​五金衝壓件凸凹模具的（de）間隙設計（jì）

刃口尺寸（cùn）計算的基本原則

衝裁件的尺寸精度主要決定於模具刃口的尺寸精度，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（jù）刃口尺（chǐ）寸及其製造（zào）公差，是設計衝裁（cái）模主要 任務之一。從生（shēng）產實踐中可以發現：

1．由於 凸 、凹模之間存在間隙，使落下 的料或衝出 的孔（kǒng）都帶（dài）有錐度，且落（luò）料件的大端尺寸即是凹模尺寸，衝（chōng）孔件的（de）小端尺寸 即（jí）是 凸（tū） 模尺寸。

2．在丈量與使（shǐ）用（yòng）中，落料件是以（yǐ）大端尺寸為基準，衝孔孔徑是 以小端尺寸 為基準。

3．衝（chōng）裁時， 凸 、凹模要與（yǔ）衝裁件或廢物發生摩擦， 凸模愈磨愈 小（xiǎo），凹模 愈磨愈（yù） 大，結果使間隙愈用愈大

由此在決定（dìng）模具刃口（kǒu）尺寸及其製造公差時需考慮（lǜ）下述原則：

1．落料（liào）件尺寸由凹模尺（chǐ）寸（cùn）決定， 衝（chōng）孔時孔的 尺寸由 凸 模尺（chǐ）寸決定。 故設計落料（liào）模時 ，以（yǐ）凹模為基準 ，間隙取在 凸模上 ；設計 衝孔模時 ，以 凸模為 基準（zhǔn），間隙取在凹模（mó）上。

2．考慮到衝裁（cái）中 凸 、凹模的磨損，設計 落料模時 ，凹模（mó）基本尺寸（cùn）應取（qǔ）尺寸公差範圍的較小尺寸；設計衝孔模時，凸模基本 尺寸則應取工件孔尺寸公差範圍內的較大尺寸。這樣，在 凸 、凹模（mó）磨損到一定程度的情況下（xià），仍能衝出（chū）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（zào）公差時，應考慮製（zhì）件的公差要求。假如對（duì）刃口精度要（yào）求過（guò）高( 即製造公差過小 )，會（huì）使（shǐ）模具製造困難，增（zēng）加本錢（qián），延永生產周期；假如對刃口精度要求過低（dī）(即製造公差過大 )，則生（shēng）產出來的製件（jiàn）可能分（fèn）歧格，會使模具的壽命降低。製件精度與模具製造精度的關係見表 2—1。若製（zhì）件沒有標（biāo）注公差， 則對於 非 圓形件按國家標準 “非配合尺（chǐ）寸的公差數值”IT14級處理，衝模則可按IT11級製造；對於（yú）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（zhù）為單向公差，落料件上偏差為零，下偏差為（wéi）負；衝孔件上偏差為正，下偏差為零。

刃口（kǒu）尺寸的計（jì）算方法

由於模具加工（gōng）方法不同，凸（tū）模與 凹模刃口部分尺（chǐ）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二（èr）種情況。

( 一 ) 凸（tū）模與凹模分（fèn）開加工

采用這種方法，是指凸模和（hé）凹模分別按圖紙加工至尺寸。要分別標（biāo）注凸（tū）模和凹模（mó）刃口尺（chǐ）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（bǎo）證初始間隙值小於（yú）最至公道（dào）間隙2cmax，必（bì）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 的模具間隙已超過答應變動範圍 2cmin～2cmax。

下麵對落料和衝孔兩種情（qíng）況分別進行討論。

a)落料b)衝孔

1．落料：

設工件的尺寸（cùn）為D０－△，根據計算原則，落料（liào）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（suàn）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（cùn）為d＋△0根據（jù）以上原則，衝孔時以 凸模設計 為基準，首先確定凸模刃口尺寸，使凸模基本 尺寸接近或即是工件（jiàn）孔的最（zuì）大極限尺寸，再（zài）增大凹模尺寸以保證最小公道間隙（xì） 2cmin。各部分分配位置見（jiàn）圖2—12b)， 凸模製（zhì）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（yī）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 ：

Ld＝ （ Lmin＋05△)±0.125△ (2—5)

式中Ｄd——落（luò）料凹模基本尺寸(mm)；

Ｄp——落料 凸模基（jī）本 尺（chǐ）寸(mm)；

Dmax——落料件最大（dà）極限尺寸（cùn）(mm)；

dd——衝孔凹模基本尺寸(mm)；

dp——衝孔（kǒng） 凸模基（jī）本 尺寸（cùn）(mm)；

dmin—— 衝孔件孔的 最小極限尺寸(mm)；

Ld——同 一工步 中凹模孔距基本尺寸(mm)；

Lmin——製件孔（kǒng）距最（zuì）小極限尺寸(mm)；

△——製件公差 (mm)；

2cmin—— 凸 、凹（āo）模最小初（chū）始雙麵間隙(mm)；

δp—— 凸模（mó）下 偏差，可按（àn）IT6選用(mm)；

δd——凹模（mó）上偏差，可按IT7選用(mm)；

x——係數，是為了使衝（chōng）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（zhì）造精度有關 ，可（kě）查表 2.3.1或按下列關係取值：

當（dāng）製件公差為 IT10以上（shàng），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：該零件屬於無特殊要求的一般衝孔（kǒng）、落料件。36由（yóu）落料獲得（dé），2—6及18由衝孔同時獲（huò）得。查表 2.3.1，2cmin＝０.04，2cmax＝0.06，則2cmax－2cmin＝0.06－0.04＝0.02mm

由公差（chà）表（biǎo）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（fèn）別按 IT6和IT7級加工（gōng）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（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

校核 0.016＋0.025＝０.04＞0.02

由此可知，隻有縮小（xiǎo）δ p、δd，進步製造精度，才能保證間隙在公（gōng）道（dào）範圍內（nèi），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（mó）和凹模配（pèi）合加工

對於外形（xíng）複雜或薄板工件的模具，為了保證衝裁凸 、凹（āo）模間有一（yī）定的間隙值，必（bì）須采用（yòng）配合加工。此方法（fǎ）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（jī）準件的實際尺寸來（lái）配加工另 一件，使它們之間保（bǎo）持（chí）一定的間隙（xì）。因此，隻在基準件上標注尺寸和製造公差，另一件（jiàn）隻標注公稱尺寸並注明配做所留的（de）間隙值。這樣δ p與（yǔ）δd就不再受間隙（xì）限製。根（gēn）據經驗，普通模具（jù）的製造公差一般可取δ＝△／ 4(精密模具的製造公差可選幾μ)。這種方法不僅（jǐn）輕易保證（zhèng）凸 、凹模間隙值很小，而且還可放大基（jī）準件的製造公差，使（shǐ）製造輕易。在計算複雜外形的凸 凹模工作部分（fèn）的尺寸時 ，可以發現（xiàn） 凸 模和凹模磨損後，在一個 凸模（mó）或 凹模上會同時存在（zài）著三類不同（tóng）磨損性質的尺（chǐ）寸，這時需要區（qū）別對待。

第一類：凸模或 凹模（mó）磨（mó）損會增大的（de）尺寸：

第二類：凸模或 凹模磨損後會減小的（de）尺寸：

第（dì）三類：凸模或 凹模磨損後基本不變的尺寸（cùn）。

其中尺寸的a、b、c對 凸模來 說是屬於第二類尺寸，對於凹模來說則是第一類尺寸；尺寸 d對於凸模來說 屬於第一類尺寸，對於凹模（mó）來說屬於第二類尺（chǐ）寸；尺寸（cùn）e，對 凸 模（mó）和凹模來（lái）說（shuō）都屬於第三類尺（chǐ）寸。下（xià）麵分別討論凸模或 凹模（mó）這三類尺寸的不同計算（suàn）方法（fǎ）。

複雜外形衝裁（cái）件（jiàn）的尺寸分類

對於落料凹模或（huò）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（de）落料凹模（mó）尺（chǐ）寸，所以（yǐ）它的基本尺寸及製造公差的確定方法 就（jiù）與式 (2—1)相同。第一類尺寸： Aj＝ （ Ａmax－x△)＋0.25△ (2—6)

對於衝（chōng）孔凸模或 落料凹模在磨損（sǔn）後將會減小的第二類尺寸，相當於簡單（dān）外形的衝孔 凸 模尺寸，所以它（tā）的（de）基本尺寸及製造公（gōng）差的確（què）定（dìng）方法 就與式(2—3)相同。

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

對於凸模或凹模在磨損後基本不變（biàn）的（de）第三（sān）類（lèi）尺寸（cùn）不（bú）必考慮磨損的影響，凸、凹模（mó）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)衝（chōng）裁（cái）件的凸、凹模刃（rèn）口（kǒu）尺寸（cùn）及（jí）製造公差。

解：該衝裁件屬落料件，選凹模為設計基準件，隻需（xū）計算落料凹模刃口尺寸及製造公差（chà）， 凸模刃口尺寸由凹模的實際尺（chǐ）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：對於尺寸為 80mm，選（xuǎn）x＝0.5；尺（chǐ）寸為15mm，選x＝1；其餘尺寸均選x＝0.75。落料凹模的基本尺寸計算（suàn）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（tū）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雙麵間隙與落料凹模配作。

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