​五金衝壓件凸凹模具的間隙設計

刃口（kǒu）尺寸計算（suàn）的基本原則

衝裁件的尺寸精度主要決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（rèn）口尺寸及製造精度來保證。正確確定模具刃口尺寸及其製（zhì）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 、凹模之間存在間（jiān）隙，使落下 的（de）料或衝出 的孔都帶有錐度，且（qiě）落料件的大端尺寸即是凹模尺寸，衝孔件（jiàn）的小端尺寸 即是 凸 模尺寸。

2．在（zài）丈（zhàng）量與使用中，落料件是以大端尺寸為基準，衝孔孔徑（jìng）是 以小端尺寸（cùn） 為基準。

3．衝裁時， 凸 、凹模要與衝裁件或廢物發生摩擦， 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（chǐ）寸決定， 衝孔時孔的（de） 尺寸由 凸 模尺寸決定。 故（gù）設計落料模時 ，以凹模為基準 ，間隙取（qǔ）在 凸模上 ；設計 衝孔模時 ，以 凸模為 基準，間隙（xì）取在凹模上。

2．考慮到（dào）衝裁中 凸 、凹模（mó）的磨損，設計 落料模時 ，凹模基本尺寸應（yīng）取尺（chǐ）寸公差範圍的較小尺寸；設計衝孔（kǒng）模時，凸模基本 尺寸則應取工件孔尺寸公差範圍內的（de）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間隙（xì）值。

3．確定衝模刃口製造公差時，應考慮製件的公差要求。假如對刃口精（jīng）度要求過高( 即製造公差過小 )，會使模具製造困難（nán），增加（jiā）本錢，延永生（shēng）產（chǎn）周期；假如對刃口精度要求過低(即製造（zào）公差過大 )，則生產出來的製件可能分歧格，會使模具的壽命（mìng）降低。製件（jiàn）精度（dù）與模（mó）具製造精度的關係見表 2—1。若（ruò）製件沒有標注公差， 則對於 非 圓形件按國家標準 “非配合（hé）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（zhì）造（zào） 模具。衝壓件的（de）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；衝孔件（jiàn）上偏（piān）差（chà）為正，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（jì）算公式與製造公差的（de）標注也不同，刃口尺寸的（de）計算（suàn）方法可分為二種情況。

( 一 ) 凸模與（yǔ）凹模分開加工

采（cǎi）用這種方法，是指凸模和凹模分別按圖紙（zhǐ）加工至尺寸。要分別標注凸模和凹模（mó）刃口尺寸與製造公（gōng）差(凸（tū）模δp、凹模δd)，它適用於圓形或簡單外形（xíng）的製（zhì）件。為了保證初始間隙值小於最至公道（dào）間（jiān）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，新製造的模具應該是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否則製造 的（de）模具間（jiān）隙已超過答應變動範圍 2cmin～2cmax。

下麵對落料和衝孔兩種（zhǒng）情況分別進行討論（lùn）。

a)落料b)衝孔

1．落料：

設工件的尺寸（cùn）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道（dào）間（jiān）隙值 2cmin。各（gè）部分分配位置見圖2.3.1(a)。其計算公式如（rú）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（jù）以上原則，衝（chōng）孔時以 凸模（mó）設計 為基準，首先確定凸模刃口尺寸，使凸模（mó）基本（běn） 尺寸接近或即是工件孔的最大（dà）極限尺寸，再增大凹（āo）模尺寸以保（bǎo）證最（zuì）小公道間隙 2cmin。各部分（fèn）分配位置見圖2—12b)， 凸模（mó）製造偏差取負 偏差，凹模（mó）取正偏差。其（qí）計算公式如下：

在同一工步中衝出（chū）製件（jiàn）兩個以上孔時，凹（āo）模型孔中心距 Ld按下式（shì）確定 ：

Ld＝ （ Lmin＋05△)±0.125△ (2—5)

式中Ｄd——落料凹模基（jī）本尺（chǐ）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（chōng）孔凹模基本尺寸(mm)；

dp——衝孔 凸模（mó）基本 尺寸(mm)；

dmin—— 衝孔件孔的（de） 最小極限尺寸(mm)；

Ld——同（tóng） 一工步 中凹模孔距基本尺寸(mm)；

Lmin——製件孔距最小（xiǎo）極限（xiàn）尺寸(mm)；

△——製件公差 (mm)；

2cmin—— 凸（tū） 、凹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，是為了使衝裁件的實際尺寸盡量接近（jìn）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，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 係數x

解：該零件屬於無特殊要求的一般衝孔（kǒng）、落料件。36由落（luò）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（chá）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（jiā）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（jiān）隙（xì）公差條件（jiàn）)

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（yóu）此可知，隻有縮小（xiǎo）δ p、δd，進步製造精度，才能保（bǎo）證間隙在公道範圍內，此（cǐ）時可取：

δp＝0.4×0.02＝0.008mm

δd＝0.6×0.02＝0.012mm

故（gù） Dd＝35.69＋0012mmDp＝35.65－0008mm

(二) 凸模和（hé）凹模配合加工（gōng）

對於外（wài）形複雜或薄板工件的模具，為了保證衝裁凸（tū） 、凹模間有一定的間隙值，必須采用配合加工。此方法是（shì）先做好其中的一（yī）件（jiàn） ( 凸模或 凹模)作為基準件，然後以此基準件的實際尺寸來配加工另 一（yī）件，使它們之間保持（chí）一定的間隙。因此，隻在基準件上標注（zhù）尺寸和製造公（gōng）差，另一件（jiàn）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（zhì）造公差一般可取δ＝△／ 4(精密模具的製造公差可選幾μ)。這種方法不（bú）僅輕易保（bǎo）證凸（tū） 、凹模（mó）間隙值很小，而且還可放（fàng）大基（jī）準件的製造公差，使製造輕（qīng）易。在（zài）計算複雜外形的凸 凹模工（gōng）作部分的尺寸（cùn）時 ，可以發現 凸 模和凹模磨損後，在一（yī）個 凸模或 凹模（mó）上會同時存在著三類不同磨損性質的尺寸，這（zhè）時需要區別對待。

第一類：凸模（mó）或 凹模磨損會增大的尺寸：

第二類：凸模或 凹模磨損後會（huì）減小的尺寸：

第三類：凸模（mó）或 凹模磨損後基本不變的尺寸。

其（qí）中尺寸的a、b、c對（duì） 凸模來 說是（shì）屬於（yú）第（dì）二（èr）類（lèi）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，對於凹模來說屬於第二類尺寸；尺寸e，對 凸 模和凹模來說都屬於第（dì）三類尺寸。下麵分別討（tǎo）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（de）尺寸分類

對於落料凹（āo）模或（huò）衝孔凸模在 磨損後將會增大的第一類尺寸（cùn），相當於簡單外形的落料凹模尺寸（cùn），所以它的基本（běn）尺（chǐ）寸及製（zhì）造公差的確定方法 就與式 (2—1)相同。第一類尺寸： Aj＝ （ Ａmax－x△)＋0.25△ (2—6)

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

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

對於凸模（mó）或（huò）凹模在磨損後基本不變的第（dì）三類尺（chǐ）寸不必考慮磨損的（de）影響（xiǎng），凸、凹（āo）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（hòu）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（liào）件，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（chǐ）寸由凹模的實際尺寸按間隙（xì）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 80mm，選x＝0.5；尺寸為15mm，選x＝1；其餘尺寸均選x＝0.75。落料（liào）凹模的（de）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雙麵間隙與落料凹模配作。

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