五金衝壓件凸凹模（mó）具的間隙設（shè）計

刃（rèn）口尺寸計算的基本原則（zé）

衝裁件的尺寸精度主要決定（dìng）於模（mó）具刃口的尺寸精度，模具的公道間隙值也（yě）要靠模具刃口（kǒu）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（shì）設計衝（chōng）裁模（mó）主要（yào） 任務之一。從生產實踐（jiàn）中可以發現：

1．由於 凸 、凹（āo）模之間存在（zài）間隙，使落下 的料或衝出 的孔都帶有錐度（dù），且落料件的（de）大端尺寸即是凹模尺寸，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（yǐ）大端尺寸為基準，衝孔（kǒng）孔徑是 以小端（duān）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（tū）模愈磨（mó）愈 小，凹模 愈磨愈 大，結果使間隙愈用愈大

由（yóu）此在（zài）決定模具刃口尺寸（cùn）及其製造公差時需考（kǎo）慮下（xià）述原則：

1．落（luò）料（liào）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（mó）時 ，以凹模為基（jī）準 ，間隙取在 凸模上（shàng） ；設計 衝孔模時 ，以 凸模為 基（jī）準，間隙取（qǔ）在凹（āo）模上。

2．考慮到衝裁中 凸 、凹（āo）模的磨損，設計 落料模時 ，凹模基（jī）本（běn）尺（chǐ）寸應取尺寸公（gōng）差範圍的較小尺寸；設計（jì）衝孔模時，凸模（mó）基本 尺寸則（zé）應取工（gōng）件孔尺寸公差範圍（wéi）內的較大（dà）尺寸。這（zhè）樣，在 凸 、凹模磨損到一定程度的情況（kuàng）下，仍能衝（chōng）出合格製件（jiàn）。 凸 、凹模間隙則（zé）取最小公（gōng）道間隙值。

3．確定衝（chōng）模刃口製造公差時（shí），應考慮製件的公差要求。假如對刃（rèn）口精度要（yào）求過高( 即製造公差過小 )，會（huì）使模具製造困難（nán），增加本錢，延永生產周期；假（jiǎ）如（rú）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（jiàng）低。製件精度與（yǔ）模具製造精度的關係見表 2—1。若（ruò）製件沒（méi）有標（biāo）注公差， 則對於（yú） 非（fēi） 圓形件按國家標準 “非配合尺寸（cùn）的公差數值”IT14級處理，衝模則可（kě）按IT11級製造；對於圓（yuán）形件，一般可按IT7～ ６級製造 模具。衝壓件的尺（chǐ）寸公差應按“進體（tǐ）”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（jiàn）上偏差（chà）為正，下偏差為零。

刃口尺寸的計算（suàn）方法

由於模具加工方法（fǎ）不同，凸模與 凹模刃口部分尺寸（cùn）的計算公式與製造公差的標注也不同，刃口尺寸的計算方法可分（fèn）為二種情況（kuàng）。

( 一（yī） ) 凸模與凹模分開加工

采用這（zhè）種方法，是指凸模和凹模分別按圖紙加工至（zhì）尺寸。要分別標注（zhù）凸模和凹模刃口尺寸與製造公差(凸模δp、凹模δd)，它適用於圓形或簡單外形的製件。為了（le）保證初始間隙值小於（yú）最至公道間隙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（shì）說，新製（zhì）造的模具應該是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否則製造 的模具間隙已超過答應變（biàn）動（dòng）範圍 2cmin～2cmax。

下麵對落（luò）料和衝孔兩種情況分別進行（háng）討論。

a)落料b)衝孔

1．落料：

設工件（jiàn）的尺寸為（wéi）D０－△，根據計算（suàn）原則，落料時以凹模為設計基準（zhǔn）。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（chǐ）寸，再減小凸 模尺寸以保證最小公道間隙值 2cmin。各部分分（fèn）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（gēn）據以上原則，衝孔時（shí）以 凸模設計 為基（jī）準，首先確定凸模刃口尺寸，使凸模基本 尺寸接（jiē）近或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（xiǎo）公道間（jiān）隙 2cmin。各部分（fèn）分配位置見圖（tú）2—12b)， 凸模製造偏差取負（fù） 偏（piān）差，凹模取正偏差。其計算公式如下：

在同一工步中衝出製（zhì）件兩個以上孔時，凹模型孔中心距（jù） 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（jī）本 尺寸(mm)；

Dmax——落料件最大極限（xiàn）尺寸(mm)；

dd——衝孔凹模基本尺寸(mm)；

dp——衝孔 凸模基本 尺寸(mm)；

dmin—— 衝孔件孔（kǒng）的 最（zuì）小極限尺寸(mm)；

Ld——同 一工（gōng）步 中（zhōng）凹模孔（kǒng）距基本尺寸(mm)；

Lmin——製件孔距最小極限（xiàn）尺寸(mm)；

△——製件公差 (mm)；

2cmin—— 凸 、凹模最小初始（shǐ）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，是為了使衝裁件的（de）實際尺寸盡量接近衝裁件公差帶的中間尺寸，與（yǔ）工件（jiàn）製造精度有關 ，可查表 2.3.1或按下列關係取值：

當製（zhì）件公（gōng）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）差為 IT14者，取x＝05。

表（biǎo） 2.3.1 係數x

解：該零件屬於無特殊（shū）要求的一般衝孔、落（luò）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（kě）知，隻有縮小δ p、δd，進步製（zhì）造精度，才能保證間隙（xì）在公道範圍內，此時可（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

對於（yú）外形複雜或薄板（bǎn）工（gōng）件的模（mó）具，為了保（bǎo）證（zhèng）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）是先做好其中的一件（jiàn） ( 凸模（mó）或 凹模)作為基準件，然（rán）後以（yǐ）此基準件的實際尺寸來配加工另 一件（jiàn），使它（tā）們之間保持一定的（de）間隙。因此，隻（zhī）在基（jī）準件上標注尺寸（cùn）和製造公（gōng）差，另一件隻標（biāo）注公稱尺寸並注明配做所留的（de）間隙值（zhí）。這樣δ p與δd就不再受（shòu）間隙限（xiàn）製。根據經驗，普通（tōng）模具的製（zhì）造公差一般可取δ＝△／ 4(精密模具的製造公差可選幾μ)。這種方法不（bú）僅輕易保證凸 、凹模間隙值很小，而且（qiě）還可放大基準（zhǔn）件的製造公差，使製造輕（qīng）易。在計算複（fù）雜外形的凸 凹模工作部（bù）分的尺寸時 ，可以發現 凸（tū） 模和凹模磨損後（hòu），在一個 凸模或（huò） 凹模上會同（tóng）時存在著三類不同磨損性質的尺寸，這時需要區別（bié）對待。

第一類：凸模或 凹模磨損會增（zēng）大的尺寸：

第二類：凸（tū）模（mó）或 凹模磨損後會減小的尺寸：

第三類：凸模或 凹模磨損（sǔn）後（hòu）基本不變的尺寸。

其中尺寸的a、b、c對 凸（tū）模來 說是屬於第二類尺（chǐ）寸（cùn），對於凹（āo）模來說則是第一類（lèi）尺寸；尺寸 d對於凸模來說 屬於第一類尺寸，對於凹模來說屬於第二類（lèi）尺寸；尺寸e，對 凸 模和凹模來說都屬於第三（sān）類尺寸。下麵分別討論凸模或 凹模這三類尺寸的不（bú）同計算方法。

複（fù）雜外形衝（chōng）裁件的尺寸（cùn）分類（lèi）

對於落料凹模或衝孔凸模在 磨損後將會增大的第一類尺（chǐ）寸，相當於簡單外形（xíng）的落料凹模尺寸，所以它的基本尺寸（cùn）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 落料凹模在磨損後將會（huì）減小的第二類尺寸，相當於簡（jiǎn）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（jī）本不變的（de）第三類尺寸不必考慮磨損的影（yǐng）響，凸、凹模的基本尺寸按式 (2—5)計算（suàn）。

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、凹模刃口尺寸及製造公差。

解：該衝裁件屬落料件（jiàn），選凹模（mó）為（wéi）設計基準（zhǔn）件，隻需計算（suàn）落料凹模刃口尺寸（cùn）及製造公差， 凸模刃口尺（chǐ）寸（cùn）由凹模的實際尺寸按間隙要（yào）求配作（zuò）。

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；其餘尺寸均選x＝0.75。落（luò）料凹模的基本尺寸（cùn）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（liào）凸模的基本尺寸與凹模相（xiàng）同，分別是 79.79mm、39.75mm、34.75mm、22.07mm、14.94mm。但不必標注公差（chà）注明以 0.1～0.14mm雙麵間（jiān）隙與落料凹模配作。

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