（tū）、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（chǐ）寸及製造公（gōng）差。

解：該衝裁件屬（shǔ）落料件，選凹模為設計（jì）基準件，隻需計算落料凹模刃口尺寸及製造公差， 凸模刃口尺寸由凹模（mó）的實際尺寸按（àn）間隙要求配作。

由表 2—3查得（dé），2cmin＝0.10mm，2cmax＝0.14mm，由表（biǎo）2—5查得：對於（yú）尺寸為（wéi） 80mm，選x＝0.5；尺寸為15mm，選x＝1；其餘尺寸均選x＝0.75。落料凹（āo）模（mó）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（xì）與落料凹模配作。

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