五金（jīn）衝壓件凸凹模具的間隙設計

刃口尺寸計算的基本原則

衝裁件的尺（chǐ）寸精度主要決定於模具刃口的尺寸精度（dù），模具的公道間隙值（zhí）也要靠模具刃口尺寸及製造精度來保證。正確（què）確定模具刃口尺寸及其製（zhì）造公差，是（shì）設計衝裁（cái）模主要（yào） 任務之一。從生產實踐中可以發現：

1．由於 凸 、凹模之間存在（zài）間隙，使落下 的（de）料或衝出 的孔都帶有（yǒu）錐度，且（qiě）落料件的大端尺寸即是凹模尺寸，衝孔件的小端尺寸 即是 凸（tū） 模尺寸。

2．在丈量與使用中，落料件是以大端尺寸為基準，衝孔孔徑是 以小端尺寸（cùn） 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（yù） 小，凹模 愈（yù）磨愈 大，結果使間隙愈用愈大

由此在決定模具刃口尺寸（cùn）及其製造公（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（mó）尺寸決定。 故設（shè）計落料模時 ，以（yǐ）凹模為基準 ，間隙取在 凸模上 ；設計 衝孔模（mó）時 ，以 凸模（mó）為 基準，間隙取在凹模上。

2．考慮到衝裁中 凸 、凹模的磨損，設計 落料模時 ，凹模基本尺寸應取尺（chǐ）寸公（gōng）差範圍的（de）較小（xiǎo）尺寸；設計衝孔模（mó）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 、凹模間隙則取最小公（gōng）道（dào）間（jiān）隙值（zhí）。

3．確定衝模刃口製造公差（chà）時，應考慮製件的公差要求。假如對刃口精度要求過高( 即製造公差過小 )，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（dù）要求過低(即製造公差過大 )，則（zé）生產出來的製件可能分歧格，會使模具的壽命（mìng）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（zé）對於（yú） 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；對於圓形件，一般可（kě）按IT7～ ６級製造 模具（jù）。衝壓件的尺（chǐ）寸公差（chà）應按“進體”原則標注為單向公差，落（luò）料件上偏差（chà）為零，下（xià）偏差為負；衝孔件上偏（piān）差為正，下偏差為零。

刃口尺寸的計算（suàn）方法（fǎ）

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

( 一 ) 凸模與凹模分開加工

采用這種（zhǒng）方法，是指凸（tū）模和凹模分別按圖紙加工至尺寸。要分別標注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（jiǎn）單外形的製件。為了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（jiù）是說，新製造的模具應該（gāi）是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否（fǒu）則（zé）製造 的模具間隙已超過答應變動（dòng）範圍 2cmin～2cmax。

下麵對落（luò）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（gōng）件的尺寸為D０－△，根（gēn）據計算原（yuán）則，落料（liào）時以凹模為設計基準。首（shǒu）先確定凹模尺寸，使（shǐ）凹模基本尺寸接近或即是製（zhì）件輪廓的最（zuì）小極限尺寸，再減小（xiǎo）凸 模尺寸以保證最小公道間隙（xì）值 2cmin。各部分分配位置見圖2.3.1(a)。其計算（suàn）公（gōng）式如下（xià）：

Dd＝（Ｄmax－x△）＋δd0  （2—1)

Dp＝ （Ｄd－2cmin)－δp＝（Ｄmax－x△－2cmin)－δp （ ２—2)

2.衝孔：

設衝孔尺（chǐ）寸為d＋△0根據以上原則，衝孔時以 凸模設計 為基準，首先確定凸模刃（rèn）口尺寸，使凸模（mó）基本 尺寸接近或即是工件孔的最（zuì）大極限尺寸，再增（zēng）大凹模尺寸以保證最（zuì）小公道間隙 2cmin。各部分分配（pèi）位置見（jiàn）圖2—12b)， 凸模製造偏差取負 偏差（chà），凹（āo）模取正偏差。其計算公式（shì）如下：

在同一工步中衝出（chū）製件兩個以上孔時，凹模型孔（kǒng）中心距 Ld按下式確定 ：

Ld＝ （ Lmin＋05△)±0.125△ (2—5)

式中Ｄd——落料凹模（mó）基本尺寸(mm)；

Ｄp——落料 凸模基本 尺寸(mm)；

Dmax——落料件最大極限尺寸（cùn）(mm)；

dd——衝（chōng）孔凹模基本尺寸(mm)；

dp——衝孔 凸模基本 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（mó）孔距（jù）基本尺寸(mm)；

Lmin——製件（jiàn）孔距最小極限尺寸(mm)；

△——製件公差 (mm)；

2cmin—— 凸 、凹模最小初始雙麵間隙(mm)；

δp—— 凸模下 偏差，可按IT6選用(mm)；

δd——凹模上偏差（chà），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（chōng）裁件公差帶的中（zhōng）間尺寸，與工（gōng）件製造精度有關 ，可查（chá）表 2.3.1或按下列關係取值：

當製件公差（chà）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 2.3.1 係數x

解：該零件（jiàn）屬於無特殊要（yào）求的一般衝孔、落料件（jiàn）。36由落料獲得，2—6及18由衝孔同時（shí）獲得。查表 2.3.1，2cmin＝０.04，2cmax＝0.06，則2cmax－2cmin＝0.06－0.04＝0.02mm

由公（gōng）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（bié）按（àn） IT6和IT7級（jí）加工製（zhì）造，則

衝（chōng）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（cùn）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（cǐ）可知（zhī），隻有縮小δ p、δd，進步製造精度，才能保（bǎo）證間隙在公道範圍內（nèi），此（cǐ）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

對於（yú）外形複雜或薄板（bǎn）工件的模具，為了保證衝裁凸 、凹模間有一定（dìng）的間隙值，必須采用配合加工。此方（fāng）法（fǎ）是先做好其中的一件 ( 凸模或 凹模)作為基準件，然後以此基準件的（de）實際尺寸來配加工另 一件，使它們之間（jiān）保持一定的間隙。因此，隻在基準件上標注尺寸和製造公差，另一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就不再受間隙限製。根據經驗，普通模具的製造公差一般可取δ＝△／ 4(精密模具（jù）的製（zhì）造公差可（kě）選（xuǎn）幾μ)。這種方法不僅輕易保證凸（tū） 、凹模間隙值很小，而（ér）且還可放大基準件的製造公差，使製造輕易（yì）。在計算（suàn）複雜外形的凸 凹模工作部分的尺（chǐ）寸時 ，可以發現 凸 模和凹（āo）模磨損後，在一個 凸模或 凹模上會同時存在著三類不同磨損性（xìng）質的尺寸（cùn），這時需要區別對待。

第一類：凸模（mó）或 凹模磨損會增大的尺寸：

第（dì）二類：凸模或 凹模磨損後會減小的尺寸：

第三類（lèi）：凸模或 凹（āo）模磨損後基本不變的尺寸。

其（qí）中尺寸的a、b、c對 凸模來 說是屬於第二類（lèi）尺寸，對於凹模來說則是（shì）第（dì）一類尺寸；尺寸 d對於（yú）凸模來說 屬於第一類尺寸，對於凹模來說屬於第二類尺寸（cùn）；尺寸e，對 凸（tū） 模和凹模來說都屬於第三（sān）類尺寸。下麵分別討論（lùn）凸模或 凹模這（zhè）三類尺寸的不同計（jì）算方法。

複雜外形衝裁件的尺寸分類

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

對於衝（chōng）孔凸模或 落料凹模在磨損後將會減小的第二類（lèi）尺寸，相（xiàng）當於簡單（dān）外形的（de）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（lèi）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。

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（chōng）裁件的凸、凹模刃（rèn）口尺寸及製造公差。

解：該衝裁（cái）件屬落料件，選凹模為設計基準件（jiàn），隻需計算落料凹模刃口尺（chǐ）寸及製（zhì）造公差， 凸模刃（rèn）口尺寸由凹模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（chǐ）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（jī）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。但不必標（biāo）注公差注明（míng）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（mó）尺（chǐ）寸(按（àn）凹模實際尺寸（cùn）配件，保證雙麵間隙值為（wéi） 0.10 ～ 0.14mm