​五金（jīn）衝壓件凸凹模具的（de）間隙設計

刃口（kǒu）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（kǒu）的尺寸精度，模具（jù）的公道間隙值也（yě）要靠模具刃口尺寸及製造精度來保證。正確確定模具刃口尺寸及（jí）其製造公差，是設計衝裁模（mó）主要 任務之一。從（cóng）生產實（shí）踐中可（kě）以發現：

1．由於 凸 、凹模之間存在間（jiān）隙，使落下 的料或衝出 的孔都帶（dài）有錐度，且落料件的大端尺寸即是凹模尺寸，衝孔件的（de）小端尺寸（cùn） 即（jí）是（shì） 凸 模尺（chǐ）寸。

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

3．衝裁時， 凸 、凹模要（yào）與衝裁件或廢物發生（shēng）摩擦， 凸模愈磨愈 小，凹模 愈磨愈 大，結果（guǒ）使間隙（xì）愈用愈大

由此在決定模具刃（rèn）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， 衝孔時孔的 尺寸由 凸 模尺寸決定。 故設計落料模時 ，以凹模為基準 ，間隙取在 凸模上（shàng） ；設計 衝孔模時 ，以（yǐ） 凸模（mó）為 基準，間隙取在凹模上。

2．考慮到（dào）衝裁中 凸 、凹模的（de）磨損，設計 落料模時 ，凹模（mó）基本（běn）尺（chǐ）寸應取尺寸公差範圍的較小尺寸；設計衝孔模時，凸模基本 尺寸（cùn）則應取工件孔尺寸公差範圍（wéi）內的（de）較大尺寸（cùn）。這樣，在 凸 、凹模磨損到一定程度的情況下，仍能衝出合格製件。 凸 、凹模間隙則取最小公（gōng）道間隙值。

3．確定衝模刃口製造（zào）公差時，應考（kǎo）慮製件的公差要求。假如對刃口精度要求過高( 即製造公差過小 )，會使（shǐ）模具製造困難，增加（jiā）本（běn）錢，延永生產周期（qī）；假如對刃口精度要求過（guò）低(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（jiàng）低。製件精度與模具製造精度的（de）關係見表 2—1。若製件（jiàn）沒有標注公差， 則對（duì）於 非 圓（yuán）形件按國（guó）家標準 “非（fēi）配合尺寸的公差數值”IT14級（jí）處理（lǐ），衝模則可按（àn）IT11級製造；對於圓形件，一般可按IT7～ ６級製造 模具。衝壓（yā）件的（de）尺寸公（gōng）差應按“進體”原則標注（zhù）為單向公（gōng）差，落（luò）料件上偏差為零，下偏（piān）差為負（fù）；衝孔件上偏差為正，下偏差為零。

刃口尺寸的計算方法

由於模具加工方（fāng）法不（bú）同（tóng），凸模（mó）與 凹模刃口部（bù）分尺寸的計算公式與製造公差的標注也不同，刃口尺寸（cùn）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，是指凸模和凹模分別按圖（tú）紙加工（gōng）至尺寸。要分別標注凸模和凹模（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外形的製件。為了保證初始間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δp＝0.4(2cmax－2cmin)

δd＝0.6(2cmax－2cmin)

也就（jiù）是說，新製造的模具應該（gāi）是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否則製（zhì）造 的模（mó）具間隙已超過答應變（biàn）動範（fàn）圍 2cmin～2cmax。

下麵（miàn）對落料和衝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（de）尺寸（cùn）為D０－△，根據計算原則（zé），落料時以凹（āo）模為（wéi）設計基準。首（shǒu）先確定凹模（mó）尺（chǐ）寸，使凹模基本尺寸接近或（huò）即（jí）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（bù）分分配（pèi）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根據以上原則，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（mó）基本 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。各部分分配位置見圖2—12b)， 凸模製造偏差取負 偏（piān）差（chà），凹（āo）模取正偏差。其計算公式如下：

在同一（yī）工步中衝出製件兩（liǎng）個以上孔（kǒng）時，凹模型孔中心距 Ld按下式（shì）確定 ：

Ld＝ （ Lmin＋05△)±0.125△ (2—5)

式中Ｄd——落料凹（āo）模基本（běn）尺寸(mm)；

Ｄp——落料（liào） 凸模（mó）基本 尺寸(mm)；

Dmax——落料件最大極限（xiàn）尺寸(mm)；

dd——衝（chōng）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（xiàn）尺寸(mm)；

Ld——同 一工步 中凹模孔距基本尺寸(mm)；

Lmin——製件孔（kǒng）距（jù）最小極限尺寸(mm)；

△——製件公差 (mm)；

2cmin—— 凸 、凹模（mó）最小初始雙麵間隙(mm)；

δp—— 凸模下 偏差，可（kě）按IT6選用(mm)；

δd——凹模上偏差，可按IT7選用(mm)；

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

當製件公差（chà）為 IT10以上，取x＝１

當製（zhì）件公（gōng）差為 IT11～ １３ ，取x＝075

當製（zhì）件公差為 IT14者，取x＝05。

表 2.3.1 係數x

解：該零（líng）件屬於無特殊要求的（de）一般衝孔、落料件（jiàn）。36由落料獲得，2—6及18由（yóu）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（fèn）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（zú）間隙公差條件（jiàn）)

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（hé） 0.016＋0.025＝０.04＞0.02

由此可（kě）知，隻有縮小δ p、δd，進步製造（zào）精度，才能保證間隙（xì）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) 凸模和凹模配合加工

對於外形複雜（zá）或薄板工件的模（mó）具，為了保證衝裁（cái）凸 、凹模間有一（yī）定的間隙值，必須采用配合加工。此方法是先做好其中的一件 ( 凸模（mó）或 凹模)作為基準（zhǔn）件（jiàn），然後以此基準件的實際尺寸（cùn）來配加工另 一件，使它們之間保持一定的間隙。因此，隻在基（jī）準件上標注尺寸和製造公差，另一件隻標注公（gōng）稱尺寸（cùn）並注明配做所（suǒ）留的間隙值。這樣δ p與δd就不再受間隙限製。根據經驗，普通模具的製造公差一（yī）般可取δ＝△／ 4(精密（mì）模具的（de）製造公差可選幾μ)。這（zhè）種方法不僅（jǐn）輕易保證凸 、凹模間隙值很小，而且還可放（fàng）大基準件的製造公差，使製造輕易。在計算複雜外（wài）形的凸 凹模工作部分的（de）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（xìng）質的尺寸，這（zhè）時需要區別對待。

第一（yī）類（lèi）：凸模或 凹模磨損會（huì）增大的尺寸：

第二類：凸模或（huò） 凹模磨損後會（huì）減小的尺寸：

第三類：凸模或 凹模磨損（sǔn）後基本不變的尺寸。

其中尺寸的a、b、c對 凸模來 說是屬於（yú）第（dì）二類尺寸，對於凹模（mó）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，對於凹模來說（shuō）屬於第二類尺寸；尺寸e，對 凸 模和凹模來說都屬於（yú）第三類尺寸。下麵分別討論凸模或 凹模這三類尺寸的不同計算方法。

複雜外形衝裁件的尺寸分類

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

對於衝孔凸模或 落料（liào）凹模在磨（mó）損後（hòu）將（jiāng）會減小的第二類尺寸（cùn），相（xiàng）當（dāng）於簡單外形的衝孔 凸 模尺寸，所以它（tā）的（de）基本尺寸及製（zhì）造公差的確定方法 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）的第三類尺寸不必（bì）考（kǎo）慮磨損的影（yǐng）響，凸、凹模的基本（běn）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)衝裁件的凸、凹模（mó）刃口尺寸及製造公差。

解：該衝裁件屬落料件，選（xuǎn）凹模為設計（jì）基準件，隻需計算落料凹模（mó）刃（rèn）口尺寸及製（zhì）造公差， 凸模刃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（yóu）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。落料凹模的基本尺寸計算如下：

a凹 ＝（８０－0.5×0.42） ＋ 0.25×0.42 mm＝79.79 ＋ 0.105mm

b凹 ＝ （ 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（āo） ＝ （ 15－0.12＋0.5×0.12)±1／８×0.12mm＝14.94±0.015mm

落料凸模的基（jī）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（mó）實際尺寸（cùn）配件，保證雙麵間隙值為 0.10 ～ 0.14mm