​五金衝壓件凸凹（āo）模具的間隙設（shè）計

刃（rèn）口尺寸計算的基本原則（zé）

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（jiān）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（yú） 凸 、凹模之間存在間隙，使落下 的料或衝出 的孔（kǒng）都帶有錐度，且落（luò）料件的大端尺寸即是凹模尺寸，衝孔件的小端尺寸（cùn） 即是 凸 模尺寸。

2．在丈量與使用中（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（shí）， 凸 、凹模要與衝裁件或廢（fèi）物（wù）發生摩擦， 凸模愈磨愈 小，凹模 愈磨（mó）愈 大，結果使間隙愈用愈大

由此在決定模具刃口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 尺寸由 凸 模尺寸決定。 故設（shè）計落料模時 ，以凹模為基準（zhǔn） ，間隙取（qǔ）在 凸模上 ；設計 衝孔模時 ，以 凸模為 基（jī）準，間隙（xì）取在凹模上。

2．考慮到衝裁中 凸 、凹模的磨損，設（shè）計 落料模時 ，凹模基本尺寸應取尺寸公差範圍的較小尺寸；設計衝孔模時，凸模基本 尺（chǐ）寸則應取工件孔尺寸公差範圍內的較大尺寸。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。 凸 、凹模間隙則取最小公道（dào）間隙值。

3．確（què）定衝（chōng）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（jí）製造公差（chà）過小 )，會使模具製造困難，增加本（běn）錢，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 )，則生產出（chū）來的製件可能分歧格（gé），會使模具的壽（shòu）命降（jiàng）低。製件精度與模具製（zhì）造精度的（de）關係見表 2—1。若製件沒有標注公差， 則對於 非 圓形件按國家標準 “非配合尺寸的公差數值”IT14級處理，衝模則可按（àn）IT11級製造；對於圓形件，一般可按IT7～ ６級製造 模具。衝壓件的（de）尺寸（cùn）公差應（yīng）按“進體”原則（zé）標注為單向公差，落料（liào）件上偏差為零（líng），下偏差為負；衝孔（kǒng）件上偏（piān）差為（wéi）正，下偏差為零。

刃（rèn）口尺寸的計（jì）算方法

由於模具加工方法不同，凸模與 凹模刃口部分尺寸的計算（suàn）公式與製造公（gōng）差的（de）標注也不同，刃口尺寸（cùn）的計算方法可分為二種（zhǒng）情況（kuàng）。

( 一 ) 凸模（mó）與凹（āo）模分開加工

采用這種方法，是指凸模和凹模分別按圖紙（zhǐ）加工（gōng）至（zhì）尺寸。要分別標注凸模和（hé）凹（āo）模刃口尺寸與製造公差(凸模δp、凹模δd)，它適用於圓形或（huò）簡單外形的製（zhì）件。為了保證初始間隙值（zhí）小於最至公道間（jiān）隙2cmax，必須滿足下列（liè）條（tiáo）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（shì）｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否則製造 的模具間隙已（yǐ）超過答應（yīng）變（biàn）動（dòng）範圍 2cmin～2cmax。

下麵對落料（liào）和衝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 模（mó）尺寸以保證最小公道間隙值 2cmin。各部分分（fèn）配位置見圖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（chǐ）寸為d＋△0根據以上原則，衝孔時以 凸（tū）模設計 為基準，首先確定凸模刃口尺寸，使凸模基本 尺寸接近或即是工件孔的最（zuì）大極限尺寸，再增大凹模尺（chǐ）寸以保證最小公道間（jiān）隙 2cmin。各部分分配位置見圖2—12b)， 凸模製造偏差取負 偏差（chà），凹模取正偏差。其計算公（gōng）式（shì）如下：

在同一工步中（zhōng）衝出製件兩個以上孔時，凹模型孔中心距 Ld按下（xià）式確定 ：

Ld＝ （ Lmin＋05△)±0.125△ (2—5)

式中（zhōng）Ｄd——落料凹模基本尺寸(mm)；

Ｄp——落料 凸模基本 尺寸(mm)；

Dmax——落料（liào）件最大極限尺寸(mm)；

dd——衝（chōng）孔凹模基本尺寸(mm)；

dp——衝孔（kǒng） 凸模（mó）基（jī）本 尺寸(mm)；

dmin—— 衝孔件孔的 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——製件孔距最小極限尺（chǐ）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IT6選用(mm)；

δd——凹模（mó）上偏差，可按IT7選用(mm)；

x——係（xì）數，是（shì）為了使衝裁件的實際尺寸盡量接近衝裁件公（gōng）差（chà）帶的中間尺寸，與工件（jiàn）製造精度有（yǒu）關 ，可查表（biǎo） 2.3.1或按下列關係取值：

當製件公差為 IT10以（yǐ）上，取x＝１

當製件公差為 IT11～ １３ ，取x＝075

當製（zhì）件（jiàn）公差為 IT14者，取x＝05。

表 2.3.1 係數x

解：該零件屬（shǔ）於無特殊要求的一般（bān）衝孔、落料件。36由落料（liào）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（zé）2cmax－2cmin＝0.06－0.04＝0.02mm

由公（gōng）差表查（chá）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（fèn）別按 IT6和（hé）IT7級加工製（zhì）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（zú）間隙公（gōng）差條（tiáo）件)

孔距尺（chǐ）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（yóu）此可知，隻（zhī）有縮小δ p、δd，進步（bù）製造精度，才（cái）能保證間隙在公道範圍內，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（tū）模和凹模配合加工

對於外形複雜或薄板工件（jiàn）的模具，為了保證衝（chōng）裁（cái）凸 、凹模間有一（yī）定的間隙值，必須采用配合加（jiā）工。此方法是先做好其中的一件 ( 凸模或（huò） 凹模)作為基準件，然後以此基準件的實際尺寸來配加工另 一件，使它們（men）之間保持一定的間隙。因此（cǐ），隻（zhī）在（zài）基準件上標注（zhù）尺寸和製造公差，另一（yī）件隻標注公稱尺寸並注明配做所留的（de）間隙值。這（zhè）樣δ p與（yǔ）δd就不再受間隙限製（zhì）。根據經驗，普通模具的製造（zào）公差（chà）一（yī）般可取δ＝△／ 4(精密模具的製造公差可（kě）選幾（jǐ）μ)。這種方法不僅輕易保證凸 、凹（āo）模間隙值（zhí）很小，而且（qiě）還可放大基準件的製造（zào）公差，使製造輕易。在（zài）計算複雜外形的凸 凹模工作（zuò）部（bù）分的尺寸時 ，可以發現 凸 模和凹模磨損後，在一個 凸模（mó）或 凹模上會同時存在著三（sān）類不同磨損性質的尺寸，這時需（xū）要區別對待。

第一類：凸模或 凹模磨損會增大的尺寸：

第二類：凸模或（huò） 凹模磨損後（hòu）會減小的尺寸：

第三類：凸模或 凹模磨損後（hòu）基本不變的（de）尺寸。

其中尺（chǐ）寸的a、b、c對 凸模來 說（shuō）是屬於第二類（lèi）尺寸，對於凹模來說則是第一類尺（chǐ）寸（cùn）；尺寸 d對於凸模來說 屬於第一類尺寸，對於（yú）凹模（mó）來（lái）說屬於第二類尺寸；尺寸e，對 凸 模和（hé）凹（āo）模來說（shuō）都屬（shǔ）於第三類尺寸。下麵分別討論凸模（mó）或 凹（āo）模這三類尺寸的不同計算方法。

複雜（zá）外形衝裁（cái）件的尺寸分（fèn）類

對於落料凹模或衝孔（kǒng）凸模在 磨損後將會增大的第一類尺寸，相當於簡單（dān）外形的落料凹模（mó）尺寸，所以（yǐ）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)

對於衝孔凸模或 落料凹模在（zài）磨損後將會減小的第（dì）二類尺寸，相當於簡單外形的衝孔 凸 模尺寸，所以它的基（jī）本尺（chǐ）寸（cùn）及製（zhì）造公差的確定方法 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）不必考慮磨損的影響，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（liào）為 10號鋼)衝裁件的凸、凹模刃口尺寸及（jí）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（suàn）落（luò）料凹模刃口尺寸及製造公（gōng）差， 凸模（mó）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：對於尺寸為 80mm，選（xuǎn）x＝0.5；尺寸為15mm，選x＝1；其餘尺寸（cùn）均選x＝0.75。落料凹模的基本尺寸（cùn）計（jì）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（tū）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以 0.1～0.14mm雙麵間隙與落（luò）料凹模配作。

a)落料凹模尺（chǐ）;b)落料凸模尺寸(按（àn）凹模實（shí）際（jì）尺寸配（pèi）件，保（bǎo）證雙麵間隙值為 0.10 ～ 0.14mm