​五金衝壓件凸凹模（mó）具的間隙設計

刃口尺寸計（jì）算的基（jī）本（běn）原則

衝裁件的（de）尺寸精度主（zhǔ）要決定於模（mó）具刃口的尺寸精度，模具的公道間隙值也要靠模具刃口尺寸及製造精度來保證。正（zhèng）確確定模具刃口（kǒu）尺寸及其製造公差，是設計衝（chōng）裁模主要（yào） 任務之一。從生產實踐中可以發現（xiàn）：

1．由於 凸 、凹模之間存在間隙，使落下 的料或衝出 的孔都帶有錐度（dù），且落料件的大端尺寸（cùn）即是凹模尺（chǐ）寸，衝孔（kǒng）件的小端尺寸 即是 凸（tū） 模尺寸。

2．在丈量（liàng）與使用中，落料件是以（yǐ）大端尺寸為基準，衝孔孔徑是（shì） 以（yǐ）小端尺（chǐ）寸 為基準。

3．衝裁時， 凸 、凹模要與（yǔ）衝裁件（jiàn）或廢物發生摩擦， 凸模愈磨愈 小，凹模 愈（yù）磨（mó）愈 大，結果使間隙愈用愈大

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

2．考慮到衝裁中 凸 、凹模的磨損，設計 落料模時 ，凹（āo）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，凸模基本 尺寸則應取工件孔尺（chǐ）寸公差範圍內的較大尺寸。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（zé）取最小公道間隙值。

3．確定衝模刃口製造公差時，應考慮製（zhì）件的公差（chà）要求。假如對刃口精度要求過高( 即製造公差過小 )，會（huì）使模具製造困難，增加本錢，延永生產周期（qī）；假如對刃口精度要求過低(即製（zhì）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）度的關係見表 2—1。若製件沒有標注（zhù）公差， 則對於 非 圓形件按國家標準 “非配合尺寸的公（gōng）差數值”IT14級處理，衝模則可（kě）按IT11級製造（zào）；對於圓形件，一般可按IT7～ ６級製造 模具。衝壓件（jiàn）的尺寸公差應（yīng）按“進體”原則標注為單向公差，落料件上偏差為零，下偏差為負；衝孔件上偏差（chà）為（wéi）正，下偏差為零。

刃口尺寸的計算方法

由於模具加工方法不同，凸模與 凹模刃口部分尺（chǐ）寸的計算公式與製造公差的標注也不同，刃口尺寸的（de）計算方法可分為二種情（qíng）況。

( 一 ) 凸模與凹模分（fèn）開加工

采用這種方法，是指凸模和凹模分別（bié）按圖紙加工至尺寸（cùn）。要（yào）分別標注凸（tū）模和凹模刃口（kǒu）尺寸與製（zhì）造公差(凸模δp、凹（āo）模δd)，它適（shì）用於圓形或簡單外形的製件。為了保證初始（shǐ）間隙值小於最至公道間隙（xì）2cmax，必須滿足下列（liè）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（yīng）該（gāi）是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否則製造 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論。

a)落料b)衝孔

1．落料：

設工件的尺寸為D０－△，根據計算（suàn）原則，落料時以凹模為設計基準。首先（xiān）確定凹（āo）模尺寸，使凹模基本尺寸接近或即是製件輪廓（kuò）的（de）最（zuì）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）部分分配位置見圖2.3.1(a)。其計算公式（shì）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（yǐ） 凸模設計 為基準，首先確定凸模刃口尺寸，使凸模基本 尺（chǐ）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（gè）部分分配（pèi）位置見（jiàn）圖2—12b)， 凸模（mó）製造偏差取負 偏差（chà），凹模取正偏差。其計算（suàn）公式如下：

在同一工步中衝出製件兩個以上孔（kǒng）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（běn）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——衝孔凹模基本尺（chǐ）寸(mm)；

dp——衝孔 凸模基本 尺（chǐ）寸(mm)；

dmin—— 衝孔件孔的 最小極限尺寸(mm)；

Ld——同 一工步 中凹模孔距基（jī）本尺寸(mm)；

Lmin——製件孔距最（zuì）小極限尺寸(mm)；

△——製件公差（chà） (mm)；

2cmin—— 凸 、凹模最小初始雙（shuāng）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（shù），是（shì）為了（le）使衝裁件的實際尺寸盡量接近衝裁件公差（chà）帶的中間尺寸，與工件製造精度有關 ，可查表 2.3.1或按下列關係取值：

當製件公（gōng）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（biǎo） 2.3.1 係數x

解：該零件屬於無特殊要求的一（yī）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x＝0.75；36＋0.62為IT14級，取x＝0.5。

設（shè）凸 、凹模分別（bié）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（tiáo）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（xiào）核 0.016＋0.025＝０.04＞0.02

由此可知，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（kě）取（qǔ）：

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（èr）) 凸（tū）模和凹模配合加（jiā）工

對於外形複雜或薄（báo）板工件的模具，為了保證衝裁凸 、凹模間（jiān）有一定的間隙值，必須采用配合加工。此方法是先做好其中的一（yī）件 ( 凸模或 凹模)作為（wéi）基（jī）準件，然（rán）後以此基準件的實際尺寸來配加（jiā）工另 一件，使它們之間保持一定的間（jiān）隙。因此，隻在基（jī）準件上標注尺寸和（hé）製造公差，另一（yī）件隻標注公稱尺（chǐ）寸並注（zhù）明配做所留的間隙值。這樣δ p與（yǔ）δd就不再受間隙限製。根據經驗，普通模具的製造公差一般可（kě）取δ＝△／ 4(精密模具的製造公（gōng）差可選幾μ)。這種方法不僅輕易保證凸 、凹模間隙值很小（xiǎo），而且還可放大基準件的（de）製造公差，使製造輕易。在計算複雜外形的（de）凸 凹模（mó）工作部分（fèn）的尺寸時 ，可（kě）以發現 凸（tū） 模和（hé）凹模磨損後，在一個 凸（tū）模或（huò） 凹（āo）模上會同時存在著三類不同（tóng）磨損性質的（de）尺寸，這時需要區別對（duì）待（dài）。

第一類：凸模或 凹模磨損會增大的尺寸：

第二類：凸模或 凹模磨損後（hòu）會減小的尺寸：

第三類（lèi）：凸模或 凹模磨損後基本不變的尺寸（cùn）。

其中尺寸的a、b、c對（duì） 凸模來 說是屬於第二（èr）類尺寸，對（duì）於凹模（mó）來說則是第一類尺（chǐ）寸；尺寸 d對於凸模來說 屬於第一類（lèi）尺寸，對於凹模來說屬於第二類尺寸；尺寸（cùn）e，對 凸 模和凹模來說都（dōu）屬於第三類尺寸。下麵分別討（tǎo）論凸模或 凹（āo）模這三類（lèi）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，相當於簡單外形的落料凹模尺寸，所以它的基（jī）本尺寸及製造公差的確定方法 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（liào）凹模在磨損後將會減小的第二類尺寸，相當（dāng）於簡單外形的衝孔 凸 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—3)相（xiàng）同。

第二類尺寸：Ｂj＝ （ Ｂmin＋x△)－0.25△ (2—7)

對於凸（tū）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（jiàn）的凸、凹模刃口（kǒu）尺寸及製造公差。

解：該衝裁件屬落（luò）料件，選凹模為設計基準件，隻需計算落料凹模（mó）刃（rèn）口（kǒu）尺寸及製造公差， 凸模刃口（kǒu）尺寸由凹模的（de）實際尺寸按間隙要求配作（zuò）。

由（yóu）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；尺寸為15mm，選x＝1；其餘尺寸（cùn）均選x＝0.75。落（luò）料凹模的基本尺寸計（jì）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（xiàng）同（tóng），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（luò）料凹模配作。

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