​五金衝壓件（jiàn）凸凹模具的間隙設計

刃口尺（chǐ）寸計算的基本（běn）原則

衝裁件的尺寸精度主要決定於模具刃（rèn）口的尺寸精度，模具（jù）的公道間（jiān）隙值也要靠模（mó）具刃口尺寸（cùn）及製造精度來（lái）保證（zhèng）。正確（què）確定模具刃口尺寸及（jí）其製造公（gōng）差，是設（shè）計衝裁模主要 任務之一。從生產實踐中可以發現：

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

2．在丈量與（yǔ）使用中（zhōng），落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（yù）磨愈 大，結果使間隙（xì）愈用愈大

由此（cǐ）在決定模具（jù）刃口尺寸及其製造公（gōng）差時需考慮下述原則：

1．落料件尺寸（cùn）由凹模尺寸決定， 衝孔時孔的 尺寸由 凸 模尺寸決定。 故設計落料模時 ，以凹模為基準 ，間隙取在 凸模上 ；設計 衝孔模時 ，以（yǐ） 凸模為（wéi） 基準，間隙取在凹模上。

2．考慮到衝裁（cái）中 凸 、凹模的（de）磨損，設計 落料模時 ，凹模基本尺寸應取尺寸（cùn）公差範（fàn）圍的較小尺寸；設計衝孔（kǒng）模時，凸模基本（běn） 尺寸則應取工件孔尺寸公差範圍內的較（jiào）大尺寸。這（zhè）樣，在 凸 、凹模磨損到一定程度（dù）的情況下，仍能衝出合格製件。 凸 、凹模間隙則取最小公道間隙值。

3．確定（dìng）衝模刃口製造公差時，應考慮製件的公差要求。假如對刃口精度要求過（guò）高( 即製造公差過小 )，會使模具製（zhì）造（zào）困難，增加本錢，延永生產（chǎn）周（zhōu）期；假如對刃口精度要求過低(即製造公差（chà）過大 )，則（zé）生產出來的製件可能分歧（qí）格，會使模具的壽命降低。製件（jiàn）精度與模具（jù）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 非 圓形件按國家標準 “非（fēi）配（pèi）合尺寸的公差數值”IT14級處理，衝模則可按（àn）IT11級製造；對於圓形件，一般（bān）可按IT7～ ６級製造 模具。衝壓件的尺寸公差應按“進體”原則標注（zhù）為單（dān）向公差，落料件上偏差為零，下偏差（chà）為負；衝孔件上偏差為正，下偏差為零。

刃口尺寸（cùn）的計算方法

由（yóu）於（yú）模具加工方法不同，凸模與 凹模刃口部分尺（chǐ）寸的計（jì）算公（gōng）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況。

( 一 ) 凸模（mó）與凹模分開加工

采（cǎi）用這種方法，是指（zhǐ）凸模和凹模分別按圖紙加（jiā）工至尺寸。要分別標注凸模和凹（āo）模刃口（kǒu）尺寸與製（zhì）造公差(凸模δp、凹模δd)，它適用於圓形或簡單外（wài）形的製件。為了保證初始間隙值小於最至公道間隙2cmax，必須滿足下列條（tiáo）件：

｜δ p｜＋｜δd｜≤２cmax－2cmin

或取（qǔ）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（yǐ）超過答應變動範圍 2cmin～2cmax。

下麵對落料和衝孔兩種情（qíng）況（kuàng）分別進行討（tǎo）論。

a)落（luò）料（liào）b)衝孔

1．落料：

設工件的尺寸為D０－△，根（gēn）據計算原則（zé），落料時以凹模為設計基準。首（shǒu）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（chǐ）寸以保證最小公道（dào）間隙值 2cmin。各部（bù）分分（fèn）配位置見圖（tú）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根據以上原則，衝孔（kǒng）時以 凸模設計 為基準，首先確（què）定凸模刃口尺寸，使凸模基本 尺寸接近或即是工件（jiàn）孔的最大極限尺寸，再增大凹模尺寸以保證最小公（gōng）道間隙 2cmin。各部分分配位置見圖2—12b)， 凸模（mó）製（zhì）造偏差（chà）取負 偏差，凹（āo）模取正偏差。其計算公式如下（xià）：

在（zài）同一工步中衝出製件兩個以上孔時，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（liào）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(mm)；

dd——衝孔凹模基本尺寸(mm)；

dp——衝孔 凸（tū）模基本 尺寸(mm)；

dmin—— 衝孔件孔（kǒng）的 最小極限（xiàn）尺寸(mm)；

Ld——同 一工步 中凹模孔（kǒng）距基本尺寸(mm)；

Lmin——製件孔（kǒng）距最小（xiǎo）極限尺寸(mm)；

△——製件公差 (mm)；

2cmin—— 凸 、凹模最小初始雙（shuāng）麵間隙(mm)；

δp—— 凸模下 偏差，可按（àn）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裁件公（gōng）差帶的中間尺寸，與工件製造精度有關（guān） ，可查表 2.3.1或按下列關係取值：

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（wú）特殊要求的一般衝孔、落（luò）料件。36由落料（liào）獲得，2—6及18由衝孔（kǒng）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（fèn）別按 IT6和IT7級加工（gōng）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，才能保證間隙（xì）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) 凸模和凹模配合加工

對於外形複雜或薄板工（gōng）件（jiàn）的模具，為了保證衝（chōng）裁凸 、凹模間有一定的間隙值，必須采用配（pèi）合加（jiā）工。此方法是先做好其中的一件 ( 凸模或（huò） 凹模)作為基（jī）準件，然後以（yǐ）此基準件的實際尺寸來配加工另 一件（jiàn），使它們之間保持一（yī）定（dìng）的間隙。因此，隻在基準件上（shàng）標注尺寸和製造公差，另一件隻標注公稱尺寸並注明（míng）配做所留的間隙值。這樣δ p與δd就（jiù）不再受間隙限製。根據經驗，普通模具的（de）製造（zào）公差（chà）一般可取δ＝△／ 4(精密（mì）模具的製造公差可選幾μ)。這種方法不僅輕易（yì）保（bǎo）證凸 、凹模（mó）間隙值很小，而且還可放大基準件的（de）製造公差，使製造輕易。在計算複雜外形的凸 凹模工作部分的（de）尺寸時 ，可以發現 凸 模和凹模磨損後，在一個 凸（tū）模或 凹模上會同時存在著三類不同磨損性質的（de）尺寸，這時（shí）需要區別對待。

第一類：凸模或 凹模磨損會增大的尺寸：

第（dì）二類：凸模或 凹模磨損後會（huì）減小的（de）尺寸：

第（dì）三類：凸模或 凹模磨損（sǔn）後基本（běn）不變的尺寸。

其中尺寸的a、b、c對 凸模來 說（shuō）是屬於第二類尺寸（cùn），對於（yú）凹模來說則是第一類尺寸；尺（chǐ）寸 d對於（yú）凸模來說（shuō） 屬於第一類尺寸，對於凹（āo）模來說屬於（yú）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。下麵分別討論凸模或 凹模這三類尺寸的不同計算方法。

複雜外（wài）形衝裁（cái）件的尺寸分類

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

對（duì）於衝孔（kǒng）凸模或 落料凹模在磨損後（hòu）將會減小（xiǎo）的第二類尺寸，相當於簡單外形的衝孔 凸 模尺寸，所以（yǐ）它的基本尺寸及製造公差的（de）確定方法 就與式(2—3)相同。

第二類尺（chǐ）寸：Ｂj＝ （ Ｂmin＋x△)－0.25△ (2—7)

對於凸模或凹（āo）模在磨損後基本不變的第三類（lèi）尺寸不（bú）必考慮磨損的影響，凸、凹模的基本尺寸按式 (2—5)計（jì）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（wéi） 10號鋼（gāng）)衝裁件的凸、凹模刃口尺寸及製造公差。

解：該衝裁件屬落料件，選凹模為設計（jì）基準件，隻需計（jì）算落料凹模刃口尺寸及製造公差， 凸（tū）模（mó）刃口（kǒu）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：對於尺寸為 80mm，選（xuǎn）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（de）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（míng）以 0.1～0.14mm雙麵間隙與落料凹模配作。

a)落料凹模尺（chǐ）;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