​五（wǔ）金衝壓件凸凹模具的間（jiān）隙設計

刃口尺寸計算的（de）基本原則

衝裁件的尺寸精度主要決定於模具刃口的尺寸精度，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。正確確（què）定（dìng）模具刃口尺（chǐ）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．由於 凸 、凹模之間（jiān）存（cún）在間隙，使落下 的料或衝出（chū） 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（chǐ）寸 即是 凸 模尺寸（cùn）。

2．在丈量與（yǔ）使用中，落（luò）料件是以大端尺寸為基準，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（mó）愈 大，結果使間隙愈用愈（yù）大

由此在決定模具刃口尺寸及其製（zhì）造公差時需（xū）考慮下述原則：

1．落料（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）料模時 ，以凹模為基準 ，間隙取在 凸模上 ；設計 衝孔模時 ，以 凸（tū）模為 基準，間隙取在（zài）凹模上。

2．考慮到衝裁（cái）中 凸 、凹模的磨損，設計 落料模時 ，凹模（mó）基本尺（chǐ）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寸公差範圍內的較大（dà）尺寸。這樣，在 凸 、凹模（mó）磨損到一定程度的情（qíng）況下（xià），仍能衝出合格製件（jiàn）。 凸 、凹模間（jiān）隙則取最小公（gōng）道間隙值。

3．確定衝模刃口製造公差時，應考慮製件的公差要求（qiú）。假如對刃口精度要求（qiú）過高( 即製造公差過小 )，會使模（mó）具製造困難，增加本錢，延永生產周（zhōu）期；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（jiàn）可能分歧（qí）格，會使模具的壽命降低。製件精度與模具製造精度的關係見表 2—1。若製件沒有標注公差， 則對（duì）於 非 圓形件按國家標（biāo）準 “非配合尺寸的公差數值”IT14級處理，衝模則可（kě）按IT11級製造；對於圓形件，一般可按IT7～ ６級製造 模具。衝壓件的尺寸公差（chà）應按“進（jìn）體”原則標注為單向公（gōng）差，落料件（jiàn）上偏差為零，下偏差為負；衝孔件上偏差為正，下偏差為零。

刃（rèn）口（kǒu）尺寸的計算方法（fǎ）

由於模具加工方（fāng）法不同，凸模與 凹模刃口部分尺寸的計算公（gōng）式與製（zhì）造公差的標注也（yě）不同，刃口尺（chǐ）寸的計算（suàn）方法可（kě）分為二種情（qíng）況。

( 一（yī） ) 凸模與凹模分開加工

采用這種方法，是指凸模和凹模（mó）分別按圖紙加（jiā）工至尺寸。要分別標注凸模和凹模刃口尺（chǐ）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。為了保證初（chū）始間隙值小於最至公道間隙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)

也就是說，新製造的模具應該是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否則製造 的模具（jù）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（jìn）行討論。

a)落料b)衝（chōng）孔

1．落料：

設工件的尺寸（cùn）為D０－△，根據計算（suàn）原則，落料時以凹模為設計基準。首先（xiān）確定凹模尺寸，使凹模基本尺寸接近或即是製件輪（lún）廓（kuò）的最小極（jí）限尺寸，再減小凸 模尺（chǐ）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（rú）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（wéi）d＋△0根據以上原則，衝孔時以 凸（tū）模設（shè）計 為（wéi）基（jī）準，首先（xiān）確定凸（tū）模刃口尺寸，使凸模基（jī）本 尺寸接（jiē）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。各部分分配位置見圖2—12b)， 凸模製造偏（piān）差取（qǔ）負 偏（piān）差，凹模取正偏差。其計算公式如下：

在同一工步中衝（chōng）出製件兩（liǎng）個（gè）以上孔時，凹模型孔中心距 Ld按（àn）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（mó）基本 尺寸(mm)；

Dmax——落料件最大極限尺寸(mm)；

dd——衝孔凹模基本尺寸(mm)；

dp——衝孔 凸模基本 尺寸(mm)；

dmin—— 衝孔件孔的（de） 最小極限（xiàn）尺寸（cùn）(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（jiàn）公差 (mm)；

2cmin—— 凸 、凹模最小初始雙麵間（jiān）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，是為了使衝裁件的實際尺寸盡量接近衝裁件公差帶的中間尺寸，與工（gōng）件製造精度有關 ，可查表 2.3.1或按下列關（guān）係取值：

當製件（jiàn）公差為 IT10以上（shàng），取x＝１

當製（zhì）件（jiàn）公（gōng）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的一般衝孔、落料件。36由落料獲得（dé），2—6及18由衝孔同時獲得。查（chá）表（biǎo） 2.3.1，2cmin＝０.04，2cmax＝0.06，則2cmax－2cmin＝0.06－0.04＝0.02mm

由公差表（biǎo）查得：6＋0.12為IT12級，取x＝0.75；36＋0.62為IT14級（jí），取x＝0.5。

設凸 、凹模（mó）分（fèn）別按 IT6和IT7級（jí）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（mǎn）足間隙公差條件（jiàn）)

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：

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（bǎo）證衝裁凸 、凹模間有一定的間隙值，必須采用配合（hé）加工。此方法是先做好其（qí）中的一件（jiàn） ( 凸模或 凹（āo）模)作為基準件，然後以此（cǐ）基準件的（de）實際尺寸來配加工另 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（zhì）造公差，另一（yī）件隻標注公稱尺寸並注明配做所留的間隙值。這樣δ p與δd就不再受間（jiān）隙限製。根據經驗，普通（tōng）模（mó）具的製造公差一（yī）般可取δ＝△／ 4(精密模具的製造公差可選幾μ)。這種方法不僅輕（qīng）易保證凸 、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。在計算複雜外形的凸 凹模工作部（bù）分的尺寸時 ，可以發現 凸 模（mó）和（hé）凹模磨損後，在一個 凸模或 凹模上會同時存在著（zhe）三類（lèi）不同磨損（sǔn）性質的尺寸，這時需要區（qū）別對（duì）待。

第一類：凸模或 凹模磨損會增（zēng）大的尺寸：

第二類：凸模或 凹模磨（mó）損後會減（jiǎn）小（xiǎo）的尺寸（cùn）：

第三類：凸模或 凹模磨損後基本不（bú）變的（de）尺寸。

其中尺寸（cùn）的a、b、c對 凸模來 說是屬於第二類尺寸，對於凹模來說則是第一類尺寸；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尺寸；尺（chǐ）寸e，對 凸 模和凹模來說都屬於第三類尺寸。下麵分別討論凸模（mó）或（huò） 凹模這三類尺寸的不同計算方法。

複雜外形衝裁件的尺寸分類

對於（yú）落料凹模或衝孔凸模在 磨損後將會增大的第一類尺寸（cùn），相當於簡單外形的落料凹（āo）模（mó）尺寸（cùn），所以它的基本尺寸及製造公差的確定方法 就與式（shì） (2—1)相同。第一類尺寸： Aj＝ （ Ａmax－x△)＋0.25△ (2—6)

對於（yú）衝（chōng）孔凸模或（huò） 落（luò）料凹模在磨損後將（jiāng）會減小的第二類尺寸，相當於簡單外形的衝孔 凸 模尺（chǐ）寸（cùn），所（suǒ）以它的基本尺寸及製造公差（chà）的確定方法 就與式(2—3)相同。

第二（èr）類尺寸：Ｂj＝ （ Ｂmin＋x△)－0.25△ (2—7)

對於凸模或凹模（mó）在磨損後基本不變的第三類（lèi）尺寸不必考慮（lǜ）磨損的影響，凸（tū）、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)衝裁件的凸、凹模刃口尺寸及製造（zào）公差。

解（jiě）：該衝裁件（jiàn）屬落料件，選凹（āo）模為設計基準件，隻（zhī）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（mó）的實際尺寸按間隙要求配作。

由表 2—3查得，2cmin＝0.10mm，2cmax＝0.14mm，由表2—5查得：對於尺寸（cùn）為 80mm，選x＝0.5；尺寸為（wéi）15mm，選x＝1；其餘尺寸均選x＝0.75。落料凹模（mó）的基本尺寸計算如下（xià）：

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（luò）料凸模的基本尺寸與凹模（mó）相同，分別（bié）是 79.79mm、39.75mm、34.75mm、22.07mm、14.94mm。但不（bú）必標注公差注明以 0.1～0.14mm雙麵間隙與落料凹模配作。

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