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（yuán）則

衝裁件的尺寸精度主要決定於模具（jù）刃口的尺寸精度，模具的公道間隙（xì）值也要靠模具刃口尺寸（cùn）及製造精度來保證。正確確（què）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（chǎn）實踐中可以發（fā）現：

1．由於 凸 、凹模之間存在間隙，使（shǐ）落（luò）下（xià） 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（duān）尺寸 即是 凸 模尺寸。

2．在丈（zhàng）量與使（shǐ）用中，落料（liào）件是以大端尺寸為基準，衝孔孔徑（jìng）是 以小（xiǎo）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（yù） 小，凹模 愈磨愈 大，結果（guǒ）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考慮下述原則：

1．落料件尺寸由凹模（mó）尺寸決定， 衝孔時孔（kǒng）的（de） 尺寸由 凸 模尺（chǐ）寸決定。 故設計落料模時 ，以凹模為基準 ，間隙取（qǔ）在 凸（tū）模上 ；設計 衝（chōng）孔模時 ，以 凸（tū）模為 基準，間隙取在凹模（mó）上。

2．考慮到衝裁中 凸 、凹模的磨損（sǔn），設（shè）計 落料模時 ，凹模基本尺（chǐ）寸應取尺寸公差範圍的較小尺（chǐ）寸；設計衝孔模（mó）時，凸模基本 尺寸則應取工件孔尺寸公差範圍內的較大尺（chǐ）寸。這樣，在 凸 、凹模磨（mó）損到一定程（chéng）度的情況下，仍能衝出合格製件。 凸（tū） 、凹模間隙則取最（zuì）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（chà）要（yào）求。假如對刃口精度要求（qiú）過高( 即製造公差過小 )，會使模具（jù）製造困難，增加本錢，延永生產周期；假如對（duì）刃口精度要求過低(即製造公差過大 )，則（zé）生產出來的製件可能分歧格，會使（shǐ）模具的壽命降低。製件精（jīng）度與（yǔ）模（mó）具製（zhì）造精度的關係見表 2—1。若製件沒有標注公差， 則對於 非 圓（yuán）形件按國家標準 “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（yī）般可按IT7～ ６級製造 模具。衝壓件的尺寸公差應按“進體（tǐ）”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，下偏差為零。

刃口尺寸的計算（suàn）方法

由於模具（jù）加（jiā）工（gōng）方法不同，凸模與 凹模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）方法可分為二種情況。

( 一 ) 凸（tū）模與凹模分開加工

采（cǎi）用這種（zhǒng）方法，是指凸模和凹模分別按圖紙加工（gōng）至尺寸。要分別標注凸模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製件（jiàn）。為了保證初始間隙（xì）值小於最至公道間（jiān）隙2cmax，必須滿足下列條（tiáo）件：

｜δ p｜＋｜δd｜≤２cmax－2cmin

或取δp＝0.4(2cmax－2cmin)

δd＝0.6(2cmax－2cmin)

也就是說，新製造的模具應該是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否則製造 的模具間（jiān）隙已超過答應變動（dòng）範圍 2cmin～2cmax。

下麵對落料（liào）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－△，根據計算原則，落料時以凹模為設計基（jī）準。首先確定凹模尺寸，使凹模（mó）基本尺寸接近或即是製（zhì）件輪廓的最小極限尺寸，再減小凸 模尺（chǐ）寸以保證最小公道間隙值 2cmin。各部分分配位置（zhì）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根據以上原則，衝（chōng）孔時以（yǐ） 凸模設計 為基準（zhǔn），首先確定凸模刃口尺寸（cùn），使凸模基本 尺（chǐ）寸接近或即是工件孔的（de）最大極限尺寸，再增（zēng）大凹模尺寸以保證最小公道間隙 2cmin。各部分分配位置見圖2—12b)， 凸模製造偏差取負 偏差，凹模取正偏差。其計算（suàn）公式（shì）如下（xià）：

在同一工步中衝出製件兩（liǎng）個以（yǐ）上孔時（shí），凹（āo）模型孔中（zhōng）心距 Ld按下式確定 ：

Ld＝ （ Lmin＋05△)±0.125△ (2—5)

式中Ｄd——落料凹（āo）模基本尺寸（cùn）(mm)；

Ｄp——落料 凸模基本（běn） 尺寸（cùn）(mm)；

Dmax——落（luò）料件最大極限尺寸(mm)；

dd——衝孔凹模基本尺寸(mm)；

dp——衝孔 凸模基本 尺寸（cùn）(mm)；

dmin—— 衝孔件孔的（de） 最小（xiǎo）極限尺寸(mm)；

Ld——同（tóng） 一工（gōng）步 中凹模孔距（jù）基（jī）本尺寸(mm)；

Lmin——製件孔距最小極限尺寸(mm)；

△——製件公差（chà） (mm)；

2cmin—— 凸（tū） 、凹模最小（xiǎo）初始雙麵間隙(mm)；

δp—— 凸模下 偏差，可按IT6選用(mm)；

δd——凹模上（shàng）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差帶的中間尺寸，與工件製造精度有關 ，可查表 2.3.1或（huò）按（àn）下列關（guān）係（xì）取值：

當製件公差為 IT10以上（shàng），取x＝１

當製（zhì）件公差為 IT11～ １３ ，取x＝075

當製件公（gōng）差為 IT14者，取x＝05。

表 2.3.1 係（xì）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（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x＝0.75；36＋0.62為（wéi）IT14級，取x＝0.5。

設凸 、凹模分別（bié）按 IT6和IT7級加工製造，則（zé）

衝孔（kǒng） 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（xì）公差條件)

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（luò）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（yǒu）縮小δ p、δd，進步製造精度，才能保證間隙在公道範圍內，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，為了保證衝裁凸 、凹模間有一定的間隙值，必須（xū）采用配合加工。此方法是先做（zuò）好其中的一件 ( 凸模或 凹模)作為（wéi）基準件，然後以此基準件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（zhǔn）件上標注尺寸和製造公差，另一件隻標注公稱尺寸並注（zhù）明（míng）配（pèi）做所留的間隙值。這樣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（jù）的製造公差可選幾μ)。這種方法不僅輕易保證凸 、凹模間隙值很小，而（ér）且（qiě）還可放大（dà）基準（zhǔn）件的製造公差，使製造輕易。在計算複雜外形的（de）凸 凹模工（gōng）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 凹模上會（huì）同時存在著（zhe）三類（lèi）不（bú）同磨損性質的尺寸，這時需要區別對待。

第一類：凸模或 凹模磨損會增（zēng）大的尺寸：

第二類：凸模或 凹（āo）模磨（mó）損（sǔn）後會減小的尺寸：

第三（sān）類：凸模或 凹模磨損後基（jī）本（běn）不變的尺寸。

其中尺（chǐ）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（zé）是第一類尺寸；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（cùn）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（āo）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

對於落料凹模或衝孔凸模在 磨（mó）損後將會增大的第（dì）一類尺寸，相當於簡（jiǎn）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（gōng）差的確（què）定方（fāng）法 就與（yǔ）式(2—3)相同。

第（dì）二類尺寸（cùn）：Ｂj＝ （ Ｂmin＋x△)－0.25△ (2—7)

對於凸模或凹模在磨損後基（jī）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（kǒu）尺寸及製造公（gōng）差。

解：該衝裁件（jiàn）屬（shǔ）落料件，選（xuǎn）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（gōng）差， 凸模（mó）刃口尺寸由凹（āo）模的實際尺寸按間（jiān）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（yú）尺寸（cùn）為 80mm，選x＝0.5；尺寸為15mm，選x＝1；其餘（yú）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 0.1～0.14mm雙麵間隙與落料凹（āo）模配作。

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