​五金衝壓件凸凹模（mó）具（jù）的間隙設計

刃口尺寸計算的基本原則

衝裁件的尺寸精度主要決（jué）定於模具刃口的尺寸精度，模具的公（gōng）道間隙值也（yě）要靠模具刃口尺寸及製造精度來保證（zhèng）。正確確定模具刃口尺寸及其製造公差，是設計（jì）衝裁模主要 任務之一。從生產實（shí）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．在丈量與使用中，落料件是以大端尺寸為基準，衝孔（kǒng）孔徑是 以（yǐ）小端尺寸 為基準。

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

由此在決定模具刃口尺寸及其製造公差時需考慮下述原則：

1．落料件尺寸由凹模尺寸決定， 衝孔時（shí）孔的 尺（chǐ）寸由（yóu） 凸 模尺寸決（jué）定。 故設計落料模時 ，以凹模為基準 ，間隙取在 凸模上 ；設計（jì） 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（mó）的磨損，設計 落料（liào）模時 ，凹（āo）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 尺寸則應取工件孔尺寸公（gōng）差範圍內的較（jiào）大尺寸。這樣，在 凸 、凹模磨損到一定程度的情況下，仍能衝出合格製（zhì）件。 凸 、凹模（mó）間（jiān）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（yào）求。假（jiǎ）如對刃口精度要求過高( 即（jí）製造公差過小 )，會使模具製造困難（nán），增（zēng）加本錢，延永生產周期；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（jiàn）可（kě）能分歧格，會使（shǐ）模具的壽命降低。製（zhì）件精度與模具製造精度的關係見表 2—1。若製件沒有標注（zhù）公差， 則（zé）對於 非（fēi） 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（kě）按IT7～ ６級製造 模具。衝（chōng）壓件的（de）尺（chǐ）寸公差應按“進體”原（yuán）則標（biāo）注為單向（xiàng）公差，落料件上偏（piān）差為零，下偏差為負；衝孔件上偏差為正，下偏差為零。

刃口尺（chǐ）寸的計算方法

由於模具加工方法不同，凸模與 凹（āo）模（mó）刃（rèn）口部分尺寸的計算公（gōng）式與製造公差的標注也不同，刃口（kǒu）尺寸的計算方法可分為二種情況。

( 一 ) 凸模與凹模分開加工

采用這種方法，是指（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（zhì）造公差(凸（tū）模δp、凹模δd)，它適用於圓形或簡單外形的製件（jiàn）。為了保（bǎo）證初（chū）始間隙值小於最至（zhì）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（yě）就是說，新（xīn）製造（zào）的模具應該是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否則製造 的模具間隙已（yǐ）超過答應變動範圍 2cmin～2cmax。

下麵對落料（liào）和衝孔兩種情（qíng）況分別進行討論。

a)落（luò）料（liào）b)衝孔

1．落料：

設工件的尺寸為D０－△，根據計算（suàn）原則，落料時以凹模為設計基準。首先（xiān）確定凹模尺寸，使凹模基本尺寸接近或即是製件輪廓的最小極限尺寸，再減小凸 模尺寸以保（bǎo）證最（zuì）小公道間隙值 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（kǒng）尺寸為d＋△0根（gēn）據以上原則（zé），衝孔時以 凸模設計 為基準，首（shǒu）先確定凸模刃口尺寸，使凸模基本 尺寸接近或即是工件孔的最大極限尺（chǐ）寸，再增大凹模尺寸以保證最小公道間隙 2cmin。各（gè）部分分配位置見圖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（shàng）孔時，凹模（mó）型（xíng）孔中心距 Ld按下式確定 ：

Ld＝ （ Lmin＋05△)±0.125△ (2—5)

式中（zhōng）Ｄd——落料（liào）凹模基本尺寸（cùn）(mm)；

Ｄp——落料（liào） 凸模基本 尺寸(mm)；

Dmax——落料件最大極限尺寸(mm)；

dd——衝孔凹模基本尺寸(mm)；

dp——衝孔 凸模基本 尺寸(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（cùn）(mm)；

Lmin——製件孔距最小極限尺寸（cùn）(mm)；

△——製件公差 (mm)；

2cmin—— 凸 、凹模最小初（chū）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（wéi）了使衝裁件的（de）實際尺寸盡量接（jiē）近衝裁件公（gōng）差帶的中間尺寸，與工件製造精度有關 ，可查表 2.3.1或按下列關係取值：

當（dāng）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：該零件屬（shǔ）於無特殊要求的一般（bān）衝孔、落料件。36由落料獲得，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（chà）表查得（dé）：6＋0.12為IT12級，取（qǔ）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（zhī）有縮小δ p、δd，進步製造精度，才能保證間隙在公道範圍（wéi）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（jiā）工

對於外形（xíng）複（fù）雜或薄板工件的模具，為了保證衝裁凸 、凹（āo）模間有一定的間隙（xì）值，必須采用配合加工。此方法是先做好其中的一件 ( 凸模或 凹模)作為基準件，然後以（yǐ）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（cǐ），隻在基準件上（shàng）標注尺寸和製造公差，另一件隻標注（zhù）公稱尺寸並注明配做所留的間隙值（zhí）。這樣（yàng）δ p與δd就不再受間隙限製（zhì）。根據經驗，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（xuǎn）幾μ)。這種方法不僅輕易保證凸 、凹模間隙值很小，而且還可放大基準件的製造公（gōng）差，使製造輕易。在計算複雜外形（xíng）的凸（tū） 凹模工作部分的尺寸時 ，可以發現 凸（tū） 模和凹模磨損後，在一個 凸模或 凹模上會同（tóng）時存在著三（sān）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（dì）二類：凸模或 凹模（mó）磨損後會減（jiǎn）小的尺寸：

第三類（lèi）：凸模或 凹模磨損後基本不（bú）變的尺寸。

其中尺（chǐ）寸的a、b、c對 凸模（mó）來 說是屬於第（dì）二類尺寸，對於凹模來說則是第（dì）一（yī）類尺寸；尺寸 d對於凸（tū）模來說 屬於第一類（lèi）尺寸，對於凹（āo）模來說屬於第二類尺（chǐ）寸；尺寸e，對 凸 模和凹模來說都屬於第三類尺寸（cùn）。下麵分別討論凸模或 凹模這三類尺（chǐ）寸的不同計算方法。

複（fù）雜外形衝裁（cái）件的尺寸分類

對於落料凹模或衝孔凸模在 磨損後將會增大的（de）第一類尺寸，相當於簡單外形的落料凹模尺寸，所以它的基本尺寸及（jí）製造公差的確定方法 就與式 (2—1)相同。第一類（lèi）尺寸： Aj＝ （ Ａmax－x△)＋0.25△ (2—6)

對於（yú）衝孔凸模或 落料凹模在磨損後將會（huì）減小的第二類尺寸，相當於簡（jiǎn）單（dān）外形的衝孔（kǒng） 凸 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—3)相同。

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

對於凸模或（huò）凹（āo）模在磨損（sǔn）後基本不（bú）變的（de）第三類尺寸不必考慮磨損的影（yǐng）響，凸、凹模的基本尺寸按式 (2—5)計（jì）算（suàn）。

第三類（lèi）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（de）凸、凹模刃口尺寸及製造公差。

解：該衝裁（cái）件屬落料件，選凹模為設計基準件，隻（zhī）需計算（suàn）落料凹模刃口尺寸及製造公差， 凸模刃（rèn）口尺寸由（yóu）凹模（mó）的實際尺寸按間（jiān）隙要求（qiú）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；其餘尺寸均選（xuǎn）x＝0.75。落料凹模的基本尺寸計算如（rú）下：

a凹（āo） ＝（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（luò）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（yǔ）落料凹（āo）模配作。

a)落料凹模（mó）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