五金衝壓件凸凹（āo）模具的間（jiān）隙設計

刃口尺寸計算的基本原則

衝裁件的尺寸精度主要決定於模（mó）具（jù）刃口的（de）尺寸精（jīng）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。正確確定模具刃口尺寸及其製造公（gōng）差，是設計衝裁模主（zhǔ）要 任務之一。從生產實踐中可以發現：

1．由於 凸（tū） 、凹模之間存在間（jiān）隙，使（shǐ）落下（xià） 的料或衝出 的孔都帶有錐度（dù），且落（luò）料件的大端尺寸即是凹模尺寸，衝孔（kǒng）件的（de）小端尺寸 即是 凸 模尺（chǐ）寸。

2．在丈量與使用中，落料件是以大端尺寸為基準，衝（chōng）孔孔徑是 以小（xiǎo）端尺寸 為基（jī）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 愈磨愈 大（dà），結果使（shǐ）間隙愈用愈大

由此在決定模具刃口尺寸（cùn）及其製造公差時（shí）需考慮下述原則：

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

2．考慮到衝裁中 凸 、凹（āo）模的磨損，設計 落料模時 ，凹模基本尺寸應取尺寸公差範圍的較（jiào）小尺寸；設計（jì）衝孔模時，凸（tū）模基本 尺寸則應取工件孔尺寸（cùn）公差範圍內的較大尺（chǐ）寸。這樣，在 凸 、凹模磨損到一定程度的情（qíng）況下，仍能衝出合格製件（jiàn）。 凸 、凹模間隙則取最小公道（dào）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。假如對刃口（kǒu）精度要求過高（gāo）( 即製造公差過小 )，會使模具製造困難，增加本錢（qián），延永生（shēng）產周期；假如對刃口精度要求過低(即製造公差過大 )，則生（shēng）產出來的（de）製件可能分歧格，會使模（mó）具的（de）壽命降低。製件精度與模具製造精度的關係（xì）見表 2—1。若製件沒有標注公差， 則對（duì）於 非 圓形件按國家標準 “非（fēi）配合尺寸的公差數（shù）值”IT14級（jí）處理，衝模則可按IT11級製造；對於圓形件，一般可按IT7～ ６級（jí）製造 模具。衝壓件（jiàn）的尺寸公差應按“進體”原則標注為單（dān）向公差，落料件上偏差為零，下偏差為負；衝孔件上偏差為正，下偏差為零（líng）。

刃口尺寸（cùn）的計算方法

由（yóu）於模具加工（gōng）方法（fǎ）不同，凸模與 凹模刃口部分尺寸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（fǎ）可分為二種情況。

( 一 ) 凸模與凹模分開（kāi）加（jiā）工

采用這種方法，是指凸模和凹模分別按（àn）圖紙加工至尺寸。要分（fèn）別標注凸（tū）模和凹（āo）模刃（rèn）口尺寸（cùn）與製造公差(凸模δp、凹模δd)，它適用於圓形或簡單外形的（de）製件。為了保證初始間隙值小於最至公道間隙2cmax，必須滿足（zú）下列條件：

｜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（mó）具應該是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否則製造 的模（mó）具間隙已超過答（dá）應變動範圍 2cmin～2cmax。

下麵對落料和衝（chōng）孔兩種情況分別進行討論。

a)落料b)衝孔

1．落料：

設工件的尺寸為D０－△，根據計算原則，落料時以凹模（mó）為設計基準。首先確定凹模尺寸，使凹模基本尺寸（cùn）接近或即是製件輪廓的最小極限尺寸（cùn），再減小凸 模尺寸以保證最小公道間隙值 2cmin。各部分分配（pèi）位置見圖2.3.1(a)。其（qí）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（shè）衝孔尺寸為（wéi）d＋△0根（gēn）據以上原則，衝孔時（shí）以 凸模設計 為基準，首先（xiān）確（què）定凸模刃口尺寸（cùn），使凸模基本 尺寸接近或（huò）即是工件孔的最大極限尺寸，再（zài）增大凹模尺寸以保證最小公道間隙（xì） 2cmin。各部分分配位（wèi）置見圖2—12b)， 凸模製造偏差（chà）取負 偏差，凹模取正偏差。其計算公式如下：

在同（tóng）一工步中衝出製（zhì）件兩個（gè）以（yǐ）上孔時，凹模（mó）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 凸模基本 尺寸(mm)；

dmin—— 衝孔件孔的 最（zuì）小極限尺寸(mm)；

Ld——同 一工步 中凹（āo）模孔距基（jī）本尺（chǐ）寸(mm)；

Lmin——製件孔距最小極限尺寸(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（yòng）(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（jìn）量接近衝（chōng）裁件（jiàn）公差帶的中間尺寸，與（yǔ）工件製造精度有關 ，可（kě）查表 2.3.1或按下列關係（xì）取值：

當製件（jiàn）公差（chà）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（jiě）：該零件屬於無特殊要求（qiú）的一般衝孔、落料件。36由落料（liào）獲得，2—6及18由（yóu）衝（chōng）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（biǎo）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（āo）模分別按 IT6和IT7級加工製造（zào），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（jù）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（bù）製造精度，才能保證間隙在公道範圍內，此時可取（qǔ）：

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（tū）模和（hé）凹模配合加工

對（duì）於外形複雜或薄板工件的模具，為了保證衝裁凸 、凹模間有一（yī）定的間隙值，必須采用配合加工。此方法是先做好其中的一件 ( 凸模或 凹模)作為（wéi）基準件，然後以此基準件（jiàn）的（de）實際尺寸來（lái）配加（jiā）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（biāo）注尺寸和（hé）製造公差，另一件隻標注公稱尺寸並注明配做所（suǒ）留的間隙（xì）值。這（zhè）樣δ p與δd就不再受間隙限製。根據經驗（yàn），普通模具的製造公差一般可取δ＝△／ 4(精密模具的製造公差可（kě）選幾μ)。這種方法不僅輕易保證凸 、凹模間隙（xì）值很小，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 凹模工作部分的尺寸時 ，可（kě）以（yǐ）發現 凸 模和凹模磨損後，在一個（gè） 凸模或（huò） 凹模（mó）上會同時存在著三類不同磨損性質的尺寸，這時需要區別對待。

第一（yī）類：凸模或 凹模磨損會增大的尺寸：

第二類（lèi）：凸模或（huò） 凹模磨（mó）損後會減（jiǎn）小的尺寸：

第三類：凸模或 凹模磨損後基（jī）本不變的尺寸。

其（qí）中尺（chǐ）寸的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（duì）於凸模來說 屬於第一類尺寸，對於凹模（mó）來說屬於第二（èr）類尺寸；尺（chǐ）寸e，對 凸 模和凹模來說都屬於第三類（lèi）尺寸。下麵（miàn）分別討論凸模或 凹模這三類尺寸的不同（tóng）計算方法。

複雜外形衝裁件的尺寸分類

對（duì）於落料凹模或衝孔凸模在 磨損後將會增（zēng）大的第一類尺寸，相當於簡單外形的落料（liào）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（xiàng）同。第一（yī）類尺寸： 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（cùn），相當於（yú）簡單外形的衝孔 凸 模尺寸（cùn），所（suǒ）以它（tā）的基本尺寸及製造（zào）公差的確定方法 就與（yǔ）式(2—3)相同。

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

對（duì）於凸模或凹模在磨損後基（jī）本不變的第（dì）三類（lèi）尺寸不必考慮磨損的（de）影響，凸、凹模的基本（běn）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公差。

解：該衝裁件屬落料件，選凹模為設計基準（zhǔn）件，隻（zhī）需計算落料凹模刃口尺寸及製造公差， 凸（tū）模刃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（cùn）均選x＝0.75。落料凹模的（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（de）基（jī）本尺寸與凹模相同（tóng），分別是（shì） 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（jiān）隙與落料凹模配作。

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