五金衝壓件凸凹模具的間隙設計（jì）

刃口尺寸計算的基本原（yuán）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寸及製造精度來保證。正確確定模具刃口尺寸及其製造公差（chà），是（shì）設計（jì）衝裁模主要 任務之一。從生產實踐中（zhōng）可以發現：

1．由於 凸 、凹模之間（jiān）存在間隙，使落下 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，衝孔件的小端尺（chǐ）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（wéi）基準，衝孔孔（kǒng）徑是 以小端尺寸 為基準（zhǔn）。

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 愈磨愈 大，結果使間（jiān）隙愈用愈大

由此在決（jué）定（dìng）模（mó）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（cùn）由 凸 模（mó）尺寸決（jué）定。 故設計落料（liào）模時 ，以（yǐ）凹模為基準（zhǔn） ，間隙取在 凸模上 ；設計 衝孔模時（shí） ，以 凸模為 基準，間（jiān）隙取在凹模（mó）上（shàng）。

2．考慮到衝裁中 凸 、凹模的磨損，設（shè）計 落料模時 ，凹模基本尺寸應取尺寸公差範圍的較小尺寸；設計衝孔（kǒng）模時，凸（tū）模基本 尺寸則應取工件孔尺寸公差範圍內（nèi）的較大尺寸。這樣，在 凸 、凹模磨損到一定程度的情況下，仍能衝出合格製件。 凸 、凹模間隙（xì）則取最小公道（dào）間隙值。

3．確定衝模刃口製造公（gōng）差時，應考慮製件的公差要求（qiú）。假如對刃口精度（dù）要求過高( 即製造公差過小 )，會使模具製造困難（nán），增加本（běn）錢，延永生產周期；假如對刃口精度要求過低(即製造公差過大 )，則生產出來的製件可能分歧（qí）格，會（huì）使模具的壽命降低。製件精度（dù）與模（mó）具製造精（jīng）度的關係見表 2—1。若製件沒有標注公差， 則對於 非 圓形件按國家標準 “非（fēi）配（pèi）合尺寸的公差數值”IT14級處理，衝模則可按IT11級製造（zào）；對於圓形件，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（gōng）差，落料件上偏差為零，下偏差為負；衝孔件上偏（piān）差為正，下偏差為零。

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（kǒu）部分尺寸的計（jì）算公式與製造公差的標注也不同，刃（rèn）口尺（chǐ）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（zhǐ）凸模和凹模分別按圖紙（zhǐ）加工至尺寸。要分別標注凸模和凹模（mó）刃口尺寸與製造公差(凸模δp、凹模δd)，它適用於圓形或簡單外形的製件。為了保證初始間隙值小於最至公道（dào）間（jiān）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（de）模具應該是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否則製造 的模具間隙（xì）已超過答應變動範圍 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

1．落料：

設（shè）工件的尺寸為（wéi）D０－△，根據計算（suàn）原則，落料時以凹（āo）模為設計基準。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（xiàn）尺寸，再減小凸 模尺寸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（kǒng）：

設衝孔尺（chǐ）寸為d＋△0根據以上原則，衝孔時以 凸模設計 為（wéi）基準，首先確定（dìng）凸模刃口尺寸，使凸模基本 尺寸接近或即（jí）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（dào）間（jiān）隙 2cmin。各部分分配位置見圖2—12b)， 凸模（mó）製造偏差取負 偏差，凹模取正偏（piān）差。其計算公式如（rú）下：

在同一（yī）工步中衝出（chū）製件兩個以上孔時（shí），凹模型孔中（zhōng）心距 Ld按下式確定 ：

Ld＝ （ Lmin＋05△)±0.125△ (2—5)

式（shì）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（jiàn）最大極限（xiàn）尺寸(mm)；

dd——衝孔凹模基本尺寸(mm)；

dp——衝（chōng）孔 凸模基本 尺寸(mm)；

dmin—— 衝孔件孔的（de） 最小極限尺寸(mm)；

Ld——同 一工步 中凹模孔（kǒng）距基（jī）本尺（chǐ）寸(mm)；

Lmin——製件孔距最小極限（xiàn）尺寸(mm)；

△——製件公差 (mm)；

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

δp—— 凸模下 偏差，可按IT6選用(mm)；

δd——凹模上偏差（chà），可（kě）按IT7選用(mm)；

x——係數，是為了使衝裁件的實際（jì）尺寸（cùn）盡量接近衝裁件公差帶的（de）中間尺寸，與工件製造精度有關 ，可查表 2.3.1或按下列關係取值：

當製件公（gōng）差為 IT10以上，取x＝１

當製件公差為 IT11～ １３ ，取x＝075

當（dāng）製件公差為 IT14者，取x＝05。

表 2.3.1 係數x

解：該零（líng）件屬於無特殊要（yào）求的一般衝（chōng）孔、落料件。36由落料獲得，2—6及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，才能保證間隙在公道範圍（wéi）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（gōng）

對於（yú）外形複雜或薄板工件的模具，為了保證衝裁凸 、凹模（mó）間有一定（dìng）的間隙值，必須采用配合加（jiā）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（de）實（shí）際尺寸（cùn）來配加（jiā）工另 一件，使（shǐ）它們之間保持一（yī）定的間隙。因此，隻在基準件上標注尺寸和製造公差，另一件隻標注（zhù）公（gōng）稱尺寸並（bìng）注明配做所留的間隙值。這樣δ p與δd就不再受間隙限製。根據（jù）經驗，普（pǔ）通模具的製造公差（chà）一般可（kě）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（kě）放大基準件的製造公差，使製（zhì）造輕易。在計算複雜外形的凸 凹模工作部分的尺（chǐ）寸時 ，可以發現（xiàn） 凸 模和凹模（mó）磨（mó）損後，在一個 凸模或 凹模上（shàng）會同時存在著三類不同磨損性質的（de）尺寸，這時需要區別對（duì）待。

第一類：凸模或 凹模磨損會（huì）增大的尺寸：

第二類（lèi）：凸模或 凹模磨損後會減小的尺寸：

第三（sān）類：凸模或 凹模（mó）磨損後基本不變的尺（chǐ）寸。

其中尺（chǐ）寸的a、b、c對 凸模來 說是屬於（yú）第二類尺寸，對於凹模來說則是第一類尺寸；尺（chǐ）寸 d對於凸模來說 屬於第一類尺寸，對（duì）於（yú）凹（āo）模來說屬於第二類尺寸；尺寸e，對 凸 模和凹模來（lái）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。

複雜外形衝裁件的尺寸分類

對於落料凹模或衝孔凸模在 磨損後將會增大的第一類尺寸，相當於簡單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（zài）磨損後將（jiāng）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（jī）本尺寸及製造公差的確定方法 就與式(2—3)相同。

第二類尺（chǐ）寸：Ｂj＝ （ Ｂmin＋x△)－0.25△ (2—7)

對於凸模或凹模在磨損後基本不變的第三類（lèi）尺寸不必考（kǎo）慮磨損的影響（xiǎng），凸、凹模（mó）的基本（běn）尺寸按式 (2—5)計算（suàn）。

第（dì）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（chōng）裁件的凸、凹模刃口尺寸及製（zhì）造公差。

解（jiě）：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（zào）公差， 凸（tū）模刃口尺寸由凹模的實（shí）際尺（chǐ）寸按間隙要求配作。

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；其餘尺寸均（jun1）選x＝0.75。落料凹模的基本尺寸（cùn）計（jì）算如下：

a凹 ＝（８０－0.5×0.42） ＋ 0.25×0.42 mm＝79.79 ＋ 0.105mm

b凹（āo） ＝ （ 4 ０ －0.75×0.34) ＋ 25×0.34 mm＝39.75 ＋ 0.85mm

c凹（āo） ＝ （ 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（āo） ＝ （ 15－0.12＋0.5×0.12)±1／８×0.12mm＝14.94±0.015mm

落料凸模的（de）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（bì）標注（zhù）公差注明以 0.1～0.14mm雙麵間隙（xì）與落料凹（āo）模配作。

a)落料凹模尺;b)落料凸模尺寸(按凹模實際尺寸配（pèi）件，保證雙麵間（jiān）隙值為 0.10 ～ 0.14mm