五（wǔ）金衝（chōng）壓件凸凹模具的間隙設計

刃口尺寸計算的基本（běn）原則

衝裁件的尺寸精度主要決定於模具刃口的尺寸精（jīng）度，模具的公道間隙值也要靠模具刃口尺（chǐ）寸及製造（zào）精度來保證。正（zhèng）確確定模具刃口尺寸（cùn）及其製造公差，是設計衝裁模主要（yào） 任務之（zhī）一。從生產實踐中可以發現：

1．由於 凸（tū） 、凹模之間存在間隙，使落下 的（de）料或衝出 的孔都帶有（yǒu）錐度，且落料件的大端尺寸即是凹模尺（chǐ）寸，衝孔件（jiàn）的小端尺寸 即是 凸 模尺寸。

2．在丈量與使用（yòng）中，落料件是以（yǐ）大端尺寸（cùn）為基準，衝孔孔徑是 以小端尺寸 為基（jī）準。

3．衝裁時， 凸 、凹模要與衝裁件或（huò）廢物發生摩擦（cā）， 凸（tū）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尺寸及其製造公差時（shí）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（shè）計落料模時 ，以凹模為基準 ，間（jiān）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（dào）衝裁中（zhōng） 凸 、凹模的磨損，設計（jì） 落料模時 ，凹模基本（běn）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（kǒng）尺（chǐ）寸公差範圍內的較大尺寸。這樣，在 凸 、凹模（mó）磨損到一定程度的情況下，仍能衝出合格製件。 凸 、凹（āo）模間（jiān）隙則取最小公道間隙值。

3．確定衝模刃口製造公差時，應考慮製件的公（gōng）差要（yào）求。假如對刃口精度要求過高( 即製造公（gōng）差過小 )，會使模具製造困難，增（zēng）加本錢，延永生產周期；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（yǒu）標（biāo）注公差， 則對於 非 圓形件按國家標準 “非配合尺寸的公（gōng）差數值”IT14級處理，衝模則可按（àn）IT11級製（zhì）造；對（duì）於圓形件，一般可按IT7～ ６級製（zhì）造 模具。衝壓件的尺寸公差應按“進體”原則標注為單向公差（chà），落料件（jiàn）上偏差為零，下偏差為（wéi）負；衝孔件上（shàng）偏差為正，下偏差為（wéi）零。

刃口尺寸的計算方法

由於（yú）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式與製造公差的標注也不同（tóng），刃口（kǒu）尺（chǐ）寸的計算方法可分為二種情況。

( 一 ) 凸模與凹模分開加（jiā）工

采用這種方法，是指凸模和凹模分別（bié）按圖紙（zhǐ）加（jiā）工至尺寸。要分別標注凸模和凹模刃口尺寸與製造公差(凸模δp、凹模δd)，它適（shì）用於圓形（xíng）或簡單外形的製件。為了保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（jiù）是說，新製造的（de）模具應該是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否則製造 的模具間隙已超（chāo）過（guò）答應（yīng）變動（dòng）範圍 2cmin～2cmax。

下麵對落料和衝孔兩種情況分（fèn）別進行討論。

a)落料b)衝孔（kǒng）

1．落料：

設工件的尺寸為D０－△，根（gēn）據（jù）計算原則，落（luò）料時以凹模為設計基準。首先確（què）定凹模尺（chǐ）寸，使凹模基（jī）本尺寸接近或即是製件輪廓的最（zuì）小極（jí）限尺寸，再減小凸 模尺寸以保證最（zuì）小公道間隙值 2cmin。各部分分配位置見圖2.3.1(a)。其計（jì）算（suàn）公式（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根據以上原則，衝孔時以 凸模（mó）設計 為基準，首先確定凸模刃口尺寸，使凸模基本 尺寸（cùn）接近或即是工件孔的最大極限尺寸，再增大（dà）凹模尺寸以保證最小（xiǎo）公道間隙 2cmin。各部分分（fèn）配位置見（jiàn）圖2—12b)， 凸模（mó）製造偏差（chà）取負 偏差，凹模取正偏差。其計算公式如下：

在同一工（gōng）步中衝出製件兩個以上孔時（shí），凹模型孔（kǒng）中心距 Ld按下式確定（dìng） ：

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——落料件最大極限（xiàn）尺寸(mm)；

dd——衝孔凹模基本尺寸(mm)；

dp——衝孔 凸（tū）模基本 尺寸(mm)；

dmin—— 衝孔（kǒng）件孔的 最小極限尺寸(mm)；

Ld——同 一（yī）工步 中（zhōng）凹模孔（kǒng）距基本尺寸(mm)；

Lmin——製件孔距最小極限尺寸(mm)；

△——製（zhì）件公差 (mm)；

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

δp—— 凸模下 偏差，可按IT6選用（yòng）(mm)；

δd——凹（āo）模上偏差，可按IT7選用(mm)；

x——係數，是為了（le）使衝裁件的實際尺（chǐ）寸盡量接近衝裁（cái）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（huò）按下（xià）列（liè）關係取值：

當製件公差為（wéi） IT10以上，取x＝１

當製件公差（chà）為 IT11～ １３ ，取（qǔ）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（jiàn）屬於無特殊要求（qiú）的（de）一般衝孔、落料件。36由落料獲得，2—6及18由衝（chōng）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（dé）：6＋0.12為IT12級（jí），取x＝0.75；36＋0.62為IT14級（jí），取x＝0.5。

設凸 、凹模（mó）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(滿足間隙（xì）公（gōng）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（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（zhī），隻有縮小δ p、δd，進步製造精度，才能保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) 凸模和凹模配合加工

對於外（wài）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（cǎi）用配合（hé）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），然後以此基準件的實際尺寸來（lái）配（pèi）加（jiā）工另 一件，使它（tā）們之間保持一定的間（jiān）隙（xì）。因此，隻在（zài）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配做（zuò）所留的間隙值。這樣δ p與（yǔ）δd就不（bú）再受間隙限製。根（gēn）據經驗（yàn），普通模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)。這種方法不僅（jǐn）輕易保證凸 、凹模間隙值很小，而且還可放（fàng）大基準件的（de）製造公差，使製（zhì）造輕易。在計算複雜外形的凸 凹模工作部分的尺寸時（shí） ，可以發現 凸 模和凹模磨損後，在（zài）一個 凸（tū）模或 凹（āo）模上會同時存在著三（sān）類不（bú）同磨損性質的尺寸，這時需要區別（bié）對待。

第一類：凸模（mó）或 凹模（mó）磨損會增大（dà）的尺寸：

第二類：凸模或 凹模（mó）磨損後會減小（xiǎo）的尺寸：

第三類：凸模或 凹模磨損後基本不變的尺寸。

其中尺寸的a、b、c對 凸模來 說是屬（shǔ）於第二類尺寸，對於凹模（mó）來說則是第一類尺寸；尺寸 d對（duì）於凸模來說 屬於第一（yī）類尺寸，對於（yú）凹模（mó）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。下麵分別討論凸模（mó）或 凹（āo）模這三（sān）類尺寸的不同計算方法。

複雜外形衝裁件（jiàn）的尺寸分類

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

對於衝孔凸模或 落料（liào）凹模在磨損後將會減小的第二類尺寸，相當於簡單（dān）外形的衝孔 凸 模尺寸，所以它的基本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（mó）在磨損（sǔn）後基本不變的第三類尺寸不必考慮磨損的影（yǐng）響，凸、凹模（mó）的基本尺（chǐ）寸按式（shì） (2—5)計算。

第三類尺寸（cùn）： 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口尺寸及製造公差， 凸模刃口尺寸由凹（āo）模的實際尺寸按間（jiān）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 80mm，選x＝0.5；尺寸為15mm，選x＝1；其（qí）餘尺寸均選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 ＝ （ 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（tóng），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)落料凹模（mó）尺;b)落料凸模尺寸(按凹模實（shí）際尺寸配件，保證（zhèng）雙麵間隙值為 0.10 ～ 0.14mm