​​五金衝壓（yā）件凸（tū）凹模具（jù）的（de）間隙設計

刃口尺寸計算的基本（běn）原（yuán）則

衝裁件的尺（chǐ）寸精度主要決定於模具刃（rèn）口的尺寸精度，模具的（de）公道間隙（xì）值（zhí）也要（yào）靠模具刃口（kǒu）尺寸及（jí）製（zhì）造（zào）精度來保證。正確確定模具（jù）刃口尺寸及其（qí）製造公差，是設計衝裁（cái）模主要（yào） 任務之一。從生產實踐（jiàn）中（zhōng）可以發現：

1．由於 凸 、凹（āo）模之間存在（zài）間隙，使（shǐ）落下 的料（liào）或衝出 的孔都帶有錐度，且落料件的大端尺寸即是凹模尺寸，衝孔件的小端尺寸（cùn） 即是 凸 模（mó）尺寸。

2．在丈量與使用（yòng）中，落料件是（shì）以大端（duān）尺寸為（wéi）基準，衝孔孔徑（jìng）是 以小端尺寸 為基準。

3．衝（chōng）裁時， 凸 、凹模要與衝裁件或廢物發生摩擦， 凸模愈磨愈 小，凹模 愈磨愈 大，結果使（shǐ）間隙愈用愈大

由此在決定模具刃口尺寸及其製造公差時（shí）需考慮下述原（yuán）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（luò）料模時（shí） ，以凹模為基準 ，間隙取在 凸模（mó）上 ；設計 衝孔模時 ，以 凸模為 基準，間隙取在凹模上。

2．考（kǎo）慮到衝裁中 凸 、凹模的磨損，設計 落料模時 ，凹模基本尺寸應取尺寸公差範圍的（de）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差範圍內（nèi）的較大尺寸。這樣，在 凸 、凹模磨損（sǔn）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道間隙（xì）值（zhí）。

3．確定衝模刃口製造公差時，應考慮（lǜ）製件的公差要求。假如對刃口精度要求過高（gāo）( 即製（zhì）造公差過小 )，會使模（mó）具製造困難，增加本錢，延永生產周期；假如對刃口精度要求過低(即製造公差過大 )，則生產出來的製件可能分歧格，會使模具的壽命降低。製件精度與模具製造精（jīng）度的（de）關（guān）係見表 2—1。若製件沒有標注公差（chà）， 則對（duì）於（yú） 非（fēi） 圓形件按（àn）國家標準 “非配合尺（chǐ）寸的公（gōng）差數值”IT14級處理，衝模則可按（àn）IT11級製造；對於圓形（xíng）件，一般可按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（piān）差為負；衝孔（kǒng）件上偏差為正（zhèng），下偏差為零。

刃口尺寸的計算（suàn）方法

由於模具加工方法不同，凸模與 凹（āo）模刃口部分尺寸的計算公（gōng）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（fèn）開（kāi）加（jiā）工

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（biāo）注凸模和凹模刃（rèn）口尺（chǐ）寸與製造公差(凸模δp、凹模δd)，它適用（yòng）於圓形或簡單外形的製件。為了保證初始間隙值小於最（zuì）至（zhì）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（yě）就是說，新製造的模具應該是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否則製造 的（de）模具間隙已超過答應變（biàn）動範圍 2cmin～2cmax。

下麵（miàn）對落料和衝孔兩種（zhǒng）情況分別進行討論。

a)落料（liào）b)衝孔

1．落料：

設工件的（de）尺寸為D０－△，根（gēn）據計算原則，落料時以凹模為（wéi）設計基準。首先確定（dìng）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（xiǎo）凸 模尺寸（cùn）以保（bǎo）證最小公道間隙（xì）值 2cmin。各部分分配位置見（jiàn）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：

設衝孔尺寸為d＋△0根據以上原則，衝孔時以 凸模設（shè）計 為基準，首先確定凸模刃口尺寸，使凸模基本 尺（chǐ）寸接（jiē）近或（huò）即是工件孔的最大極（jí）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 偏差，凹模取正偏差。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——落料凹模基本尺寸(mm)；

Ｄp——落料 凸模基本 尺寸(mm)；

Dmax——落料件最大極（jí）限尺寸(mm)；

dd——衝孔（kǒng）凹模基本尺寸(mm)；

dp——衝孔 凸模（mó）基本 尺寸(mm)；

dmin—— 衝（chōng）孔件孔的 最小極限尺寸(mm)；

Ld——同 一工步 中凹（āo）模孔距基本尺寸（cùn）(mm)；

Lmin——製件孔距（jù）最小極限尺寸(mm)；

△——製件公差 (mm)；

2cmin—— 凸 、凹模最（zuì）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，可按IT7選用(mm)；

x——係數，是為了使衝（chōng）裁件的實際尺寸盡（jìn）量接近衝裁件（jiàn）公差帶（dài）的中（zhōng）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（gōng）差為 IT10以上，取x＝１

當製件公差（chà）為 IT11～ １３ ，取x＝075

當（dāng）製件公（gōng）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（de）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 IT6和IT7級加工製造（zào），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（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（cǐ）可知，隻有縮小δ p、δd，進步製造精度，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，必須采用配合加工。此方法（fǎ）是先做好（hǎo）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（jì）尺寸來配加工另 一件，使它們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，另一件隻標（biāo）注公稱尺寸並注明配做（zuò）所留的間隙值。這（zhè）樣δ p與δd就不再受間隙限製。根據經驗，普（pǔ）通模具的製造公差一般可取δ＝△／ 4(精密（mì）模具的製（zhì）造公差可選幾（jǐ）μ)。這種方法不僅輕易保證凸 、凹模間隙值很（hěn）小，而且還（hái）可（kě）放大基準件的製造公差，使製造輕易。在計算複雜外形的凸 凹模（mó）工作部分的尺寸時 ，可以發現 凸 模和凹模磨（mó）損後，在一個 凸模或 凹模上會（huì）同時存在著（zhe）三類不同磨損性質的（de）尺寸，這時需要區別對待。

第（dì）一類：凸模或 凹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（dì）三類：凸模或 凹模磨損後基本不（bú）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（zé）是第一類尺寸；尺（chǐ）寸 d對（duì）於凸模來說 屬於（yú）第一類尺寸，對於凹模來說屬（shǔ）於第二類尺寸；尺寸e，對 凸（tū） 模和凹模來說都屬於第三類尺寸。下麵分別討論（lùn）凸模或 凹模這三類尺寸的不同計算方法。

複雜外形（xíng）衝裁件（jiàn）的尺（chǐ）寸分類

對於落料凹模或衝孔凸模在 磨（mó）損後將會增大的第一類尺寸，相當於簡單外形的落料凹（āo）模尺寸，所以它的基本尺寸及製造公差的（de）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，相當於簡單外形的衝孔 凸 模（mó）尺寸（cùn），所以它（tā）的基本（běn）尺寸及製造公差的確定方法 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不變（biàn）的第三類尺寸（cùn）不必考慮（lǜ）磨損的影響，凸、凹模的（de）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（xuǎn）凹（āo）模為（wéi）設計基準件，隻需計算落料凹模刃口（kǒu）尺寸及製造公差， 凸模刃口尺寸由（yóu）凹模的（de）實際尺寸按間隙要求配作。

由表 2—3查（chá）得（dé），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（cùn）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 ＝ （ 15－0.12＋0.5×0.12)±1／８×0.12mm＝14.94±0.015mm

落料凸模（mó）的基本尺寸（cùn）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（yǐ） 0.1～0.14mm雙（shuāng）麵間隙與落料凹模（mó）配作。

a)落料凹模尺;b)落料凸模尺寸(按凹模實際（jì）尺（chǐ）寸（cùn）配件，保證雙麵（miàn）間（jiān）隙值為 0.10 ～ 0.14mm