五金衝壓件凸凹模（mó）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（zhǔ）要決定於模具刃口的尺寸精度，模具的公（gōng）道間隙值也要靠模具（jù）刃口尺寸及製造精度來保證。正確確定模具刃口（kǒu）尺寸及其製造公差，是設計衝裁模主要 任務之一。從（cóng）生產（chǎn）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（luò）料件（jiàn）的大端尺寸即是凹（āo）模尺寸，衝孔件的小端尺寸 即（jí）是 凸 模尺寸。

2．在丈量（liàng）與使用中（zhōng），落料件是以大端尺寸（cùn）為（wéi）基準，衝孔孔徑是 以小端尺寸 為基準。

3．衝裁時， 凸（tū） 、凹模（mó）要與衝裁件或廢物發生摩（mó）擦， 凸模愈磨愈 小，凹模 愈磨愈 大，結果（guǒ）使間隙愈用愈大

由此在決定模具刃口（kǒu）尺寸及其製造公（gōng）差時需考慮（lǜ）下述原則：

1．落料件尺寸（cùn）由（yóu）凹（āo）模尺寸決定， 衝孔時（shí）孔的 尺寸（cùn）由 凸 模尺寸決定。 故設計（jì）落料模時 ，以凹模為基準 ，間隙取在 凸模上 ；設計 衝孔模時 ，以 凸模為 基準，間隙取（qǔ）在凹（āo）模（mó）上。

2．考慮到衝裁中 凸 、凹模（mó）的磨損，設計 落（luò）料模（mó）時 ，凹模基本尺（chǐ）寸應取尺寸公差範圍的較小尺寸；設計衝孔模時，凸模基本 尺寸（cùn）則應取工件孔尺寸公差（chà）範圍內的（de）較大尺寸。這樣，在 凸 、凹（āo）模磨損（sǔn）到一（yī）定程度的情況下，仍能（néng）衝出合格製件。 凸 、凹模間隙則取（qǔ）最小公道間隙值。

3．確定衝模刃口製造公差（chà）時，應考慮製件的公（gōng）差要求。假如（rú）對刃口精度要求過高( 即製造公差過（guò）小 )，會使模具（jù）製造困難，增加（jiā）本錢，延永生產周期（qī）；假（jiǎ）如（rú）對刃口精度要求過低(即製造公差過大（dà） )，則生產出來的製件可能分歧格，會使模（mó）具的壽命降低。製件精度（dù）與模具製造精（jīng）度的關係見表 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（hé）尺寸的公差數（shù）值”IT14級處理，衝模則可按IT11級製造；對於圓形件，一般可按IT7～ ６級製造 模具。衝壓件的尺寸公差應按“進體”原則標注為單向（xiàng）公差，落料（liào）件上偏（piān）差為零，下偏差為負；衝孔件上偏差為正，下偏差為零。

刃口尺寸（cùn）的計（jì）算方法（fǎ）

由於模具加（jiā）工方法不同，凸模與 凹模刃口（kǒu）部分尺寸（cùn）的計算公式與製造公差的標注（zhù）也不同（tóng），刃（rèn）口尺寸的計算方法（fǎ）可分為二種情況。

( 一 ) 凸模與凹模分開加工

采用這種方法，是指凸模和凹模分別按圖（tú）紙加工至尺（chǐ）寸。要分別標注凸模和凹模刃口尺寸與製造公（gōng）差(凸模（mó）δp、凹模δd)，它（tā）適用於圓形（xíng）或簡單外（wài）形的製件。為了（le）保證初始間隙值小於最至公道間隙2cmax，必須滿足下列條件：

｜δ p｜＋｜δd｜≤２cmax－2cmin

或（huò）取δp＝0.4(2cmax－2cmin)

δd＝0.6(2cmax－2cmin)

也就是說，新製造的模具應（yīng）該是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否則製造 的模具間隙已超過答應變動範圍 2cmin～2cmax。

下麵對落料和（hé）衝孔兩種情況分別進行討論。

a)落料b)衝孔（kǒng）

1．落料：

設工（gōng）件的尺寸為D０－△，根據計算原則，落料時以凹模為設計（jì）基準。首先確定凹模尺寸，使凹（āo）模基本（běn）尺寸接（jiē）近或即是製件輪（lún）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 2cmin。各部（bù）分分（fèn）配位（wèi）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（shè）衝孔尺寸為d＋△0根（gēn）據（jù）以上原則，衝孔時以 凸模（mó）設計（jì） 為（wéi）基準，首先確定（dìng）凸模（mó）刃口尺寸，使凸模基本 尺寸接近或即是工件孔的（de）最大極限尺寸，再增大凹模尺（chǐ）寸以保證最小（xiǎo）公道間隙 2cmin。各部分分（fèn）配位置見圖（tú）2—12b)， 凸（tū）模製造偏差取負 偏差，凹（āo）模取正偏差。其計算公式如下：

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

Ld＝ （ Lmin＋05△)±0.125△ (2—5)

式（shì）中Ｄd——落（luò）料凹模基本尺寸(mm)；

Ｄp——落料 凸模基（jī）本 尺寸(mm)；

Dmax——落料件最大極限（xiàn）尺寸(mm)；

dd——衝孔凹模基本尺寸（cùn）(mm)；

dp——衝孔 凸模基本（běn） 尺寸(mm)；

dmin—— 衝孔件孔的 最小極限尺寸(mm)；

Ld——同 一工步 中凹模孔距基（jī）本尺寸(mm)；

Lmin——製件孔距最小極（jí）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（mó）上偏差，可按IT7選（xuǎn）用(mm)；

x——係數，是為了使衝裁（cái）件的實際尺寸盡量接近衝裁件公差（chà）帶的中間尺寸，與工件製造精度有關 ，可查表 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（zhì）件公差為 IT11～ １３ ，取x＝075

當製件公差為 IT14者（zhě），取x＝05。

表 2.3.1 係（xì）數x

解：該零件屬於無特殊要求的（de）一般（bān）衝孔、落料件。36由落料獲（huò）得，2—6及18由衝孔（kǒng）同時獲（huò）得。查表（biǎo） 2.3.1，2cmin＝０.04，2cmax＝0.06，則（zé）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（wéi）IT14級，取x＝0.5。

設凸 、凹模（mó）分（fèn）別按 IT6和IT7級（jí）加工製造，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 0.016＋0.025＝０.04＞0.02

由此可知，隻有縮小δ p、δd，進（jìn）步製造（zào）精度，才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) 凸模和凹模配合加工（gōng）

對於外形複雜或薄板工件的模具，為了保（bǎo）證衝（chōng）裁凸 、凹模間有一定的間隙值，必須采用配合加工（gōng）。此方法（fǎ）是先做好其中的一件 ( 凸模或 凹模)作為基（jī）準件，然後以此基（jī）準件的實際尺寸（cùn）來配加工另 一件，使它（tā）們之間保持一定的間隙。因此，隻在基準件上標注尺寸（cùn）和製造公差，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(精密模具的製造公（gōng）差可選幾μ)。這種方法不僅輕易保證凸 、凹模間隙值很小，而且還可放大基準件的製造公差，使（shǐ）製造輕（qīng）易。在計算複雜外形（xíng）的凸 凹模工作部（bù）分的尺寸時 ，可以發現 凸 模和凹模磨損（sǔn）後，在一個 凸模或 凹模上會同時存在著三類不同磨損性質的尺（chǐ）寸，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：

第二類：凸模或 凹模磨損（sǔn）後會減（jiǎn）小的尺寸：

第三類：凸（tū）模或 凹模磨損後基本不變的尺寸。

其中（zhōng）尺寸（cùn）的a、b、c對 凸（tū）模來 說是屬於第二類尺寸，對於凹模來說則是第（dì）一類尺寸；尺寸 d對於凸（tū）模來說 屬於（yú）第一類尺寸，對於凹模來說屬於第二類尺寸；尺寸e，對 凸 模和凹模來說都屬於第三類尺寸。下（xià）麵分別討論凸模或 凹模這三類尺寸的不同（tóng）計算方法（fǎ）。

複雜外形衝裁件的尺寸分類

對於落料凹模或衝孔凸（tū）模在 磨（mó）損（sǔn）後將會增大的第一類尺寸，相當於簡單外形的落料凹模尺寸（cùn），所以它的基本尺寸及製造公差的確定方法 就與式（shì） (2—1)相同（tóng）。第一類尺寸： Aj＝ （ Ａmax－x△)＋0.25△ (2—6)

對於衝孔凸模或 落料凹模在磨（mó）損後將會減小的第二類尺（chǐ）寸，相當於簡單（dān）外形的衝孔 凸 模尺（chǐ）寸，所以它的基本尺寸及（jí）製造（zào）公差的確定（dìng）方法 就與式(2—3)相同。

第二類尺寸：Ｂj＝ （ Ｂmin＋x△)－0.25△ (2—7)

對於凸（tū）模或凹（āo）模在磨損後（hòu）基本不變的（de）第三類尺寸不必考慮磨損的影響（xiǎng），凸、凹模的基本（běn）尺寸按式（shì） (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、凹模刃口尺寸及製造公差。

解：該衝裁件屬落料件，選凹（āo）模為設計基（jī）準件，隻需計算落料凹模刃口尺寸（cùn）及製造公差， 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（cùn）計算如（rú）下：

a凹（āo） ＝（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以 0.1～0.14mm雙麵間隙與落料凹模配作。

a)落料凹模尺;b)落（luò）料凸模尺寸(按凹（āo）模實際尺寸配件，保證雙麵間隙值（zhí）為 0.10 ～ 0.14mm