​​五（wǔ）金衝壓件凸凹（āo）模具的間隙（xì）設計

刃（rèn）口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（rèn）口的尺寸精度，模具的（de）公道間隙值也要靠模具刃口尺寸及製造精（jīng）度來（lái）保證（zhèng）。正確確定模具刃口尺寸及其製造公差（chà），是設計衝裁模主要 任務之一（yī）。從（cóng）生產實踐中可（kě）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（de）大端尺寸即是（shì）凹模尺寸，衝孔（kǒng）件的小（xiǎo）端尺寸 即是 凸 模（mó）尺寸。

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

3．衝裁時， 凸 、凹模要與衝裁件或廢物發生摩擦， 凸模愈磨愈 小，凹模 愈磨愈 大，結果（guǒ）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寸決定， 衝孔時孔的 尺寸由 凸 模尺寸決定。 故設計落（luò）料模時 ，以凹模為基準（zhǔn） ，間隙取在（zài） 凸模上 ；設計 衝孔模時 ，以（yǐ） 凸模為 基準，間隙取在凹模上。

2．考慮到衝裁中 凸 、凹模的（de）磨損，設計 落料（liào）模時 ，凹模（mó）基本尺（chǐ）寸應取尺（chǐ）寸公差範圍的較（jiào）小尺寸；設計衝孔模（mó）時，凸模基本 尺寸則應取工件孔（kǒng）尺寸公差範圍內的較大尺寸。這樣，在 凸 、凹模磨損到一定（dìng）程度的情（qíng）況下，仍能衝出合格（gé）製件。 凸（tū） 、凹模（mó）間隙則取最小公道間隙值。

3．確定衝（chōng）模刃口製造公差時，應考慮製件的公差要求。假（jiǎ）如對刃口精（jīng）度要求過高( 即製造公差過小（xiǎo） )，會使模具製造困難，增加本錢，延永生產周期；假如對刃口精度要求過低(即製造公差過大（dà） )，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（guān）係見表 2—1。若製件沒（méi）有標注公差， 則對（duì）於 非 圓形件按國家標準 “非配（pèi）合尺寸的公差數值”IT14級處（chù）理，衝模則可按（àn）IT11級製造；對（duì）於圓形件，一般可按IT7～ ６級（jí）製造 模（mó）具。衝壓件的尺寸公差應按“進體”原則標注為單向公差，落料（liào）件上偏差為零，下偏差為負；衝孔件上偏差（chà）為正，下偏差為零。

刃口尺（chǐ）寸的計算方法

由於模具（jù）加工方法不同，凸模與 凹模刃口部分尺（chǐ）寸的（de）計算公式與（yǔ）製（zhì）造公差的標注也不同，刃口尺寸的計算（suàn）方法可（kě）分為二種情況。

( 一 ) 凸（tū）模與凹模分開加工

采（cǎi）用這種方（fāng）法，是指（zhǐ）凸模和凹模分別按圖紙加工（gōng）至尺寸。要分別標注凸模和凹模刃口尺寸與製造公差(凸模δp、凹模（mó）δd)，它適用於圓形或簡單外形的製（zhì）件。為了保（bǎo）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，新製造的模具應該是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否則製造 的（de）模具間隙已超（chāo）過答應變動（dòng）範圍 2cmin～2cmax。

下麵對落料和衝孔兩種情況（kuàng）分別（bié）進行討論。

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（shè）計基準。首先確（què）定凹模尺（chǐ）寸，使凹模基本尺（chǐ）寸接近或（huò）即是製件輪廓（kuò）的最小極限尺寸，再減小凸 模（mó）尺寸以保證最小公道間隙值 2cmin。各部分分配位置見（jiàn）圖2.3.1(a)。其（qí）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：

設衝孔尺寸為d＋△0根據以上原則，衝孔時以 凸模設（shè）計 為基準，首先確定凸模刃口尺寸，使凸（tū）模（mó）基本 尺寸（cùn）接近或即是工件孔的最大極限尺寸，再增大（dà）凹模尺寸以保證（zhèng）最小（xiǎo）公道（dào）間隙（xì） 2cmin。各部（bù）分（fèn）分配位置見圖2—12b)， 凸（tū）模製造偏差取（qǔ）負 偏差，凹模取正偏差。其計算（suàn）公式如下：

在同一工（gōng）步中衝出製件兩（liǎng）個以上孔時，凹模型孔中心距 Ld按下式確定 ：

Ld＝ （ Lmin＋05△)±0.125△ (2—5)

式中Ｄd——落料凹模（mó）基本尺寸(mm)；

Ｄp——落料 凸模基本 尺寸(mm)；

Dmax——落（luò）料件最大極限尺寸(mm)；

dd——衝孔凹（āo）模基本尺（chǐ）寸(mm)；

dp——衝孔 凸模基本 尺寸(mm)；

dmin—— 衝孔件孔的（de） 最小極限尺寸(mm)；

Ld——同 一工步 中凹模孔距基本尺寸（cùn）(mm)；

Lmin——製件孔距最小極限尺（chǐ）寸(mm)；

△——製件公差 (mm)；

2cmin—— 凸 、凹模最小初始（shǐ）雙麵（miàn）間隙(mm)；

δp—— 凸模下 偏（piān）差，可按IT6選用（yòng）(mm)；

δd——凹模上偏差，可按IT7選（xuǎn）用(mm)；

x——係數，是為了使衝裁件的實際尺寸盡量接近衝裁件公差帶的中間尺寸（cùn），與工件製造精度有關 ，可查表（biǎo） 2.3.1或按下列關係取值：

當製件（jiàn）公差為 IT10以上，取x＝１

當（dāng）製件公差為（wéi） 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（gāi）零件屬於無特殊要求的一般衝孔、落料件。36由落（luò）料獲得，2—6及18由衝孔同（tóng）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（wéi）IT12級（jí），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 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）隙公差（chà）條件)

孔距（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（kě）知，隻有縮小（xiǎo）δ p、δd，進步製造精度，才能保證間隙在公道範圍（wéi）內，此時可（kě）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

對於外形複雜或薄板工件的模具（jù），為了保（bǎo）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（mó）或 凹模)作為基準件（jiàn），然後以此基準件的實際尺寸來配加工另 一件，使它們之間保持一定的間隙。因此，隻在基準（zhǔn）件上標注尺（chǐ）寸和製造公差，另一件隻標注公稱尺寸並注明配（pèi）做所留的間隙值。這樣δ p與δd就不再（zài）受間隙限製。根據經驗，普通模具（jù）的製造公差一般可取δ＝△／ 4(精密模（mó）具的製造公差可選幾μ)。這種方法不僅輕易保證凸 、凹模間隙值很小，而且還可放大基準件的製造公（gōng）差，使製造輕易。在（zài）計算複雜外形的凸 凹模工（gōng）作部分的尺（chǐ）寸時 ，可以發（fā）現 凸 模和凹模磨損後，在一個 凸模或 凹模上會同時存（cún）在著三類不同磨損性質的尺（chǐ）寸，這時（shí）需要區別對待。

第一類：凸模或 凹模磨損（sǔn）會增大的尺寸：

第二類：凸模或 凹模磨損後（hòu）會（huì）減小的（de）尺寸：

第三類：凸模或 凹模磨損後基本（běn）不變的尺寸。

其中尺寸的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）於凹模來說屬於第二（èr）類（lèi）尺寸；尺寸e，對 凸 模（mó）和凹（āo）模（mó）來說都屬（shǔ）於第三類尺寸。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類

對於落（luò）料（liào）凹模或衝孔凸（tū）模在 磨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（cùn），所以它的（de）基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： Aj＝ （ Ａmax－x△)＋0.25△ (2—6)

對於衝孔凸模（mó）或 落料凹模在磨（mó）損後將會（huì）減小的第二類（lèi）尺寸，相當（dāng）於簡單外形的衝孔（kǒng） 凸（tū） 模尺寸，所以它的基本尺寸及製造公差的（de）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（āo）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、凹模（mó）的基本尺寸按式（shì） (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（cái）件的凸（tū）、凹模刃口尺寸及（jí）製造公差。

解：該衝裁（cái）件屬落料件，選凹模為（wéi）設計基準（zhǔn）件，隻需計（jì）算落料凹模刃口尺寸及製造（zào）公差， 凸模（mó）刃口尺寸由凹模的（de）實（shí）際尺寸按間隙要（yào）求配作。

由表 2—3查得（dé），2cmin＝0.10mm，2cmax＝0.14mm，由表2—5查（chá）得：對（duì）於尺寸為 80mm，選x＝0.5；尺寸為（wéi）15mm，選x＝1；其餘尺寸均選x＝0.75。落料凹模的基本尺寸計（jì）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（āo）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（míng）以 0.1～0.14mm雙麵間隙與落料（liào）凹模配（pèi）作（zuò）。

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