4.4.1尺寸計算原則
模具刃口尺寸精度是影響衝裁件尺寸精度的首要因素,模具的合理間隙值也要靠模具刃口尺寸與公差來保證。但正確地確定刃口部分尺寸及其公差的依據是什麼呢?我們從生產中發現以下幾點:
①由於凸、凹模之間存在間隙,因此落下的料或衝出孔都是帶有錐度的,且落料件的大端尺寸等於凹模尺寸,而衝孔件的小端尺寸等於凸模尺寸。
②用遊標卡尺測量落料件尺寸時,測得的是大端尺寸;測量孔徑時,測得的是小端尺寸。
③在裝配時,落料件相當於軸,以其大端尺寸與孔相配,而衝孔件衝的孔以小端尺寸與軸配合。
④在生產中,凸、凹模要與衝裁零件或廢料發生摩擦,凸模越磨越小,凹模越磨越大,結果使間隙越用越大。
由此,我們在決定模具刃口尺寸及其製造公差時必須考慮下述原則:
①落料製件尺寸決定於凹模尺寸,而衝孔時孔的尺寸決定於凸模尺寸。故設計落料模時,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、凹模的磨損,故設計落料模時,其凹模公稱尺寸應取工件尺寸公差範圍內的較小尺寸;設計衝孔模時,凸模公稱尺寸則應取工件孔的尺寸公差範圍內的較大尺寸。這樣,在凸、凹模有一定程度磨損的情況下,仍能衝出合格零件。凸、凹模間隙則取最小合理間隙值。
③確定衝模刃口製造公差時,應考慮製件的公差要求。如果對刃口精度要求過高(即製造公差過小),會使模具製造困難,增加成本,延長生產周期;如刃口精度要求過低(即製造公差過大),則生產出來的零件可能不合格或降低了模具的壽命。零件精度與模具製造精度的關係。若零件沒有標注公差,則對於非圓形件按國家標準“非配合尺寸的公差數值”IT11級精度來處理,而衝模可按IT9精度製造;對於圓形件則考慮目前加工水平,一般可按IT7級精度製造模具。
4.4.2尺寸計算方法
由於模具加工和測量方法的不同,凹模與凸模刃口部分尺寸的計算公式與製造公差的標注也不同,基本上可分為兩類。
4.4.2.1凸模與凹模分開加工
凸模與凹模分開加工時,要分別標注凸模和凹模刃口尺寸與製造公差,這種方法適用於圓形或簡單形狀的工件,且符合下列條件:
現對衝孔和落料兩種情況分別討論如下
(1)衝孔
設工件孔的尺寸為d+△。
根據以上原則,衝孔時首先確定凸模刃口尺寸,使凸模公稱尺寸接近或等於工件孔的最大極限尺寸,再增加凹模尺寸以保證最小合理間隙Zmin。凸模製造偏差取負偏差,凹模取正偏差。各部分分配位置,其計算公式如下:
(2)落料
設工件尺寸為D。
根據上述原則,落料時首先確定凹模尺寸,使凹模公稱尺寸接近或等於工件輪廓的最小極限尺寸,再減小凸模尺寸以保證最小合理間隙Zmin。各部分分配位置,其計算公式如下:
其中係數x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。x值在0.5~1之間,與製造精度等級有關。可查或者按下列關係選取: