​​五金衝（chōng）壓件凸凹模具的（de）間隙（xì）設（shè）計

刃口尺（chǐ）寸（cùn）計算的基本原（yuán）則

衝裁件的尺寸精度主要決定（dìng）於模具刃口的尺寸精度，模具的公道間（jiān）隙值也要靠模具刃口尺寸及製（zhì）造精度來保證。正確確定模具刃口尺寸及其製（zhì）造公差，是設（shè）計衝裁（cái）模主要（yào） 任務之一。從生產實踐中可以發現：

1．由於 凸 、凹模之間存在間（jiān）隙（xì），使落下 的料或衝出 的孔（kǒng）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（xiǎo）端尺寸 即（jí）是 凸 模（mó）尺寸（cùn）。

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（mó）愈 小，凹模 愈磨愈 大，結果使間隙愈用愈大

由此在決定模具刃（rèn）口尺寸及其製造公差時需（xū）考慮下述原則：

1．落料（liào）件尺寸由凹模尺寸決定， 衝孔時孔的 尺寸由 凸 模尺寸決定。 故設計落料模（mó）時（shí） ，以凹模為基準 ，間隙取在 凸模（mó）上 ；設計（jì） 衝孔模時 ，以 凸模為 基準，間（jiān）隙取（qǔ）在凹模上。

2．考慮到衝裁中 凸 、凹模的磨（mó）損，設計 落料模時 ，凹模基本尺寸應取尺寸公差範圍的較小尺寸；設（shè）計（jì）衝孔模時，凸模基（jī）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（yī）定程度的（de）情況下，仍能衝出合格製件。 凸 、凹模間隙則取最小公道間隙值。

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（dù）要求（qiú）過高( 即製造公差（chà）過小 )，會使模（mó）具（jù）製（zhì）造困（kùn）難，增加本錢，延永生產（chǎn）周期；假如對刃口精度要（yào）求過低(即製造公差過大 )，則生產出（chū）來的製件（jiàn）可能分歧格，會使模具的壽（shòu）命降低。製件精度與模具製造精度的關係見表 2—1。若製件沒有標注公差， 則對（duì）於 非 圓形（xíng）件按國家（jiā）標準（zhǔn） “非配合尺寸的公差數（shù）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級製（zhì）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（wéi）零，下偏差為負；衝孔件上偏差為正，下偏差為零。

刃（rèn）口尺寸的計算方法

由於模具加工方法不（bú）同，凸（tū）模與（yǔ） 凹模刃口部分尺寸的（de）計算公（gōng）式與製造公差的標注也不同，刃口尺寸的計算方（fāng）法可分為（wéi）二種情況。

( 一 ) 凸模（mó）與凹模分（fèn）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。要分別標注凸模（mó）和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外形的（de）製件。為了保（bǎo）證初始間隙值小（xiǎo）於（yú）最至公道間隙（xì）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（gāi）是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否則製造 的模具間隙已超過答應變動範圍 2cmin～2cmax。

下麵對落料和衝孔兩種情況分別進行討論。

a)落料b)衝孔

1．落料：

設工件的尺寸為D０－△，根據計（jì）算原則，落料時以凹模為設計基準。首先確定凹模尺寸，使凹模基本尺寸接近或即是製件輪（lún）廓的最小極限尺寸，再減小（xiǎo）凸 模尺寸以保證最小公道間隙值 2cmin。各（gè）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（yuán）則，衝（chōng）孔（kǒng）時以 凸模設計 為（wéi）基準（zhǔn），首先確定凸模刃口尺寸，使凸模基本 尺寸接近或（huò）即是工件（jiàn）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。各部分分配（pèi）位置見圖2—12b)， 凸模製造偏（piān）差取負 偏差，凹模取正偏差。其計算公式如下：

在同一工（gōng）步中衝出製件兩個以上孔時，凹模（mó）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（mó）基本尺寸(mm)；

Ｄp——落料 凸模基本（běn） 尺（chǐ）寸(mm)；

Dmax——落料件最大極限尺寸(mm)；

dd——衝孔凹模基本尺（chǐ）寸(mm)；

dp——衝孔 凸模基本 尺寸(mm)；

dmin—— 衝孔件孔的 最小極限尺寸(mm)；

Ld——同（tóng） 一工步 中凹模孔距基本尺寸(mm)；

Lmin——製件孔距最小極限尺寸(mm)；

△——製件公差 (mm)；

2cmin—— 凸 、凹模（mó）最小初始（shǐ）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，是為了使衝裁件的實際（jì）尺寸盡量接近衝裁件公差帶的中間尺寸，與工件製造精度有（yǒu）關 ，可查表 2.3.1或按下列關係取值：

當（dāng）製（zhì）件公差為 IT10以上，取x＝１

當製件公差為 IT11～ １３ ，取x＝075

當製件公差為 IT14者，取x＝05。

表 2.3.1 係數x

解：該零件（jiàn）屬於無特殊要求的一般衝孔、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（àn） 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（luò）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，隻有縮小δ p、δd，進步製造（zào）精（jīng）度，才能保證間隙在公道範圍內，此時可（kě）取（qǔ）：

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

對於（yú）外形複雜或薄板工件的（de）模具，為了保證衝裁凸 、凹模間有一定的間隙值，必須（xū）采用配合加工。此方（fāng）法是先做好其中的一件 ( 凸模或 凹模)作為基準件，然後（hòu）以此基準件（jiàn）的實際尺寸來配加工另 一件（jiàn），使它（tā）們之（zhī）間（jiān）保持一（yī）定（dìng）的間隙。因此，隻在基準件上標注尺（chǐ）寸（cùn）和製造公差，另一件隻標注公稱（chēng）尺寸並注明配做所留的間隙值。這樣（yàng）δ p與δd就不再受間隙限（xiàn）製。根據（jù）經（jīng）驗，普（pǔ）通模（mó）具的製造公差一般可取δ＝△／ 4(精密模具的製造公差可選幾μ)。這種（zhǒng）方法不僅輕易保（bǎo）證凸 、凹模間隙（xì）值很小，而且還可放（fàng）大基準件的製造公差，使製造輕易。在計算複雜外形的凸 凹模工作部分的尺寸時 ，可以發現 凸 模和凹模磨損後（hòu），在一（yī）個（gè） 凸模（mó）或 凹模上會（huì）同時存在著三類不同磨（mó）損性質的尺寸，這（zhè）時需（xū）要區別對待。

第一類：凸模或 凹模磨損會增大的（de）尺寸：

第二類：凸模或 凹（āo）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（mó）來 說是屬於第二類尺寸，對於凹模來說則是第一類尺（chǐ）寸；尺寸 d對於（yú）凸模來說 屬於第（dì）一類尺（chǐ）寸，對於凹模來說屬（shǔ）於第二類尺寸；尺寸（cùn）e，對 凸 模和（hé）凹模來說都屬於第三類尺寸。下麵（miàn）分別討論凸模或（huò） 凹模這（zhè）三類尺寸的不同（tóng）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（mó）損後將會增大的第一類尺寸，相當於簡單外形的落料凹（āo）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（mó）或 落料凹模在磨損後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（zhì）造公差的（de）確定方法 就與式(2—3)相同。

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

對於凸模或凹模在磨損後基本不變的第三類尺寸不（bú）必考慮（lǜ）磨損的影響（xiǎng），凸、凹模的基（jī）本尺寸按式 (2—5)計算。

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（gāng）)衝裁件的凸、凹模刃口尺寸及製（zhì）造公差。

解：該衝裁件屬落（luò）料件，選（xuǎn）凹模（mó）為設計基準件，隻需計算落料凹模刃口尺寸及製造（zào）公差， 凸模刃口尺寸（cùn）由凹模的實際尺寸按間隙要求配（pèi）作。

由表 2—3查得，2cmin＝0.10mm，2cmax＝0.14mm，由表2—5查得（dé）：對於尺寸（cùn）為 80mm，選x＝0.5；尺寸為（wéi）15mm，選x＝1；其餘尺寸均選x＝0.75。落料凹模的基本尺寸計（jì）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（de）基本尺寸與凹模相同，分別是 79.79mm、39.75mm、34.75mm、22.07mm、14.94mm。但不必標注公差注明以 0.1～0.14mm雙麵間隙與落料（liào）凹模配作。

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