​五金衝壓（yā）件凸凹模具的（de）間隙設計

刃口尺寸計算的（de）基（jī）本原則

衝裁件的尺寸精度主要決定於（yú）模具（jù）刃（rèn）口的尺寸精度，模具的公道間隙（xì）值也要靠模具刃口尺寸及製造精度來保證。正（zhèng）確確定模具刃口尺寸及其製造公差，是設計衝裁模主要 任務之一。從生產實踐中可（kě）以發現：

1．由於 凸 、凹模之間存在間隙，使落下 的料（liào）或衝出 的孔都帶有（yǒu）錐度，且落料件的大端尺（chǐ）寸即（jí）是凹模尺寸，衝（chōng）孔件的小端尺寸 即是 凸 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（kǒng）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（yù）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（chà）時需考慮（lǜ）下述原（yuán）則：

1．落料件尺寸由凹模尺（chǐ）寸決定， 衝（chōng）孔時孔的 尺寸由 凸 模（mó）尺寸（cùn）決定（dìng）。 故設計落料模時 ，以凹模（mó）為基準 ，間（jiān）隙（xì）取（qǔ）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（mó）損，設計 落料模時 ，凹模基（jī）本（běn）尺（chǐ）寸應取尺寸（cùn）公（gōng）差範圍的較小尺寸（cùn）；設計衝孔模時，凸模基本 尺寸則應取工件孔尺寸（cùn）公差範圍內的較大尺寸。這（zhè）樣，在（zài） 凸 、凹模磨損到一定（dìng）程度的情況（kuàng）下，仍能衝出合格製件。 凸 、凹模間隙則取最小公道間（jiān）隙值（zhí）。

3．確定衝模刃口製造公差時，應考慮製（zhì）件的公差要求。假如對刃口精度要求過高( 即製造公差過小 )，會使（shǐ）模具製造困難，增加本錢，延永生產周期；假如對刃（rèn）口精度要求過低(即製（zhì）造（zào）公差過大 )，則生產出來的製件可（kě）能分歧格，會使模具的壽命降低。製件精度與（yǔ）模具製造精（jīng）度（dù）的關係見表 2—1。若製件沒有（yǒu）標注公差， 則對於 非 圓形（xíng）件按國家標準（zhǔn） “非配合尺寸的公差數值”IT14級處理，衝模則可按IT11級製造；對於圓形件，一般可按IT7～ ６級（jí）製造 模具（jù）。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；衝孔件上偏差為正，下（xià）偏差（chà）為零。

刃口尺寸的計算方法

由於模具加工方法不同，凸模與 凹模刃口部（bù）分尺寸（cùn）的計算公（gōng）式與製造公差的標注也不同，刃口尺寸的計算方法可分為二種情況。

( 一 ) 凸模與凹模分開加工

采用這種方法，是指凸模和凹模分別按圖紙加工至尺寸。要（yào）分別（bié）標注凸模和（hé）凹模刃口尺寸與製造公差(凸模δp、凹模δd)，它適用於圓形或簡單（dān）外形的製件。為了保證初始間（jiān）隙值小於最至公（gōng）道間隙2cmax，必須滿足（zú）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（de）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（wéi） 2cmin～2cmax。

下麵對落料和衝孔兩種情況分別（bié）進（jìn）行（háng）討論。

a)落料b)衝孔

1．落料：

設工件（jiàn）的（de）尺寸為D０－△，根據計算原則，落料時以凹模為設計基準。首（shǒu）先確定凹模尺寸，使凹模基（jī）本尺寸（cùn）接近或即是製件輪廓（kuò）的最小極限尺寸，再減小凸 模尺寸（cùn）以保證最小公道間隙值 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（yǐ）上（shàng）原則，衝孔時以（yǐ） 凸模設計 為基準，首（shǒu）先確定凸模刃口尺寸，使凸模基本 尺寸接近或即是（shì）工（gōng）件孔的最大極限尺寸，再增大凹模尺寸以保證最小公道間隙 2cmin。各部分分（fèn）配位（wèi）置見圖（tú）2—12b)， 凸模製（zhì）造偏差取負 偏差，凹模取正偏差。其計算公式如（rú）下：

在同一工（gōng）步中衝（chōng）出製件（jiàn）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（liào）凹模基（jī）本尺寸(mm)；

Ｄp——落料 凸模基本 尺寸(mm)；

Dmax——落料件最大極限尺寸(mm)；

dd——衝孔（kǒng）凹模基本尺寸(mm)；

dp——衝孔 凸模基本 尺寸(mm)；

dmin—— 衝孔（kǒng）件孔的（de） 最小極限尺寸(mm)；

Ld——同 一工步 中凹模孔距基（jī）本尺寸(mm)；

Lmin——製件孔距（jù）最小極限尺寸(mm)；

△——製（zhì）件公差 (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（piān）差，可按（àn）IT7選用(mm)；

x——係數，是（shì）為了使衝裁件的實際尺寸盡量接近衝裁（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或按下列關係取（qǔ）值（zhí）：

當製（zhì）件公差為 IT10以上，取x＝１

當製件公（gōng）差為 IT11～ １３ ，取x＝075

當製件公差為（wéi） IT14者，取x＝05。

表（biǎo） 2.3.1 係數（shù）x

解：該零件屬於無特殊要求的一般衝（chōng）孔、落料件。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（gōng）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（bié）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（zú）間隙公差條件（jiàn）)

孔距尺寸（cùn）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（xiào）核 0.016＋0.025＝０.04＞0.02

由此可知，隻有縮小δ p、δd，進步（bù）製造精度，才能（néng）保證（zhèng）間隙在公道範圍內，此（cǐ）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（āo）模配合加（jiā）工

對於外形複雜或薄板工件的模具，為了保證衝（chōng）裁凸 、凹模間有一（yī）定（dìng）的間隙（xì）值，必須采用配（pèi）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，然後以此基準件（jiàn）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，隻在基準件上標注尺寸和製造公差（chà），另一件隻標注公稱尺寸並注明配做所留的間隙（xì）值。這（zhè）樣δ p與δd就不再受間隙限製。根據經驗，普通模具（jù）的（de）製造公差一般可取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證凸 、凹模間隙（xì）值很小，而且還（hái）可放大基準（zhǔn）件的製造公差，使製造輕易。在計算（suàn）複雜外形的凸 凹模工作部分的尺寸時 ，可以發現 凸 模和凹模磨損後，在一個 凸模或 凹（āo）模上會同（tóng）時存在（zài）著三類不同磨（mó）損性質的尺寸，這時（shí）需要區別（bié）對待。

第一類：凸模或 凹（āo）模磨損會增大的尺寸：

第二類：凸模或 凹模磨損後會減小的尺寸：

第三類：凸模或 凹模磨損後基本不變的尺寸。

其中尺寸的a、b、c對 凸模來（lái） 說是屬於第二類尺寸，對於凹模來（lái）說則是第一類尺寸；尺寸 d對於（yú）凸模來說 屬於第一類尺寸，對於凹模來說屬於第二類尺寸；尺寸e，對 凸 模和凹模來說都屬（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（fù）雜外形衝裁件的尺寸分類

對於（yú）落料凹模或衝孔凸模在（zài） 磨（mó）損後將會增大的第一類尺寸，相當於簡單外（wài）形（xíng）的落料凹模尺寸，所以（yǐ）它的基本尺寸及製造公差的確（què）定方法 就與式 (2—1)相同。第一類（lèi）尺（chǐ）寸： Aj＝ （ Ａmax－x△)＋0.25△ (2—6)

對於衝孔凸模（mó）或 落料凹（āo）模在磨損（sǔn）後將會減小的第二類尺寸（cùn），相當於簡單外（wài）形的衝（chōng）孔 凸 模尺寸（cùn），所以它的基本尺寸及製造公差的確定方（fāng）法 就與式(2—3)相同。

第二類（lèi）尺寸：Ｂj＝ （ Ｂmin＋x△)－0.25△ (2—7)

對於凸模或凹模（mó）在磨損後基（jī）本不（bú）變的第（dì）三類尺寸不必考慮磨損（sǔn）的（de）影響，凸（tū）、凹模的基本尺寸按式 (2—5)計算（suàn）。

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（hào）鋼)衝裁件的（de）凸（tū）、凹模刃口尺寸及製造公差。

解：該衝裁件（jiàn）屬落料（liào）件，選凹（āo）模（mó）為（wéi）設計基（jī）準件（jiàn），隻需計算落料凹模刃口尺寸及製造公（gōng）差， 凸模刃口尺寸由凹模的實際尺寸按間隙要（yào）求（qiú）配作。

由表 2—3查（chá）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（xuǎn）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，分別是 79.79mm、39.75mm、34.75mm、22.07mm、14.94mm。但不必標注公差注明以（yǐ） 0.1～0.14mm雙麵間隙與落料凹模配作。

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