​五金衝壓件（jiàn）凸凹模具的間隙（xì）設計

刃口尺寸計算的基本原（yuán）則

衝裁件的尺寸精度主要決定（dìng）於模具刃口的尺寸精度，模（mó）具的（de）公道間隙值也要靠模具刃（rèn）口尺寸及製造精度（dù）來保證。正確確定模具刃口尺（chǐ）寸及（jí）其製（zhì）造公差，是設計衝（chōng）裁模主要 任務之一。從生產實踐中可以發現：

1．由於 凸 、凹模之間存在間隙，使落下 的料或衝（chōng）出 的孔（kǒng）都（dōu）帶有錐度（dù），且落料件的大端尺（chǐ）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（shǐ）用中，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．衝裁時（shí）， 凸 、凹模要與衝裁（cái）件或廢（fèi）物發生（shēng）摩（mó）擦， 凸模愈磨愈 小，凹模 愈磨愈 大，結果使間隙愈用愈大

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（kǒng）時孔的 尺寸由 凸 模尺寸決（jué）定。 故（gù）設計落料（liào）模時 ，以凹模為基準 ，間隙取在 凸模上 ；設計 衝孔模時 ，以 凸（tū）模為 基準（zhǔn），間隙取在凹模上。

2．考慮到衝裁中 凸 、凹模的磨損（sǔn），設計 落料（liào）模時 ，凹模基本尺寸應取尺寸公差範圍的較小尺寸；設計（jì）衝孔模時（shí），凸模基本 尺寸則應（yīng）取工件（jiàn）孔尺寸公差範圍內的較大尺寸。這樣，在 凸 、凹模磨（mó）損到一定程度的情況下，仍能（néng）衝出合格製件。 凸 、凹模間隙則取最小公道間隙值。

3．確定（dìng）衝模刃（rèn）口製造公差時，應考慮（lǜ）製件的（de）公差要求。假如對刃口精（jīng）度要求過高( 即製造公（gōng）差過小 )，會使模具製造困難，增加本錢（qián），延永生（shēng）產周期；假如對刃口（kǒu）精度要求過低(即製造公差過大 )，則生產出來的製件可（kě）能（néng）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。若製件沒有標注公差， 則對於 非 圓形件按國家標（biāo）準 “非配合尺寸的公差數值”IT14級處理（lǐ），衝模則可按IT11級製造；對於圓形件，一般可按IT7～ ６級（jí）製造 模具。衝壓件的尺寸公差應按“進體”原則（zé）標注為單向（xiàng）公差（chà），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（líng）。

刃口尺（chǐ）寸的（de）計算方法

由於模具（jù）加工方法（fǎ）不同（tóng），凸模與（yǔ） 凹模刃口部分尺寸的計算公式（shì）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 ) 凸模與凹模分開加工

采用這種方法，是指凸模和（hé）凹模分別按（àn）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(凸模（mó）δp、凹模δd)，它（tā）適用於圓形或簡單外（wài）形的（de）製件。為了保證初始間隙值小於最至公（gōng）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（zhì）造（zào） 的模具間隙已超過答（dá）應變動範圍 2cmin～2cmax。

下麵對落（luò）料和衝孔兩種情況分別進行討論。

a)落料b)衝孔

1．落（luò）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準。首先（xiān）確定凹模尺寸，使凹模基本尺寸（cùn）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（chǐ）寸為d＋△0根（gēn）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（jiē）近（jìn）或即是工件孔（kǒng）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（fèn）分配位（wèi）置見（jiàn）圖2—12b)， 凸（tū）模製造偏差取負 偏差，凹模取正偏差。其計算公式如下（xià）：

在同（tóng）一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——落料凹模基本尺寸(mm)；

Ｄp——落料 凸模基（jī）本 尺寸(mm)；

Dmax——落料（liào）件（jiàn）最大極限尺寸(mm)；

dd——衝孔（kǒng）凹（āo）模基本尺寸(mm)；

dp——衝孔 凸模基本 尺寸（cùn）(mm)；

dmin—— 衝孔件孔（kǒng）的（de） 最小極限尺寸(mm)；

Ld——同 一工步 中凹模（mó）孔距基本尺（chǐ）寸(mm)；

Lmin——製件孔距最小極限尺寸(mm)；

△——製件公差 (mm)；

2cmin—— 凸 、凹（āo）模最小初始雙麵間隙（xì）(mm)；

δp—— 凸（tū）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（shì）為了使（shǐ）衝裁（cái）件（jiàn）的實際尺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（liè）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（qǔ）x＝075

當製件公差為 IT14者，取x＝05。

表 2.3.1 係數x

解：該（gāi）零件屬於無特殊要求的一般衝（chōng）孔、落料件。36由落料獲得，2—6及18由衝孔同時獲得（dé）。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（qǔ）x＝0.75；36＋0.62為IT14級，取x＝0.5。

設凸 、凹模分別按（àn） IT6和IT7級（jí）加工製造，則

衝（chōng）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（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（zhī）有縮小δ p、δd，進（jìn）步製造（zào）精度（dù），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（pèi）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（zhí），必須采用配合加工（gōng）。此方法是先做好其中的一件（jiàn） ( 凸模或 凹模)作為基準件，然後以此基（jī）準件（jiàn）的實際尺寸來配加工另 一件，使它們（men）之間保持一定的間隙。因此，隻在基準件上標注尺寸和製造公差，另一（yī）件隻標注（zhù）公稱尺寸並注明配（pèi）做所留的間隙值。這（zhè）樣δ p與（yǔ）δd就（jiù）不再受間隙限製。根據經驗，普通模具的製造公差一般（bān）可取δ＝△／ 4(精（jīng）密模具的製造公差可選（xuǎn）幾μ)。這種（zhǒng）方法不僅輕易（yì）保證凸 、凹模間隙值很小，而且還可放大基準件的（de）製造公（gōng）差，使製造輕易（yì）。在計算複雜（zá）外形的凸 凹模工作部分的尺寸時 ，可以發現 凸 模（mó）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（zhè）時（shí）需要區別對待。

第一類：凸模或 凹（āo）模磨（mó）損會增大的（de）尺寸：

第二類：凸模或 凹模磨損後會減小的尺寸：

第三類：凸模或 凹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（shì）第一類尺寸；尺寸 d對於凸模來說 屬於第一類尺（chǐ）寸，對於凹模來說屬於第二類尺寸；尺（chǐ）寸（cùn）e，對 凸 模和凹模（mó）來說都屬於第三（sān）類尺（chǐ）寸。下麵分別討論凸模（mó）或（huò） 凹（āo）模（mó）這三類尺寸的不同計算方（fāng）法。

複雜外形衝裁件的尺寸分類（lèi）

對於落料凹模或衝孔凸模在 磨損後將會增大的第（dì）一類尺寸，相當於簡單（dān）外形（xíng）的落料（liào）凹模尺（chǐ）寸（cùn），所以（yǐ）它的基本尺寸及製（zhì）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（yú）衝（chōng）孔凸模或 落料凹模在磨損（sǔn）後將會減小的第二類（lèi）尺寸，相當於簡單外（wài）形的衝孔 凸（tū） 模尺寸，所以它的（de）基本尺寸及製造公差（chà）的確定方法 就（jiù）與式(2—3)相同。

第二類尺寸：Ｂj＝ （ Ｂmin＋x△)－0.25△ (2—7)

對於凸模或（huò）凹模在磨損後基本不變的第三類尺寸不必考慮磨損的影響（xiǎng），凸、凹模的基本尺寸按（àn）式 (2—5)計算（suàn）。

第（dì）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（rèn）口尺寸及製造（zào）公差。

解：該衝裁件屬（shǔ）落料件，選凹（āo）模為設計基準件，隻需計算落料凹模刃口尺寸及製造公差， 凸模（mó）刃口尺（chǐ）寸由凹模的實際尺寸按間（jiān）隙（xì）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）尺寸為 80mm，選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（de）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（āo） ＝ （ 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（cùn）與凹模相同，分別（bié）是 79.79mm、39.75mm、34.75mm、22.07mm、14.94mm。但不必標注（zhù）公差注明以 0.1～0.14mm雙麵間隙與落料凹模配作。

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