​五金衝壓件凸凹（āo）模具的間隙設計

刃口尺寸（cùn）計算的基本原則

衝裁件的尺寸精度（dù）主要（yào）決（jué）定於模具刃口（kǒu）的尺寸精度，模具的公道間隙值也要（yào）靠（kào）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（yóu）於 凸 、凹模之間存在（zài）間隙（xì），使落下 的（de）料或（huò）衝出（chū） 的孔都帶有錐度，且落料件的大端尺寸即是凹（āo）模尺寸，衝孔件的小端尺寸 即是 凸 模尺寸。

2．在丈量與使用中，落料件是以大端尺寸（cùn）為基準，衝孔（kǒng）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（yù）磨愈 小，凹模 愈磨愈 大，結果（guǒ）使間隙愈（yù）用愈大

由此在（zài）決定模具刃口尺寸及其製造公差時（shí）需考慮下述原則：

1．落料件尺寸由凹（āo）模尺寸決定， 衝（chōng）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（jī）準 ，間隙取在 凸模上（shàng） ；設計（jì） 衝孔模時 ，以 凸模為 基（jī）準，間隙取在凹模上。

2．考慮到衝裁中 凸（tū） 、凹模的磨損，設計 落料模時 ，凹模基本尺寸應取尺寸（cùn）公差範圍的較小尺寸；設計衝孔模時，凸（tū）模基本 尺寸則（zé）應取工件孔尺寸公差範（fàn）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（réng）能衝出合格製件。 凸 、凹模間隙則取最小公（gōng）道間隙值。

3．確定衝模刃口製（zhì）造公差時，應考慮製件的公差要求。假如對刃口精度要求過高( 即製造公（gōng）差過（guò）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（qiú）過低(即（jí）製（zhì）造公差過大 )，則生產出來的製件（jiàn）可能分歧（qí）格，會使模具的壽命降低。製（zhì）件精度與模具製造精（jīng）度的關係見表 2—1。若製件沒有標注公差， 則（zé）對於 非 圓形件按國家標準 “非配合尺寸的公差數值（zhí）”IT14級處理，衝模則可按IT11級製造；對（duì）於（yú）圓形件，一般可按IT7～ ６級製造 模具。衝壓件（jiàn）的尺寸公差應按“進體”原則標（biāo）注為單向公差，落料件上偏差為零，下偏差為負；衝孔件上偏差為正，下（xià）偏差為零。

刃口尺寸的計算方法

由於模具（jù）加工方法不同，凸模與 凹模刃口部分（fèn）尺寸的（de）計算公式與製（zhì）造公差的標注（zhù）也不同，刃口尺寸的（de）計算方法可分（fèn）為二種情況。

( 一 ) 凸模與凹模分開加（jiā）工

采用這種方法，是（shì）指凸模和凹模分（fèn）別（bié）按圖紙加工至（zhì）尺寸。要（yào）分別標注凸模和凹模刃口尺寸與製造公差（chà）(凸模δp、凹模δd)，它適用於圓形或簡單外形的製件。為（wéi）了保證初始間隙（xì）值小於最至公道間（jiān）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，新製造的模具應該是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否則製造 的模具間隙已超過（guò）答應變動範圍 2cmin～2cmax。

下麵對落料和衝孔兩種情況分別進行（háng）討論。

a)落料b)衝孔（kǒng）

1．落（luò）料：

設工件的尺寸為D０－△，根據計算原則，落料時以凹模為設（shè）計基（jī）準。首先確定凹模尺寸，使凹模基本尺寸接近或即是製件輪廓的最小極限尺寸，再減小凸（tū） 模尺寸以保證最小公道間隙值 2cmin。各部分分配位置見圖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：

設衝孔尺寸為d＋△0根據（jù）以（yǐ）上原則，衝孔時（shí）以 凸模設（shè）計 為基（jī）準，首先確定凸模（mó）刃口尺寸，使凸模基本 尺寸接近或（huò）即是工件孔的最大極限尺寸（cùn），再增大凹模尺寸以保證最小公道間隙 2cmin。各部分（fèn）分配位置見圖2—12b)， 凸模製造偏差取（qǔ）負 偏差，凹模取正（zhèng）偏（piān）差。其計算公式（shì）如下：

在同一（yī）工（gōng）步中衝出製件兩個以上孔時，凹模型孔中心距 Ld按下式確（què）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——落料件最大極限尺（chǐ）寸（cùn）(mm)；

dd——衝孔凹模基本尺寸(mm)；

dp——衝孔 凸（tū）模基本 尺寸（cùn）(mm)；

dmin—— 衝孔件孔的 最小極限尺寸(mm)；

Ld——同 一工步 中凹模孔距基本尺寸(mm)；

Lmin——製件孔距最（zuì）小極限尺寸(mm)；

△——製件公差 (mm)；

2cmin—— 凸 、凹（āo）模最小初始雙（shuāng）麵（miàn）間隙(mm)；

δp—— 凸模下 偏差，可按IT6選（xuǎn）用(mm)；

δd——凹模上偏差，可按IT7選（xuǎn）用(mm)；

x——係數，是為了使衝裁（cái）件（jiàn）的實際尺寸盡量接近（jìn）衝裁件公差帶的中間尺（chǐ）寸，與工件製造精度有關 ，可查表 2.3.1或按下列關係取（qǔ）值：

當製件公差為 IT10以上，取x＝１

當製件公差為 IT11～ １３ ，取x＝075

當製件公差為 IT14者，取x＝05。

表 2.3.1 係數x

解：該零件屬於無特殊要求（qiú）的一般（bān）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)

孔距尺寸Ｌd＝（ Ｌmin＋0.5△)±0.125△

＝［（１８－０.09）＋0.5×0.18］±0.125×0.18

＝ 18±0.023mm

落（luò）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

由此可知，隻有縮小δ p、δd，進步製造精度，才能保證（zhèng）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（mó）和（hé）凹（āo）模配合加工（gōng）

對於外形複雜或薄（báo）板工件的模具，為了保證衝裁凸 、凹模間有一定的間隙值，必須采用（yòng）配合加工。此方法是（shì）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 一件，使它們之間保持一定的間隙。因（yīn）此，隻在基準件上標注（zhù）尺寸（cùn）和製造公差，另一（yī）件隻標注公稱尺寸（cùn）並注明配做所留的間隙值。這樣δ p與δd就不再（zài）受（shòu）間隙限製。根（gēn）據經驗，普（pǔ）通模具的製造（zào）公差（chà）一般可取δ＝△／ 4(精密模具的製造（zào）公差可選幾μ)。這種方法不僅輕易保證（zhèng）凸 、凹模（mó）間隙值很小，而且還可放大基準件的（de）製造公差，使製造輕（qīng）易。在計算複雜外形的凸 凹模工作部分的尺寸時 ，可以發現（xiàn） 凸 模和凹模磨損後，在一個 凸模或 凹模上會同時（shí）存在著三（sān）類不同磨損性（xìng）質的尺（chǐ）寸，這時需要區別對待。

第一類：凸（tū）模或 凹模磨損會增大的尺寸：

第二類（lèi）：凸模或 凹（āo）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（shǔ）於第二類（lèi）尺寸，對於凹模來說則是第一類尺寸；尺寸 d對於凸（tū）模來說 屬於第一（yī）類尺寸，對於凹模來說屬於第二類尺寸；尺寸e，對 凸 模和凹模（mó）來說都屬（shǔ）於第三類尺寸。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（cái）件的尺寸（cùn）分類

對（duì）於落料凹（āo）模或衝（chōng）孔凸模在 磨損後將會增大的第一類尺寸，相（xiàng）當於（yú）簡單外形的落料凹模尺寸（cùn），所以它的基本尺寸及製造公差（chà）的確定方法 就與（yǔ）式（shì） (2—1)相同。第一類（lèi）尺寸： Aj＝ （ Ａmax－x△)＋0.25△ (2—6)

對於衝孔凸模（mó）或 落料凹模在（zài）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（mó）尺寸，所以它的（de）基本尺（chǐ）寸及製（zhì）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（tū）模或凹模在磨損（sǔn）後基本不變的第三類尺寸不（bú）必考慮磨損（sǔn）的影響，凸、凹模的基本尺寸（cùn）按式 (2—5)計算。

第（dì）三類尺（chǐ）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（jiě）：該衝裁件屬落料件，選凹模（mó）為設計（jì）基準件，隻需計算落料凹模刃口（kǒu）尺寸及製造公差， 凸模（mó）刃口尺寸由凹模的實際尺寸按間隙要求配作（zuò）。

由表 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（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（yǔ）落（luò）料凹模配作。

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