​五金衝壓件（jiàn）凸凹（āo）模具的間隙設計

刃口尺寸計算的基本原則

衝（chōng）裁件（jiàn）的尺寸精度主（zhǔ）要決定於模具（jù）刃口的尺寸（cùn）精度，模具的公道間隙值（zhí）也（yě）要靠模具刃口（kǒu）尺寸及製造（zào）精度來保證。正確確定模具刃口尺寸及其製造（zào）公差，是設計（jì）衝裁（cái）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（zài）間（jiān）隙，使落下 的料或衝出 的孔（kǒng）都（dōu）帶有錐度，且落（luò）料件的大端尺寸即是凹模（mó）尺寸，衝孔件的小端尺寸 即是 凸（tū） 模尺寸。

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

3．衝裁時， 凸 、凹模（mó）要與衝裁件或廢物發生摩擦（cā）， 凸（tū）模愈磨愈 小，凹模 愈磨愈 大，結果使間隙愈（yù）用愈大

由（yóu）此在決定模（mó）具刃口尺寸（cùn）及（jí）其製（zhì）造公差時需考慮下述原則（zé）：

1．落（luò）料件尺寸由凹模尺寸決定， 衝孔時孔的（de） 尺寸由 凸 模尺寸決定。 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，間隙取在（zài）凹（āo）模上。

2．考慮到衝裁中 凸 、凹模的磨損，設計 落料（liào）模時 ，凹模基本尺寸應取（qǔ）尺寸公（gōng）差範圍的較小尺寸；設計（jì）衝孔模時，凸模基本 尺（chǐ）寸則應取工件孔尺寸（cùn）公差範圍內的較（jiào）大尺寸。這樣，在 凸 、凹模磨損（sǔn）到一定程度的（de）情況下，仍能衝出合格（gé）製件。 凸 、凹模間隙則（zé）取（qǔ）最小公道間隙值。

3．確定衝模刃口製造公差時，應考慮製件的公差要求。假如對刃口精度要求過高( 即製造公差（chà）過小 )，會使模具製造困難，增加本錢，延永生產周期；假如（rú）對刃口精度要求過低(即製造公差過大 )，則（zé）生產出（chū）來的製（zhì）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。若製件沒有標（biāo）注公差， 則對（duì）於 非（fēi） 圓形（xíng）件按國（guó）家標準 “非配合尺寸（cùn）的公差數值”IT14級（jí）處（chù）理，衝模則可按IT11級製造；對於（yú）圓形件，一般可按IT7～ ６級製造 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（kǒng）件上偏差為正，下偏（piān）差為零。

刃口尺寸的計算方法

由於（yú）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也不同，刃口尺寸的計算（suàn）方法可分為二種情（qíng）況。

( 一 ) 凸模與凹模（mó）分開加工

采用這種方（fāng）法，是指凸模（mó）和凹模分（fèn）別按圖紙加工（gōng）至尺寸。要分別標注凸（tū）模（mó）和凹（āo）模刃口尺寸與製造（zào）公差(凸模δp、凹模δd)，它適用於圓形（xíng）或簡單（dān）外形的（de）製件。為了保證初始（shǐ）間隙值小於（yú）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（shuō），新製（zhì）造的模具應該是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否則製造 的模具間隙已超（chāo）過答應變動範圍 2cmin～2cmax。

下麵對落料和衝孔兩種情（qíng）況分別進行討論。

a)落料b)衝孔

1．落料：

設工件的尺寸為D０－△，根（gēn）據（jù）計算原則（zé），落料時以凹模為（wéi）設計基準。首先確定凹（āo）模尺（chǐ）寸，使凹模基本尺（chǐ）寸接近或即是製件輪廓的最（zuì）小極限（xiàn）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（fèn）配位置見圖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（yǐ） 凸模設計 為基準，首先確定凸模刃口尺寸，使凸模基本 尺寸接近或即是工件孔的最大極限尺寸，再（zài）增大凹模尺寸以保證最小公道間隙 2cmin。各部分分配（pèi）位置（zhì）見圖2—12b)， 凸模製造偏差取負（fù） 偏差，凹模取（qǔ）正偏（piān）差。其計算公式如下：

在同（tóng）一工步中（zhōng）衝出製件兩個以上孔（kǒng）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 凸模基本 尺寸(mm)；

Dmax——落料件最（zuì）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—— 衝孔件孔的 最小極限尺寸(mm)；

Ld——同 一工步 中凹（āo）模孔距基本尺（chǐ）寸(mm)；

Lmin——製件孔距最小極限（xiàn）尺寸(mm)；

△——製件公差（chà） (mm)；

2cmin—— 凸 、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（chōng）裁（cái）件的實際尺（chǐ）寸盡量接近衝裁件公差帶的中間尺寸，與工件（jiàn）製造精度有關 ，可（kě）查表 2.3.1或按（àn）下列關係取值：

當製件公差為 IT10以上，取x＝１

當（dāng）製件公差（chà）為 IT11～ １３ ，取x＝075

當製件公差（chà）為 IT14者，取（qǔ）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。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（zé）2cmax－2cmin＝0.06－0.04＝0.02mm

由公差表查得：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（xiào）核｜δ p｜＋｜δd｜≤2Cmin

0.０08 ＋0.０12 ≤0.06－0.04

0.02＝0.02(滿足間隙公差條件)

孔（kǒng）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（cǐ）可知（zhī），隻有縮（suō）小δ p、δd，進步製造精度，才能保證間隙在公（gōng）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（tū）模和凹模配合加工

對於外形複雜或薄板工件的模具，為了保證衝（chōng）裁凸 、凹（āo）模間有一定的間隙值，必須采用配（pèi）合加（jiā）工。此方（fāng）法（fǎ）是先做好其中的（de）一件 ( 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（gōng）另 一件，使它們之間保持一定的（de）間隙。因此，隻在基準件上標注尺寸和製造公差，另一件隻標注公稱尺（chǐ）寸並注明配做所留的間隙值。這（zhè）樣δ p與δd就不再受間隙限製。根據經驗，普通模具的製造（zào）公差一般可取δ＝△／ 4(精（jīng）密模具的製造公差可選幾μ)。這種方法不僅輕易（yì）保證凸 、凹模間隙值很小，而且（qiě）還可放大基（jī）準件的製造公差，使製造（zào）輕易。在（zài）計算複雜外形（xíng）的凸 凹模工作部分的尺寸時 ，可以（yǐ）發現 凸 模和（hé）凹模磨損後，在一個（gè） 凸（tū）模或（huò） 凹模（mó）上會同（tóng）時存在著三類不同（tóng）磨損性質的尺寸，這時需要區（qū）別對待。

第一類：凸模或 凹模磨損會增大的尺寸：

第二類：凸模或 凹模（mó）磨損後會減小的尺寸：

第三類：凸模或 凹模磨（mó）損（sǔn）後基本不（bú）變的尺寸。

其中尺寸（cùn）的a、b、c對 凸模來 說是屬（shǔ）於第二類尺寸，對於凹模來說則是第一類尺（chǐ）寸；尺寸 d對於凸模來說（shuō） 屬於第一類尺寸，對於凹模來說屬於第（dì）二類尺寸；尺寸（cùn）e，對 凸（tū） 模和凹模來說都屬於第三類尺寸。下麵分別討論凸模或 凹模這三類尺寸的不同計算方法（fǎ）。

複雜外形衝裁件的尺寸（cùn）分類

對於落料凹模（mó）或衝孔凸模在 磨損後將會增大的第一（yī）類尺（chǐ）寸，相當於簡單（dān）外形的落料凹模尺寸，所以它的基本尺寸及製造公差的確定方法 就與式 (2—1)相（xiàng）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）將會減小的第二類尺寸，相當於簡單外形的衝孔 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)

對於凸模或凹模在磨損後（hòu）基本不變的第三類尺寸不必考慮磨損的（de）影響，凸、凹模的基本尺寸按式 (2—5)計算。

第三（sān）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)衝裁件的凸、凹模刃（rèn）口尺寸及製造（zào）公差（chà）。

解：該衝裁件屬落料件（jiàn），選凹模為設（shè）計基準件，隻需計算落料凹（āo）模刃口尺（chǐ）寸及製造公差， 凸模刃口尺寸由凹模的實際尺（chǐ）寸按間隙（xì）要求配作。

由（yóu）表 2—3查得，2cmin＝0.10mm，2cmax＝0.14mm，由表2—5查得：對（duì）於（yú）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（luò）料凹模的基本（běn）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（mó）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（míng）以（yǐ） 0.1～0.14mm雙麵間隙與落（luò）料凹模（mó）配作。

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