五金衝壓（yā）件凸凹模具的間隙設（shè）計

刃口尺（chǐ）寸計算的基本原則

衝裁件的尺寸（cùn）精度主要（yào）決定於模具刃口的尺寸（cùn）精度，模（mó）具的公（gōng）道間隙值也要靠模具刃口尺寸及製造精度來保證。正確確定模具刃口（kǒu）尺寸及其製造公差（chà），是設計衝裁模主要（yào） 任務（wù）之一。從生產實踐中可以發現：

1．由於（yú） 凸 、凹模之間存在間隙，使落下 的料或衝出（chū） 的孔都帶有錐度，且落料件的（de）大端尺寸即是凹模尺寸，衝孔件的小（xiǎo）端尺寸 即是 凸 模尺寸。

2．在丈量與使用中（zhōng），落料件是以大端尺寸（cùn）為基（jī）準（zhǔn），衝孔孔徑是 以小端尺寸 為基準。

3．衝裁時， 凸 、凹模要與衝裁件或廢物發生摩擦， 凸模愈磨愈 小，凹模 愈磨愈（yù） 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（zào）公（gōng）差時需考慮下述原則：

1．落料件尺寸由凹模尺寸（cùn）決定， 衝孔時孔的 尺寸由 凸 模尺寸決定。 故（gù）設計落料模時 ，以凹模為基準 ，間隙（xì）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（dào）衝裁中 凸 、凹模的（de）磨（mó）損，設計 落（luò）料模時 ，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，凸模基本 尺寸則（zé）應取工件孔尺寸公差範圍內的（de）較大尺寸。這樣，在 凸 、凹模磨損到（dào）一定程度的（de）情況下，仍（réng）能衝出合格製件。 凸 、凹模間隙則取最小公（gōng）道間隙值。

3．確（què）定衝模刃（rèn）口製造公差時，應考慮（lǜ）製件（jiàn）的公差要求。假如（rú）對刃口精度要（yào）求過高( 即製造公差（chà）過小（xiǎo） )，會使模具製造困難，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（de）製件可能分（fèn）歧格，會使模具的壽命降低。製件精度與模（mó）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（jiā）標（biāo）準 “非配合（hé）尺寸的公差數值（zhí）”IT14級處理，衝模則可按IT11級製造；對於圓形件，一般可按IT7～ ６級製造 模具。衝壓件的尺寸（cùn）公差應按“進體”原則標注為單向公差（chà），落（luò）料件上偏差為零，下偏差為（wéi）負；衝（chōng）孔件上偏差為正，下偏差為零。

刃口尺寸的計（jì）算方法

由於模（mó）具加工方法不同，凸模與 凹模刃口部分尺寸（cùn）的計（jì）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（fèn）為二種（zhǒng）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紙加工至尺寸（cùn）。要分別標（biāo）注凸模和凹模刃口尺寸與製造公差(凸模δp、凹（āo）模δd)，它適用於圓形或簡單外形的製件。為（wéi）了（le）保證初始間隙值小於最（zuì）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)

也就是說，新製造的（de）模具應該是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否則製造 的模具間隙已超過答應變（biàn）動範圍 2cmin～2cmax。

下（xià）麵對落料（liào）和（hé）衝孔兩種情況分別進行討論。

a)落料b)衝孔

1．落料：

設工件（jiàn）的（de）尺寸為D０－△，根（gēn）據計算原則，落料時以凹模為設計（jì）基準。首先確定凹模尺寸，使凹模基本尺寸接（jiē）近或即是製件輪廓的最小極限（xiàn）尺寸，再減小凸 模尺寸（cùn）以保證最（zuì）小公道間隙值 2cmin。各部分分配位置見圖（tú）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（chōng）孔（kǒng）尺寸為（wéi）d＋△0根據以上原則，衝孔時以 凸模設計（jì） 為基準（zhǔn），首先確定（dìng）凸模刃口尺寸，使凸模基本（běn） 尺寸接近或即是工件孔（kǒng）的最大極限尺寸，再增大凹模尺寸以保證最小公道間（jiān）隙 2cmin。各部分分配位置（zhì）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（zài）同一工步中（zhōng）衝（chōng）出製件兩個以上孔時，凹模型孔中心距 Ld按下（xià）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（tū）模基本 尺寸(mm)；

Dmax——落料件最大極限尺寸（cùn）(mm)；

dd——衝孔凹模基本尺寸(mm)；

dp——衝孔 凸模基本 尺寸(mm)；

dmin—— 衝（chōng）孔件孔的 最小（xiǎo）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）距最小極限尺寸（cùn）(mm)；

△——製件公差 (mm)；

2cmin—— 凸 、凹模（mó）最小初始雙麵間（jiān）隙(mm)；

δp—— 凸模下 偏差，可按IT6選用(mm)；

δd——凹（āo）模上偏差，可按IT7選用(mm)；

x——係數，是為了使（shǐ）衝裁件的實際尺寸盡量接近衝裁（cái）件公差帶的（de）中間（jiān）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：

當製件（jiàn）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（gōng）差（chà）為 IT14者，取x＝05。

表 2.3.1 係數x

解：該（gāi）零件屬於無特殊（shū）要求的一般衝孔、落料件。36由落料獲得，2—6及18由衝（chōng）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(滿足間隙公差條件)

孔（kǒng）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（kě）知（zhī），隻（zhī）有縮小δ p、δd，進步製造精度，才能（néng）保證間隙在公道範（fàn）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（gōng）

對於外形複雜或薄（báo）板工件的模具，為了保證衝裁（cái）凸 、凹模間有一定的間隙值，必須采用配合加工。此方法是（shì）先做（zuò）好其中（zhōng）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（cùn）來配加工另 一件，使它們之間保持一定的（de）間隙。因（yīn）此，隻在基準件上標注尺寸（cùn）和（hé）製造（zào）公差，另一件（jiàn）隻標注公稱尺寸並注明配（pèi）做所留的（de）間隙值。這（zhè）樣δ p與δd就不再受間隙限製。根據經（jīng）驗，普通模具（jù）的製造公差一般可取δ＝△／ 4(精密模具（jù）的製造公差可選幾μ)。這種方法不僅輕易（yì）保證凸（tū） 、凹模間隙值（zhí）很小，而且還可放大基準件的製造公差，使製造輕易。在計算複雜外（wài）形的（de）凸 凹模工作（zuò）部分的尺寸時 ，可以發（fā）現 凸 模和凹模磨損後，在（zài）一個 凸模或（huò） 凹模上會同時存在著三類不同磨損性（xìng）質的尺寸，這時需要區別對待。

第一類：凸模或 凹模磨損會增（zēng）大的尺寸：

第二類：凸模或 凹（āo）模（mó）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（mó）來說則是第一類尺寸；尺寸 d對於凸模來說 屬於（yú）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（shuō）都屬於第三類尺寸。下麵分別討（tǎo）論（lùn）凸模或 凹模（mó）這三類尺寸的不同計（jì）算（suàn）方法。

複雜外形衝裁件的（de）尺寸（cùn）分類

對於落料凹模或衝孔凸模在 磨損（sǔn）後將會增大的第一類尺寸，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）衝孔凸模或 落料凹模在磨損後將會減小的第二類尺寸，相當於簡單外形的衝孔 凸（tū） 模尺寸，所以它的（de）基本尺寸及製造公差的確定方（fāng）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的（de）第三類尺寸不必考慮磨損的影響，凸、凹模的基本尺（chǐ）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（cùn）按間隙要求配作。

由（yóu）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

落料凸模的基本尺寸與凹模相同，分別是 79.79mm、39.75mm、34.75mm、22.07mm、14.94mm。但（dàn）不必標注公差注明以 0.1～0.14mm雙麵間（jiān）隙與落料凹模（mó）配作。

a)落料凹模尺;b)落料凸模尺寸(按（àn）凹模實際（jì）尺寸配件，保證雙（shuāng）麵（miàn）間隙值（zhí）為 0.10 ～ 0.14mm