五金衝壓件凸凹模具的（de）間（jiān）隙（xì）設計（jì）

刃口尺寸計算的基本原則

衝裁件的尺寸精度主要決定於模具刃口的尺（chǐ）寸精度，模具（jù）的公道間隙值也要靠（kào）模具刃口尺（chǐ）寸及製造精度來保（bǎo）證。正確確定模具刃口（kǒu）尺寸及其製造公差，是設計衝裁模主要 任務之一。從生產實踐中可以發（fā）現：

1．由於 凸 、凹模之間存在間隙，使落下 的（de）料或（huò）衝出 的孔（kǒng）都帶有錐度，且落（luò）料件的（de）大（dà）端尺寸即是凹模尺寸，衝孔件的小端尺寸 即是 凸 模尺（chǐ）寸。

2．在丈量與使用中，落料件是以大端（duān）尺（chǐ）寸為基準，衝孔孔徑是 以小端尺寸 為基準。

3．衝裁時， 凸 、凹模要與衝裁件（jiàn）或廢物發生摩擦， 凸模愈磨（mó）愈 小，凹模 愈（yù）磨愈 大，結果使間隙愈用愈大

由此在決定模具刃口尺寸（cùn）及其製造公差（chà）時需考慮下述原（yuán）則：

1．落料件尺寸由凹模尺寸決定， 衝孔（kǒng）時孔的 尺寸由 凸（tū） 模尺寸決定。 故設計落料模（mó）時 ，以凹模為基準 ，間（jiān）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（āo）模的磨損（sǔn），設計 落料模時（shí） ，凹模基（jī）本尺寸應取尺寸公差範圍的較小尺寸；設計衝孔模時，凸模（mó）基本 尺寸則應取工件孔尺寸公差範圍內（nèi）的較大（dà）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（gé）製件。 凸 、凹（āo）模（mó）間隙則取最小公道間隙值。

3．確（què）定衝模刃口製造公差時，應考慮（lǜ）製件的公差要求。假如（rú）對刃口精度要（yào）求（qiú）過高( 即製造公差過小 )，會使模具製造困（kùn）難，增加本錢，延永（yǒng）生產周（zhōu）期；假如對刃口精度要（yào）求過低(即製造公差過大 )，則生產出來的（de）製件可能分歧格，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。若製件（jiàn）沒有標注公差（chà）， 則對於 非 圓形件按國家標準 “非配合尺寸的公差數值”IT14級處理，衝模則可按IT11級製造（zào）；對（duì）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”原則標注為單向公差，落料件上（shàng）偏差為零，下偏差為負；衝孔件上偏差為正，下（xià）偏差為（wéi）零。

刃（rèn）口尺寸的計算方（fāng）法（fǎ）

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

( 一 ) 凸模與凹模分開加工（gōng）

采用這種方法，是指凸模和凹模分別按圖紙加工至尺寸。要分別標注凸（tū）模和凹模刃口（kǒu）尺寸與製造公差（chà）(凸模（mó）δp、凹模δd)，它適用於圓形或簡單外形的（de）製（zhì）件。為了保證初始間隙值小（xiǎo）於最至公道間隙2cmax，必須（xū）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，新製造的模具應該是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否則製造 的模具間隙已超（chāo）過答應變動範圍 2cmin～2cmax。

下麵對落料和衝（chōng）孔兩種情況分別進行討論。

a)落料b)衝孔

1．落料（liào）：

設工件的尺寸為D０－△，根據（jù）計算原則，落料時以凹（āo）模為設計基準。首先確定凹模尺（chǐ）寸（cùn），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（mó）尺寸以保證最小公道間隙值（zhí） 2cmin。各部分分（fèn）配位置見圖2.3.1(a)。其計（jì）算公式如（rú）下（xià）：

Dd＝（Ｄmax－x△）＋δd0  （2—1)

Dp＝ （Ｄd－2cmin)－δp＝（Ｄmax－x△－2cmin)－δp （ ２—2)

2.衝孔（kǒng）：

設（shè）衝孔尺寸為d＋△0根據以上（shàng）原則，衝孔時以 凸模設計（jì） 為（wéi）基（jī）準，首先確定凸模刃口尺寸，使凸模基本（běn） 尺寸接近或即是工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（wèi）置見圖2—12b)， 凸模製造偏差取負（fù） 偏差，凹模取正（zhèng）偏差。其計算公式如下：

在同一工步中衝出製件兩個以上孔時，凹模型孔中（zhōng）心距 Ld按（àn）下式確（què）定（dìng） ：

Ld＝ （ Lmin＋05△)±0.125△ (2—5)

式中Ｄd——落料凹模基本尺寸（cùn）(mm)；

Ｄp——落料 凸模基（jī）本 尺寸(mm)；

Dmax——落料件（jiàn）最大極限尺寸(mm)；

dd——衝孔（kǒng）凹模基本尺寸(mm)；

dp——衝孔 凸模基（jī）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(mm)；

Lmin——製件孔距最小極限尺寸（cùn）(mm)；

△——製件公差（chà） (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（chà），可（kě）按IT7選用(mm)；

x——係數，是（shì）為了使衝裁件的實（shí）際尺寸盡量（liàng）接近衝裁（cái）件（jiàn）公差帶的中間尺寸，與工件（jiàn）製造精度有關 ，可查表 2.3.1或按下列關（guān）係取值：

當製件公差為 IT10以上，取x＝１

當製件公差為（wéi） 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（tè）殊要求的一般衝孔、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：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（zhì）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（gōng）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（luò）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δ p、δd，進步製造精度，才能保證（zhèng）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（mó）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（dìng）的間隙值，必須采用（yòng）配合加工（gōng）。此方法是先做好其中的一件（jiàn） ( 凸模或 凹模)作為基準件，然後（hòu）以此基準件（jiàn）的（de）實際尺（chǐ）寸來配加工另 一件，使它們之（zhī）間保持一定的間隙。因此，隻在基準件上標注尺寸和（hé）製造公差，另一件隻標注公（gōng）稱尺寸並注明配做所留的間隙值。這（zhè）樣δ p與δd就不再（zài）受間隙限製。根據經驗，普通模（mó）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差，使製造輕易。在計（jì）算複雜外形（xíng）的凸 凹模（mó）工作部分的（de）尺寸時 ，可以發現 凸 模和（hé）凹模磨（mó）損後，在一（yī）個（gè） 凸模或 凹模上會同時存在著三類不同磨損性（xìng）質的尺（chǐ）寸，這時需要區別對待。

第一類：凸模或 凹模磨損會增（zēng）大（dà）的尺寸：

第二類：凸模或 凹模磨損後會減小的尺寸：

第三類（lèi）：凸模或 凹（āo）模磨損後基本不變的尺寸。

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（lèi）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（cùn）；尺寸e，對 凸 模和凹模來（lái）說都屬於第三類（lèi）尺寸（cùn）。下麵分別討論凸模或 凹模這三（sān）類（lèi）尺寸的不同計算方法。

複雜外形（xíng）衝裁件的尺寸分類

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

對（duì）於衝孔（kǒng）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（wài）形的衝孔 凸（tū） 模尺寸，所以它的基本尺（chǐ）寸及製造公差的確（què）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（běn）不（bú）變的（de）第（dì）三類尺寸不必考慮磨損的影響，凸、凹模的基本尺寸按（àn）式 (2—5)計算。

第三類尺寸： Cj=(Cmin＋0.5△)±0.125△(2—8)

當（dāng）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（liào）為 10號鋼)衝裁件的凸、凹模刃口尺寸及製造公差。

解：該衝（chōng）裁件屬落料件，選凹模為設計基準件，隻（zhī）需計算落料凹模刃口尺寸及製造公差， 凸模刃口尺寸由凹模的實（shí）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；其餘尺寸均選x＝0.75。落料凹（āo）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（āo） ＝(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（xiàng）同，分別是 79.79mm、39.75mm、34.75mm、22.07mm、14.94mm。但不（bú）必標注公差注明以 0.1～0.14mm雙（shuāng）麵間隙與（yǔ）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（chǐ）寸配件，保證雙麵（miàn）間隙值為（wéi） 0.10 ～ 0.14mm