五金衝壓件凸凹模具的間隙設（shè）計

刃口尺寸計算的基本原則

衝（chōng）裁件的尺寸（cùn）精度主（zhǔ）要決定於模具刃口的尺寸精度（dù），模具的公道間（jiān）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（cùn）及其製造公差，是設計（jì）衝裁模主要 任務之一（yī）。從生產實踐中可以發現：

1．由於（yú） 凸 、凹模之間存在間隙，使落下 的料或衝出 的孔都帶有錐度，且落（luò）料件的（de）大（dà）端尺寸即是凹模尺寸，衝孔（kǒng）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，衝孔孔徑是 以小（xiǎo）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（tū）模愈磨愈 小，凹模 愈磨愈 大，結果使間隙愈用（yòng）愈大（dà）

由此在決定模具刃口尺寸及其製造（zào）公差時需考慮下述原則：

1．落料件尺寸由凹模尺（chǐ）寸決定， 衝孔時孔的 尺寸由（yóu） 凸 模尺（chǐ）寸決定。 故設計（jì）落料模時 ，以凹模為基準 ，間隙取在 凸模上 ；設計 衝孔模時 ，以（yǐ） 凸模為 基準，間隙取在凹模上。

2．考慮到衝裁中 凸 、凹模的磨損，設（shè）計 落（luò）料（liào）模時 ，凹模基本尺寸應取尺寸公差範圍的較小尺寸；設計衝孔模（mó）時，凸模基本 尺寸（cùn）則（zé）應取工件孔（kǒng）尺寸公差範圍（wéi）內（nèi）的較大尺寸（cùn）。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 、凹模間隙則取最小（xiǎo）公道間隙值。

3．確定衝模刃口製造公差時，應考慮製件（jiàn）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（zào）困難，增加本錢，延永（yǒng）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格，會使模具的壽命降低（dī）。製件（jiàn）精度與模（mó）具製造精度的關係見表 2—1。若（ruò）製件沒有標注（zhù）公差， 則對於 非（fēi） 圓形件按（àn）國家標準 “非配合尺寸的公差數值”IT14級處理，衝模則（zé）可（kě）按IT11級製造；對於圓（yuán）形件，一般可按IT7～ ６級製造 模具。衝（chōng）壓（yā）件的尺（chǐ）寸公差應按“進（jìn）體”原則標注為單向公（gōng）差，落料件上偏差為（wéi）零，下偏差為負；衝孔件上偏差（chà）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 凹模刃口部（bù）分（fèn）尺寸的計算公式與製造公差的標注也不同，刃口尺寸的計算方法可分為（wéi）二種情況。

( 一 ) 凸模與凹模分（fèn）開加工

采用這種方法，是指凸模（mó）和凹模分別（bié）按圖紙加工至尺寸。要（yào）分別標注凸模和凹模刃（rèn）口尺寸與製造公差(凸模（mó）δp、凹（āo）模δd)，它適用於圓形或簡（jiǎn）單外形的製件。為了保證初始（shǐ）間隙值小於最至公道間（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（xīn）製造的（de）模（mó）具應（yīng）該是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否則製造 的模具間隙已（yǐ）超過（guò）答應變動範圍 2cmin～2cmax。

下麵對落料和衝（chōng）孔兩種情況（kuàng）分別進行討（tǎo）論。

a)落料b)衝孔

1．落料：

設工件（jiàn）的尺寸為（wéi）D０－△，根據計算原則，落料時以凹模為設計基（jī）準。首先確（què）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（tū） 模尺寸以保證最小公道間（jiān）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（chǐ）寸為d＋△0根據以上原則，衝孔時以 凸模設（shè）計 為（wéi）基準，首先（xiān）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，再增大凹模尺寸（cùn）以保證最小公（gōng）道間隙 2cmin。各部分分（fèn）配位置見圖2—12b)， 凸模製造偏差取負 偏差，凹模取正（zhèng）偏差。其計算公式如下：

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

Ld＝ （ Lmin＋05△)±0.125△ (2—5)

式中（zhōng）Ｄd——落料凹模（mó）基本尺寸(mm)；

Ｄp——落料 凸模基本 尺寸(mm)；

Dmax——落（luò）料件最大極限尺寸(mm)；

dd——衝孔凹（āo）模基（jī）本尺寸（cùn）(mm)；

dp——衝孔（kǒng） 凸模（mó）基本 尺（chǐ）寸(mm)；

dmin—— 衝孔件孔的 最（zuì）小極限尺寸(mm)；

Ld——同 一工步（bù） 中凹模孔距基本尺寸(mm)；

Lmin——製件孔距最小極限尺（chǐ）寸(mm)；

△——製件公差 (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——凹模上偏差，可按IT7選用(mm)；

x——係數，是為了使衝裁件的實際尺寸盡量接近衝裁件公（gōng）差帶（dài）的中（zhōng）間尺寸，與工件製造精度有關 ，可（kě）查表 2.3.1或按下列關係取值：

當製件公差為 IT10以上，取x＝１

當製件（jiàn）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（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（luò）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（hé）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

落料（liào）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（zài）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) 凸模和（hé）凹模配合加工（gōng）

對於外形（xíng）複雜或薄板工件的模具，為了保證衝裁凸 、凹模間有一定的間（jiān）隙值，必須采用配合加工。此方法是先做好其（qí）中的一件（jiàn） ( 凸（tū）模（mó）或 凹（āo）模)作（zuò）為基準件，然後以此基準件的實際尺（chǐ）寸來配加工另 一件，使它們之間保持一（yī）定的間隙。因（yīn）此（cǐ），隻在基準（zhǔn）件上標注尺寸和製造公差，另一件隻標注公稱尺寸並注明配做所留的間隙值。這樣δ p與δd就不再受間隙限製（zhì）。根據（jù）經驗，普通模具的製造公差一般可取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，而且還可放大基準件的製造公（gōng）差，使製造（zào）輕易（yì）。在計算複雜（zá）外形的（de）凸 凹模工作部分的尺寸時 ，可以發現 凸 模和凹（āo）模磨損後，在一個 凸模或 凹模上會同時存在著三類不同磨損性質的（de）尺寸，這時需要區別對待。

第一類：凸模或 凹模磨損（sǔn）會增大的尺（chǐ）寸：

第二類：凸（tū）模或 凹模磨損（sǔn）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（tū）模來 說是屬於第（dì）二類尺寸（cùn），對於凹模來說則是第一類尺（chǐ）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；尺寸e，對 凸 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。

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（zēng）大的第一類（lèi）尺寸，相（xiàng）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（huò） 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（xíng）的衝孔 凸 模尺寸，所（suǒ）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)

對於凸模或凹模在磨損後基本不變的第三類尺寸不必考慮磨損的影響，凸、凹模的基本尺寸按式 (2—5)計（jì）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（gāng）)衝裁件的凸、凹模刃口尺寸及製造公差（chà）。

解：該（gāi）衝裁件屬落料（liào）件，選凹模為設計基準件，隻需計算落料凹模刃口尺寸（cùn）及製造公差， 凸（tū）模刃口尺寸由凹模的實際尺寸按間隙要求配作（zuò）。

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

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