​五金衝壓件凸凹模（mó）具的間隙設計

刃口尺寸計算的基本原（yuán）則

衝裁件的尺寸精度主要決定於模具刃口的尺寸精度，模具的公道間隙值也要靠模具刃（rèn）口尺寸（cùn）及製造精度來保證。正確確定模具刃（rèn）口尺（chǐ）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現：

1．由於 凸 、凹模之（zhī）間存在間隙，使落下 的料或（huò）衝（chōng）出 的孔都帶有錐度（dù），且落（luò）料件的大端尺寸即是凹（āo）模尺寸，衝孔件的小（xiǎo）端尺寸 即是 凸 模尺寸。

2．在丈（zhàng）量與使用中，落料件是以大端尺寸（cùn）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（huò）廢（fèi）物發生摩擦， 凸模愈（yù）磨愈 小，凹模 愈（yù）磨愈 大，結果使間隙愈用愈大

由此在決定（dìng）模具刃口尺寸及其製造公差時需（xū）考慮下述原則：

1．落料件尺寸由凹模尺寸決定， 衝孔時孔的（de） 尺寸由 凸 模尺寸決定。 故設計落（luò）料（liào）模時（shí） ，以凹模為基（jī）準 ，間隙取在 凸模（mó）上 ；設計 衝孔模時 ，以 凸模為 基準，間隙取在凹（āo）模上。

2．考慮到衝（chōng）裁（cái）中 凸 、凹模的磨損（sǔn），設（shè）計 落料模時 ，凹模基本尺寸應取尺寸公差範圍的較小尺寸；設計衝孔模時，凸模基本 尺寸則應取工件（jiàn）孔尺寸公差範（fàn）圍內（nèi）的較大尺寸。這樣，在 凸 、凹模磨損到一定程度的情況下，仍能（néng）衝出合格製件。 凸 、凹（āo）模間隙則取最小公道間隙值（zhí）。

3．確定衝模刃口製（zhì）造公差時，應（yīng）考慮製件的公差要求（qiú）。假如對刃口精度要求（qiú）過高( 即製造公差過小 )，會使模具製造困難，增加本（běn）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 )，則生產出來的製件可能分歧格，會使模（mó）具的壽命降低。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， 則對於 非 圓形件按國家標準 “非配合（hé）尺（chǐ）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）般可按IT7～ ６級（jí）製造 模具。衝壓件的尺寸公差應按“進體（tǐ）”原則標注為單向（xiàng）公差，落料件上偏差為零（líng），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

由於模具（jù）加工方（fāng）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（de）標（biāo）注也不同，刃（rèn）口尺（chǐ）寸的計（jì）算方法可（kě）分為二種情（qíng）況。

( 一 ) 凸模與凹模分開加工（gōng）

采用這（zhè）種方法，是指凸模和凹模分別按圖（tú）紙加工至尺寸。要分別標注凸模和凹模（mó）刃口尺寸與製造公差(凸模（mó）δp、凹模δd)，它適用於圓形或簡單外形的製件（jiàn）。為了保證初始間隙值小於最至（zhì）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（zào） 的模具間隙已超過答應變動範圍 2cmin～2cmax。

下麵對落料和衝孔兩種情況分別進行討（tǎo）論。

a)落料（liào）b)衝孔

1．落料：

設工（gōng）件的尺寸（cùn）為D０－△，根據計算原（yuán）則，落料時以凹模為設計（jì）基準。首先確定凹模尺寸，使凹模基本（běn）尺寸接近或即是製件輪廓的最小極限尺寸，再（zài）減小凸 模尺寸以保證最小公道間隙值 2cmin。各（gè）部分分配位置見（jiàn）圖（tú）2.3.1(a)。其計算（suàn）公（gōng）式如下：

Dd＝（Ｄmax－x△）＋δd0  （2—1)

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

2.衝孔（kǒng）：

設衝孔尺寸為d＋△0根據以上原則，衝孔時以 凸模設計 為基準，首先確定凸（tū）模（mó）刃口尺寸，使（shǐ）凸模基本 尺寸接（jiē）近或即是工件孔的最大極限尺寸，再增大凹模尺（chǐ）寸以保證（zhèng）最小公道間隙 2cmin。各部分分配位置見圖2—12b)， 凸（tū）模製造偏差取負 偏差，凹模（mó）取正偏差。其計算公式如下：

在同一工步中衝出製件兩個以上（shàng）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（liào）凹模基本尺寸(mm)；

Ｄp——落料 凸模基本 尺寸（cùn）(mm)；

Dmax——落料件最大極限尺寸（cùn）(mm)；

dd——衝孔（kǒng）凹模基本尺寸（cùn）(mm)；

dp——衝孔 凸模基本 尺寸（cùn）(mm)；

dmin—— 衝孔件孔的 最小極（jí）限尺寸(mm)；

Ld——同（tóng） 一工步 中（zhōng）凹模孔距（jù）基本尺寸(mm)；

Lmin——製件孔（kǒng）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（piān）差，可按IT6選用(mm)；

δd——凹模上偏差，可按IT7選（xuǎn）用(mm)；

x——係數，是為（wéi）了使衝（chōng）裁件的實際尺寸盡量接近衝裁件公差帶的中間尺寸，與工件製造精（jīng）度有關 ，可查表 2.3.1或按下列關（guān）係取值：

當製件公差為（wéi） IT10以上，取（qǔ）x＝１

當製件公（gōng）差（chà）為 IT11～ １３ ，取x＝075

當（dāng）製件公差為 IT14者，取x＝05。

表 2.3.1 係數x

解：該零件屬於無特殊要求的一般衝孔、落料件。36由落料（liào）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

由公差表（biǎo）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IT7級（jí）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（hé）｜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，隻有縮小δ p、δd，進步（bù）製造精度，才能保證（zhèng）間隙在公道（dào）範圍內，此時（shí）可（kě）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（gōng）

對於外形複雜或（huò）薄（báo）板工件的模具，為了保證衝裁凸 、凹模間有一定的間隙值，必（bì）須采用配合加工。此方法（fǎ）是先做好其中的一件 ( 凸模或 凹模)作為基準件，然後以此基準件的實際尺寸來配加工另 一（yī）件，使它們之間保持一定的（de）間隙。因此，隻在基準件（jiàn）上標注尺寸和（hé）製造公差，另一件隻標注公稱尺寸並注明配（pèi）做（zuò）所留的間隙值。這樣δ p與δd就不再受（shòu）間隙限製。根據經驗，普通模（mó）具的製（zhì）造公差一（yī）般可取δ＝△／ 4(精密模具的製造公差可選幾μ)。這（zhè）種（zhǒng）方法不僅輕易保證凸（tū） 、凹模間隙值很小，而（ér）且還可放大基準件的製造公差，使（shǐ）製（zhì）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（tū） 模和凹模磨損後，在一個 凸模或 凹模上會同時存（cún）在著三類不同磨損（sǔn）性質的尺寸，這時（shí）需要（yào）區別對待。

第一類：凸（tū）模或 凹（āo）模磨損會增大的尺寸：

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（yú）凹模來說則是第（dì）一類尺寸；尺寸 d對於凸模來說 屬於（yú）第一類尺寸，對於（yú）凹模來說屬於第二（èr）類尺寸；尺寸e，對 凸 模和凹模來說都屬於第三類（lèi）尺（chǐ）寸。下（xià）麵分別討論凸模或 凹模這三類尺寸（cùn）的不同計算方法（fǎ）。

複雜外形衝裁件的尺寸分類

對於落料凹模或衝孔凸模（mó）在 磨損後將會增大的第一類尺寸，相當於簡單外（wài）形的落料凹模尺寸，所以它的基本尺寸及製造公差（chà）的確定方法 就與式 (2—1)相同（tóng）。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（hòu）將（jiāng）會減小的第二類尺寸，相當於簡單外形的衝孔 凸 模（mó）尺寸，所以它的基（jī）本尺寸及製（zhì）造公差（chà）的確定方法 就與式(2—3)相同（tóng）。

第二類（lèi）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類尺寸不必考慮磨損的影響，凸、凹模的基本尺寸按式 (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、凹模刃口尺寸及製造公差。

解：該衝裁件屬落料件，選凹模為設計基準件，隻需計（jì）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際尺寸按（àn）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（chǐ）寸均選x＝0.75。落（luò）料凹模的基本（běn）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 ＝ （ 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（liào）凹模配（pèi）作。

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