​五金衝壓件凸凹模具（jù）的間隙設計

刃口尺寸計算的基本原則

衝裁件的尺寸（cùn）精度主要決（jué）定於模具刃口的尺（chǐ）寸精度，模具的公道間隙值也要靠模具（jù）刃口尺寸及製造精度來保證（zhèng）。正確確定模具刃口尺寸（cùn）及其製造公差，是設（shè）計衝裁模主要 任務（wù）之一。從生產實踐中可以發現：

1．由於（yú） 凸 、凹模之間存（cún）在間隙，使落（luò）下 的料或衝出 的孔都帶有錐度，且落料件的大端尺寸即是凹模尺寸，衝孔件的（de）小（xiǎo）端尺（chǐ）寸 即是 凸（tū） 模尺寸。

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

3．衝裁時， 凸（tū） 、凹（āo）模要（yào）與衝裁件或廢物發生摩擦， 凸模愈磨愈 小，凹模 愈磨愈（yù） 大，結果使間隙愈用愈大

由此（cǐ）在決定模（mó）具刃口尺寸及其製造公差時需（xū）考慮下述原則：

1．落料件尺寸由凹模尺寸（cùn）決定， 衝孔時孔的 尺寸由 凸 模尺寸決（jué）定。 故設計落料模時 ，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（zhǔn），間隙取在凹（āo）模上。

2．考慮到衝裁中 凸 、凹模（mó）的磨損（sǔn），設計 落料模（mó）時 ，凹模基本尺寸應取尺寸公差範圍的較小尺寸；設計衝（chōng）孔模時，凸模基本 尺寸（cùn）則應取（qǔ）工件孔尺寸公差範圍內的較大尺寸。這樣，在 凸（tū） 、凹（āo）模磨損（sǔn）到一定程度的情況下，仍能衝出合格製件。 凸（tū） 、凹模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（yào）求。假如對刃口精度要求過高( 即製（zhì）造公差過小 )，會使模具製造困難，增加本錢（qián），延永生產周期；假如對刃（rèn）口精度要求過低(即製造（zào）公差過大 )，則生產出來的製件（jiàn）可能分歧格，會使模具的壽命降低。製件（jiàn）精度與模（mó）具製（zhì）造精度的關係見表 2—1。若製件沒（méi）有標注公差， 則對於（yú） 非 圓形件按國家標準 “非配合尺寸的（de）公差數值”IT14級處理（lǐ），衝模則可按IT11級製造；對於圓形件，一般可按IT7～ ６級（jí）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，落料件上偏差為零，下偏差為負；衝孔件上偏差（chà）為正，下（xià）偏差為零。

刃口尺（chǐ）寸的計算（suàn）方法

由於模具加工方法不同，凸模與 凹模（mó）刃口部分尺寸的計算公式與製造公差的標注（zhù）也不同（tóng），刃口尺寸的計算方（fāng）法（fǎ）可分為二（èr）種情況。

( 一 ) 凸模與凹（āo）模分開加工

采用這（zhè）種方法，是指凸模（mó）和凹模分別按圖紙加工至尺寸。要分別（bié）標（biāo）注凸模和凹模刃口尺寸與製造公差(凸模δp、凹模δd)，它（tā）適用於圓形或簡單外形的（de）製件。為了（le）保證（zhèng）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（fǒu）則製造 的模具間隙已超過答應變動範圍 2cmin～2cmax。

下麵對落料（liào）和衝孔兩種情況分別進行討論。

a)落料b)衝孔（kǒng）

1．落料：

設工（gōng）件的尺寸為D０－△，根據計算原則，落料時以凹模（mó）為設（shè）計基（jī）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（chǐ）寸，再減小凸 模尺寸以保證最小公道間隙值（zhí） 2cmin。各部分分配位置見圖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：

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（zhǔn），首先確定（dìng）凸（tū）模刃口尺寸，使凸模基（jī）本 尺寸接近或即是工件孔的（de）最大極限尺寸，再增大凹模尺寸以保（bǎo）證最小公道間隙（xì） 2cmin。各部（bù）分分配位置見圖2—12b)， 凸模製造偏（piān）差取負 偏差，凹模取（qǔ）正偏差。其計算公式如下：

在同一工步（bù）中衝出製件兩個以上孔時，凹模型孔中心距 Ld按下式確定 ：

Ld＝ （ Lmin＋05△)±0.125△ (2—5)

式中Ｄd——落料凹模基本尺寸(mm)；

Ｄp——落料（liào） 凸模基本（běn） 尺寸(mm)；

Dmax——落料件（jiàn）最大極限尺寸(mm)；

dd——衝孔凹（āo）模（mó）基本尺寸(mm)；

dp——衝孔 凸模基本（běn） 尺（chǐ）寸(mm)；

dmin—— 衝孔件孔的 最小極限尺寸(mm)；

Ld——同 一工（gōng）步 中凹模（mó）孔距基本（běn）尺（chǐ）寸(mm)；

Lmin——製件孔距最小極限尺寸(mm)；

△——製（zhì）件公差 (mm)；

2cmin—— 凸（tū） 、凹模最小（xiǎo）初始雙（shuāng）麵間隙(mm)；

δp—— 凸模下 偏差，可按IT6選（xuǎn）用(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）寸盡量接近衝裁件（jiàn）公（gōng）差帶的中（zhōng）間（jiān）尺寸，與工件製造精度有（yǒu）關 ，可查表 2.3.1或按下列關係（xì）取值：

當製件公差為 IT10以上，取（qǔ）x＝１

當製件（jiàn）公差為 IT11～ １３ ，取x＝075

當製件（jiàn）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、落料件（jiàn）。36由落料獲得，2—6及（jí）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

由公差表查得：6＋0.12為IT12級，取（qǔ）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（zào），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，隻有縮小δ p、δd，進步製造精度，才（cái）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（èr）) 凸模（mó）和（hé）凹模配合加工

對於外形複雜或薄板工件的模具，為（wéi）了保證衝（chōng）裁凸 、凹（āo）模間有一（yī）定的間隙值（zhí），必須采用配（pèi）合加工。此方法是先做好其中的一件 ( 凸模或 凹模)作為基準件，然後以此（cǐ）基準件的實際尺寸來配加工另 一件（jiàn），使它們之間（jiān）保持一（yī）定的間隙。因此，隻在基（jī）準件上標注尺寸（cùn）和製造公差，另一件（jiàn）隻標注公稱尺寸並注（zhù）明配做所留的間隙值。這樣δ p與δd就（jiù）不再受間隙限製。根據經驗，普通模具（jù）的製造公差一般可取（qǔ）δ＝△／ 4(精密模具（jù）的製造公差可選幾μ)。這種方法不僅輕易保（bǎo）證凸（tū） 、凹模間隙（xì）值很小，而且還可放大基準件（jiàn）的製（zhì）造公差，使製造輕易。在計算（suàn）複雜外形的凸 凹（āo）模工作部分的尺寸時 ，可以（yǐ）發現 凸 模（mó）和凹模磨（mó）損（sǔn）後，在一個 凸模或 凹模上會同時（shí）存在著三類不同磨損性質的尺寸，這時需要區別對待。

第一（yī）類：凸模或 凹模磨損會（huì）增大（dà）的尺寸：

第二類：凸模或 凹模磨（mó）損後會減小的尺寸：

第三類：凸模或 凹模磨損後基本不變的尺寸。

其中尺寸的（de）a、b、c對 凸模來 說是屬於第二類（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（cùn）；尺寸e，對 凸 模和凹模（mó）來說都屬於第三類尺（chǐ）寸。下（xià）麵分別討論凸模或 凹模（mó）這三類尺寸的不同計算方法。

複雜（zá）外（wài）形衝裁件的尺寸分類

對於落料（liào）凹模或衝孔凸模在 磨損後將會增大的第一（yī）類尺寸，相當於簡單外形的（de）落料凹模尺寸，所以它的基本尺寸及製造公差的確定方法（fǎ） 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（hòu）將會減小的第二類（lèi）尺寸，相當於簡單外形的衝孔（kǒng） 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。

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（bú）變的第三類尺寸不必考（kǎo）慮磨損的影響，凸、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（jiàn）的凸、凹模刃口尺寸及製造公差。

解：該衝裁件屬落料（liào）件（jiàn），選凹模為設計（jì）基準件，隻需計（jì）算落料凹模刃口尺寸及製造（zào）公差， 凸模刃口尺寸由凹模的實際尺（chǐ）寸按間隙要求配作。

由表（biǎo） 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（chǐ）寸為15mm，選x＝1；其（qí）餘（yú）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（mó）的基本尺寸與（yǔ）凹模相同，分別（bié）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（miàn）間隙與（yǔ）落料凹模配（pèi）作。

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