五金衝（chōng）壓件凸凹模具的（de）間隙（xì）設計

刃口尺寸計算的基本原則

衝裁件的尺寸精（jīng）度主要決定於模具刃口（kǒu）的尺寸（cùn）精度（dù），模（mó）具的公道間隙值（zhí）也要靠模（mó）具刃口尺寸及製造精度來保證。正確確定（dìng）模具刃口尺寸（cùn）及其（qí）製造公差，是設計衝裁模主要 任務之一。從生產實踐中可以發現：

1．由於 凸 、凹模（mó）之間存在間隙，使落下 的料或衝出 的孔都帶有錐度，且落料件的大端尺寸（cùn）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（shǐ）用（yòng）中，落料件是以大（dà）端尺寸（cùn）為基（jī）準，衝孔孔徑是 以小端尺寸 為基準。

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

由（yóu）此在決定模具刃口尺寸及其製造公差時（shí）需考慮下述原（yuán）則：

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

2．考慮到衝裁中 凸 、凹模的（de）磨損，設計 落料模時 ，凹模基本尺寸應（yīng）取尺寸公（gōng）差範圍的較小尺寸；設計衝孔模時，凸模基本 尺寸（cùn）則應（yīng）取工件孔尺寸公差範圍內的較大尺寸。這樣，在（zài） 凸 、凹模磨損到一定（dìng）程度的情況下（xià），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（jiàn）的（de）公差要求。假如對刃（rèn）口精（jīng）度（dù）要求過高( 即製造（zào）公差過小 )，會使模具製造困（kùn）難，增加本錢（qián），延永生產周期；假如對刃口精度要求（qiú）過（guò）低（dī）(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。製件精（jīng）度與模具製造精度的關係見表 2—1。若製（zhì）件沒有標注公差， 則對於（yú） 非 圓形件按（àn）國家標準 “非配合尺寸的公（gōng）差數值”IT14級處理（lǐ），衝模則可按IT11級（jí）製造；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”原則標注為單向公差，落（luò）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。

刃口尺寸的計算方法（fǎ）

由於模具加工方法不同，凸模與（yǔ） 凹模刃口部分尺寸的計算公式與製造公（gōng）差的標（biāo）注也不同，刃口尺寸的計算方法可分為二種情況（kuàng）。

( 一 ) 凸模與凹（āo）模分開加工

采用這種（zhǒng）方法（fǎ），是（shì）指（zhǐ）凸模和凹模分別按圖紙加工至尺寸。要分別標注凸模和凹模刃口尺寸與製造公差(凸（tū）模δp、凹模δd)，它適（shì）用（yòng）於圓形或簡單外形的製件。為了保證初始間（jiān）隙值小於最至公道間隙2cmax，必須滿足下列條件：

｜δ p｜＋｜δd｜≤２cmax－2cmin

或取（qǔ）δp＝0.4(2cmax－2cmin)

δd＝0.6(2cmax－2cmin)

也就是說，新（xīn）製造（zào）的模具應該是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否則製（zhì）造 的模具間隙已超過答應變動範圍 2cmin～2cmax。

下麵對落料和（hé）衝孔兩種情（qíng）況（kuàng）分別進行討（tǎo）論。

a)落料b)衝孔

1．落料：

設工（gōng）件的尺寸為D０－△，根據計算原則，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（chǐ）寸接近或即是製（zhì）件輪廓的最小（xiǎo）極限尺（chǐ）寸，再減小（xiǎo）凸 模尺寸以保證（zhèng）最小公道間（jiān）隙（xì）值 2cmin。各部（bù）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（kǒng）尺寸（cùn）為（wéi）d＋△0根據以上原則，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（gōng）件孔的最大極限尺寸，再增大凹模尺寸以保證最小公道間隙 2cmin。各部分分配位置（zhì）見圖2—12b)， 凸模製造偏差取負 偏差，凹（āo）模取正（zhèng）偏差。其計算公式如下：

在同一工步中衝出（chū）製件兩個以上孔時，凹（āo）模型孔中心距 Ld按下式確定 ：

Ld＝ （ Lmin＋05△)±0.125△ (2—5)

式中Ｄd——落料凹模基（jī）本尺寸(mm)；

Ｄp——落料 凸（tū）模基本 尺寸(mm)；

Dmax——落料件最大極限尺寸(mm)；

dd——衝孔凹模（mó）基本尺寸(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 一工步 中凹模孔距基（jī）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（àn）IT7選用(mm)；

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

當製件公差為 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（jiě）：該（gāi）零件屬於（yú）無特殊要求的（de）一般衝孔、落料件。36由落（luò）料獲得，2—6及18由衝孔同時獲（huò）得。查表（biǎo） 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（jiān）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（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（mó）配合（hé）加工（gōng）

對於外形複雜或薄（báo）板（bǎn）工件的模具，為了保證衝裁凸 、凹模間有一定的（de）間隙值，必須采用配（pèi）合加工（gōng）。此方（fāng）法是（shì）先做好其中的一件（jiàn） ( 凸（tū）模或 凹（āo）模)作（zuò）為基（jī）準件，然後以此基準件的實際尺寸來配（pèi）加工另 一件，使它們之間保持一定的間隙。因（yīn）此，隻在基準件上標注尺寸和製造公（gōng）差，另一件隻標注公稱尺寸並注（zhù）明配（pèi）做所留的間隙值（zhí）。這樣δ p與δd就不（bú）再受間隙（xì）限製。根據經（jīng）驗，普通模具的製（zhì）造公差一般可取δ＝△／ 4(精密模具的（de）製（zhì）造公差可選幾μ)。這種方法不僅輕易保證（zhèng）凸 、凹模間隙值很小，而且還可放大基準件（jiàn）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，在一個 凸模或 凹模上會同時存在著三類不同磨損性質的尺寸，這時需要區別對待。

第一類：凸模或 凹模磨損會增大的尺寸：

第二類：凸模或 凹模磨（mó）損後會減小的尺寸（cùn）：

第三類：凸模或 凹模磨損後基本不變的尺寸。

其中尺（chǐ）寸的a、b、c對 凸模來 說是屬（shǔ）於第二類尺寸，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）於凹模來說屬於第二類尺寸；尺寸（cùn）e，對 凸（tū） 模（mó）和凹模來（lái）說都屬於第三類尺寸。下（xià）麵（miàn）分別討論凸模或 凹模這三類尺寸（cùn）的不同計（jì）算（suàn）方法。

複雜外形衝裁件的尺寸分類

對於落料凹（āo）模或衝孔凸模在 磨損後將（jiāng）會增（zēng）大的第一類尺寸，相當於簡單（dān）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 落料凹模在磨損後將會減（jiǎn）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（de）基本尺寸及製造公差的確定方（fāng）法 就與式(2—3)相同。

第二（èr）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（sān）類尺寸不必考慮磨損（sǔn）的影響，凸、凹（āo）模的基本尺寸按（àn）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)衝裁件的凸、凹模刃口尺（chǐ）寸及製造公差。

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（liào）凹模（mó）刃口尺寸及製造公差， 凸模刃（rèn）口尺寸由凹模的實際尺寸按間隙要求配作。

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計算如下（xià）：

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（mó）的基（jī）本（běn）尺（chǐ）寸與凹模相同，分別是 79.79mm、39.75mm、34.75mm、22.07mm、14.94mm。但不（bú）必標注公差注（zhù）明以 0.1～0.14mm雙麵間隙與落料凹模配作。

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