五金（jīn）衝（chōng）壓件凸凹模具的間（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。正確確定模具刃口尺寸（cùn）及其製造公差，是設計衝裁模主要 任（rèn）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（liào）或衝出 的孔都帶有錐度（dù），且（qiě）落料件的大（dà）端尺寸即是凹模尺寸（cùn），衝（chōng）孔件的小端尺寸 即是 凸 模（mó）尺寸。

2．在（zài）丈（zhàng）量與使用中，落料件是以大端尺寸為基準，衝孔（kǒng）孔徑是 以小端尺寸（cùn） 為基準（zhǔn）。

3．衝（chōng）裁時， 凸 、凹模要與衝裁件（jiàn）或廢物發生摩擦， 凸（tū）模愈磨愈 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（kǒu）尺寸及其製造公差時需考慮下述原則：

1．落料件尺寸由凹模尺寸決定， 衝孔時孔的 尺（chǐ）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（tū）模上 ；設（shè）計 衝孔模時 ，以 凸模為 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寸公差範圍的較小尺寸；設計（jì）衝孔模時，凸模（mó）基本 尺寸則應取工件孔尺寸公差範圍內的較大尺寸。這樣（yàng），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（jiān）隙則取最小公道間（jiān）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高( 即製（zhì）造公差過小 )，會使（shǐ）模具製造困難，增加本錢，延（yán）永生產周期；假如對刃口精度要求過低(即製造公（gōng）差過大 )，則生產出來的製件可能分歧格，會使（shǐ）模具的（de）壽命降低。製件精度與模具製造（zào）精度的關係見表 2—1。若（ruò）製件沒（méi）有標注公差， 則（zé）對於 非 圓（yuán）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（zào）；對於圓形（xíng）件，一般可按IT7～ ６級製造 模具。衝壓（yā）件的（de）尺寸公差應按“進體”原則標注為單向公差，落料件上偏差（chà）為零，下偏差為負；衝孔件上偏差為正，下偏差為（wéi）零。

刃口尺寸的計算方法

由於模具（jù）加工方法不同，凸（tū）模與 凹（āo）模刃口部分尺寸的計（jì）算公（gōng）式與製造公差的標注也不同，刃口尺寸的計算方（fāng）法可分為二種情況。

( 一（yī） ) 凸模與凹模分開加工（gōng）

采用（yòng）這種方法，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（hé）凹模刃口尺寸與製造公差（chà）(凸模δp、凹模δd)，它適用於圓形（xíng）或簡單外形（xíng）的製件。為了保證初始間隙值小於最（zuì）至公道間隙（xì）2cmax，必須滿足下列條件（jiàn）：

｜δ p｜＋｜δd｜≤２cmax－2cmin

或取（qǔ）δp＝0.4(2cmax－2cmin)

δd＝0.6(2cmax－2cmin)

也就是說（shuō），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（dòng）範圍 2cmin～2cmax。

下麵對落料和衝孔兩種情況分別進行討論。

a)落料b)衝孔

1．落（luò）料：

設工件的尺寸為D０－△，根據計算原則，落料時（shí）以凹模為設計基準。首先確（què）定凹模尺寸，使凹模基本尺（chǐ）寸接近或即是製件輪廓的最小極限尺寸，再減小凸 模尺寸以保證最小（xiǎo）公道間隙值（zhí） 2cmin。各部分分配位置見圖（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（shè）衝孔尺寸為d＋△0根據以上原則，衝孔時以 凸模設計 為基準，首先確定凸（tū）模刃口尺寸，使凸模基本 尺（chǐ）寸接近或即是工件孔的最大極限（xiàn）尺寸，再增（zēng）大凹模尺寸以保證最小公道間隙 2cmin。各部分分配位置（zhì）見圖2—12b)， 凸模製造偏差取負 偏差，凹模取正偏差。其計算公式如下：

在同一工步中衝出製件兩個以上孔時，凹模型孔中心距 Ld按下式確（què）定 ：

Ld＝ （ Lmin＋05△)±0.125△ (2—5)

式中Ｄd——落料（liào）凹模基本尺寸(mm)；

Ｄp——落料 凸模基本 尺寸（cùn）(mm)；

Dmax——落料件最大極限尺寸(mm)；

dd——衝孔凹模基本尺寸（cùn）(mm)；

dp——衝孔（kǒng） 凸模基本 尺寸(mm)；

dmin—— 衝孔件孔的 最小極限尺寸(mm)；

Ld——同 一工步 中（zhōng）凹模孔距（jù）基本尺（chǐ）寸(mm)；

Lmin——製件孔（kǒng）距最（zuì）小極限尺寸(mm)；

△——製（zhì）件公差 (mm)；

2cmin—— 凸 、凹模最小（xiǎo）初始雙麵間隙(mm)；

δp—— 凸模下 偏差，可按IT6選用（yòng）(mm)；

δd——凹模（mó）上（shàng）偏差，可（kě）按IT7選用（yòng）(mm)；

x——係數，是為了使衝裁件的實際尺寸盡量接（jiē）近衝裁件（jiàn）公（gōng）差帶的中間尺寸，與工件（jiàn）製造精度有關 ，可查表 2.3.1或按下列關（guān）係取值：

當製件公差為（wéi） 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（shù）x

解（jiě）：該零件屬於無特殊要求的一般衝（chōng）孔、落料件。36由落料獲得，2—6及（jí）18由衝孔同時獲（huò）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（jí），取（qǔ）x＝0.75；36＋0.62為IT14級，取x＝0.5。

設凸 、凹模分別按 IT6和（hé）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（zú）間隙公差條（tiáo）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 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（jīng）度，才能保（bǎo）證間隙在（zài）公道範圍內，此時（shí）可取：

δp＝0.4×0.02＝0.008mm

δd＝0.6×0.02＝0.012mm

故（gù） Dd＝35.69＋0012mmDp＝35.65－0008mm

(二（èr）) 凸模和凹模配合加工

對於外形（xíng）複雜或薄板工（gōng）件的模具，為了保證衝裁凸 、凹模間有一定的間隙（xì）值，必須采用配合加工。此方法是先做（zuò）好其中的一件 ( 凸模或 凹模)作為基準件，然後以此基準件的實際尺寸來配加工另 一件，使它們之間保持一定的間隙。因（yīn）此，隻在基準（zhǔn）件上標（biāo）注尺寸和製造公差，另一件隻標注公（gōng）稱尺寸並（bìng）注明配做所（suǒ）留的間隙（xì）值。這樣δ p與δd就不再受間隙限（xiàn）製。根據經驗，普通模具的製造公差一（yī）般可取δ＝△／ 4(精密模具（jù）的製造公（gōng）差可選（xuǎn）幾μ)。這種（zhǒng）方法不僅輕易保證凸 、凹模（mó）間隙值很（hěn）小，而且還可放大基準件的製（zhì）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 ，可以發現 凸 模和凹模磨損後，在一個 凸模或 凹模上會同時存（cún）在著三類不同磨損性質的尺寸，這時需要區別對（duì）待。

第一類：凸模或 凹模磨損會增大的尺寸：

第（dì）二類：凸模或 凹模磨損後會減小的尺（chǐ）寸：

第三類：凸模或 凹模（mó）磨損後基本不變的尺（chǐ）寸。

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

複雜（zá）外形衝裁（cái）件的尺寸分類

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

對於衝孔凸模或 落料凹模在（zài）磨損後將會減小（xiǎo）的第二類尺寸，相當於簡單外形的衝孔 凸 模尺寸，所以它的基本尺寸及製造公（gōng）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本不變的第三類尺寸（cùn）不必考慮磨（mó）損（sǔn）的影響，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)衝裁件的（de）凸、凹模刃（rèn）口尺寸及製造公差。

解：該衝裁件屬落料件，選凹模為設計基準件，隻需計算落料凹模刃（rèn）口尺寸及（jí）製（zhì）造公差， 凸模刃口（kǒu）尺寸由凹模的實際（jì）尺寸按間隙要（yào）求配作。

由表 2—3查（chá）得，2cmin＝0.10mm，2cmax＝0.14mm，由表（biǎo）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（jun1）選x＝0.75。落料凹模的基本尺寸計算如下：

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（āo） ＝(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）基本尺寸與凹（āo）模相同，分別是 79.79mm、39.75mm、34.75mm、22.07mm、14.94mm。但不必標注公（gōng）差注明以 0.1～0.14mm雙麵間隙（xì）與落料凹模配作。

a)落料凹模尺;b)落料（liào）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