五金衝壓件凸凹模具的間隙（xì）設計

刃口（kǒu）尺寸計算的基本原則

衝裁件的尺寸精度（dù）主要決定於模具（jù）刃口的尺寸精（jīng）度，模具的公（gōng）道間隙值也要（yào）靠模（mó）具刃（rèn）口尺寸及製造精度來保證。正確確定（dìng）模具刃（rèn）口（kǒu）尺寸及其製造公差，是設計衝裁模主（zhǔ）要 任務之一。從生產（chǎn）實（shí）踐中可以發現：

1．由於 凸 、凹模之間存（cún）在間隙（xì），使落下 的料或（huò）衝出 的孔都帶有錐（zhuī）度，且落料件的大端（duān）尺寸（cùn）即是凹模尺寸，衝孔（kǒng）件的小端尺寸 即是 凸 模尺寸。

2．在丈量與使（shǐ）用中，落料件是以大端尺（chǐ）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 愈磨（mó）愈 大，結果使間隙愈用愈大

由此在決定（dìng）模具刃口（kǒu）尺寸及其製造公差時需考慮下（xià）述原則：

1．落料件尺（chǐ）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（luò）料模時 ，以凹（āo）模為基準 ，間隙取在 凸模上（shàng） ；設計 衝孔模（mó）時 ，以 凸模（mó）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（de）較小尺寸；設計衝孔模時，凸模（mó）基本 尺寸則應取工件孔尺寸公差範圍內的較大（dà）尺寸。這樣，在 凸 、凹模磨損到一定程度的情況下，仍能衝出合格製件。 凸 、凹模間隙則（zé）取最小公道（dào）間隙（xì）值。

3．確定衝模刃口製造公差時（shí），應考慮製件的公差要求。假（jiǎ）如對刃口精度要求過高( 即製造公差過小 )，會使模（mó）具（jù）製造困難，增加本錢，延永生產周期；假如對刃口精度要求過（guò）低(即（jí）製（zhì）造公差過大 )，則生產出來的製件（jiàn）可能分歧（qí）格，會使模具（jù）的壽（shòu）命降低。製件精度與模（mó）具製造精度的關係見表 2—1。若製件沒有標注公差， 則對於 非（fēi） 圓形件按國家標準 “非配合尺寸的公差數值”IT14級（jí）處理，衝（chōng）模則可按IT11級製造；對（duì）於（yú）圓形件，一般可按IT7～ ６級製造 模具。衝（chōng）壓件的尺寸公差應按（àn）“進體（tǐ）”原則標注為單向公差，落料件上偏差為零，下偏差為負（fù）；衝孔件（jiàn）上偏差為（wéi）正，下偏差為零。

刃口尺（chǐ）寸（cùn）的計算方法

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

( 一 ) 凸模與凹模分開加工

采（cǎi）用這種方（fāng）法，是指凸模（mó）和凹模分別按圖紙加（jiā）工至尺寸。要分別標注凸（tū）模（mó）和凹模刃口尺（chǐ）寸與製造公（gōng）差(凸（tū）模δp、凹模δd)，它適用於圓形或（huò）簡單外（wài）形的製件。為了保證初始間隙值（zhí）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（yě）就是說，新製造的模具應該是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否則製造 的模具間（jiān）隙（xì）已超過答應變動範（fàn）圍 2cmin～2cmax。

下麵對落料和衝孔兩種情（qíng）況分別進行討論。

a)落料b)衝（chōng）孔

1．落料：

設工件的尺（chǐ）寸為D０－△，根據計算原則，落料時以凹模為設計基準。首先確定（dìng）凹模尺寸，使（shǐ）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 模尺寸以保證（zhèng）最小（xiǎo）公道間隙值（zhí） 2cmin。各（gè）部分分配位置見（jiàn）圖2.3.1(a)。其計算（suàn）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（zé），衝孔（kǒng）時以 凸模（mó）設（shè）計 為基（jī）準，首（shǒu）先確定（dìng）凸模刃（rèn）口尺寸，使凸模基本（běn） 尺寸接近或（huò）即是工（gōng）件孔的最大極（jí）限尺寸，再增大凹模尺寸以保證最小公道間隙 2cmin。各部分分（fèn）配位置見圖2—12b)， 凸模製造偏差取負 偏（piān）差，凹模取正偏差。其計算公式如下：

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

Ld＝ （ Lmin＋05△)±0.125△ (2—5)

式中（zhōng）Ｄd——落料凹模基本（běn）尺（chǐ）寸(mm)；

Ｄp——落料 凸模基本（běn） 尺寸(mm)；

Dmax——落料件最大極限尺寸（cùn）(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 最小極限尺（chǐ）寸(mm)；

Ld——同 一工步 中凹（āo）模孔距基本尺寸(mm)；

Lmin——製件孔距最小極限尺寸(mm)；

△——製件公差 (mm)；

2cmin—— 凸（tū） 、凹模最小初（chū）始雙麵間（jiān）隙(mm)；

δp—— 凸模下 偏差，可按IT6選（xuǎn）用(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（chǐ）寸（cùn）盡（jìn）量接近衝裁（cái）件（jiàn）公差帶的中間尺寸，與工件製造精度（dù）有關 ，可查表 2.3.1或按下列關係取值：

當製件公差（chà）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，取x＝05。

表 2.3.1 係數x

解（jiě）：該零件（jiàn）屬於無特殊（shū）要求（qiú）的一般衝孔、落料（liào）件。36由落料獲得，2—6及18由衝孔同時獲得。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 、凹模分別按 IT6和IT7級（jí）加工製造，則（zé）

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，進步製造精度，才能保證（zhèng）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（gù） Dd＝35.69＋0012mmDp＝35.65－0008mm

(二) 凸模（mó）和凹模配合加工

對於外形複雜或（huò）薄板工件的模具，為了保證衝裁凸 、凹模間有一定的間隙值，必須采用配合加工。此方法是先（xiān）做好（hǎo）其中的一件 ( 凸模或 凹模)作為基準（zhǔn）件，然（rán）後以此基準件的（de）實際尺（chǐ）寸來配加工另 一件，使它們之間保（bǎo）持一定的間隙。因此，隻在（zài）基準件上標注尺（chǐ）寸和製造公差，另一件隻標注公稱尺寸並注明配做所留的間隙值。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（gōng）差一般可取δ＝△／ 4(精密模具的製造公差可選幾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，使製造輕易。在計算複雜外形的凸 凹模工作部分的尺（chǐ）寸時 ，可以發現 凸 模和凹（āo）模（mó）磨損後，在一個 凸模或 凹模上會（huì）同時存在著三類不同磨損性質的尺寸，這時需要區別對待。

第一類：凸模或 凹（āo）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寸：

第三類：凸模或 凹模磨損後基（jī）本不變的尺寸。

其中尺（chǐ）寸的a、b、c對 凸（tū）模來 說是屬於第二類尺寸，對於凹模來（lái）說則是第（dì）一類尺寸；尺寸 d對於凸模來說（shuō） 屬於第一類尺寸，對於凹模來說屬於第二類尺寸；尺（chǐ）寸e，對（duì） 凸 模和凹模來說都屬於第三類尺寸（cùn）。下（xià）麵分別討（tǎo）論凸模或 凹模這（zhè）三類尺寸的不同計算方法。

複雜外形衝裁件的尺寸分（fèn）類

對（duì）於落料凹模或衝孔（kǒng）凸模（mó）在 磨損後將會增（zēng）大的第（dì）一（yī）類（lèi）尺寸，相當於簡（jiǎn）單外形的落料凹模尺寸，所以它的基本尺寸及製（zhì）造公差的確定方（fāng）法（fǎ） 就與式 (2—1)相同。第一類（lèi）尺寸： Aj＝ （ Ａmax－x△)＋0.25△ (2—6)

對於衝孔凸模或 落料凹模在磨損（sǔn）後將會減小（xiǎo）的（de）第二（èr）類尺寸（cùn），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差的確定方法（fǎ） 就與式(2—3)相同（tóng）。

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（jī）本尺寸按式（shì） (2—5)計算。

第三（sān）類尺（chǐ）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（cái）料為 10號鋼)衝裁（cái）件的凸、凹模（mó）刃口尺（chǐ）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，隻需計算落料（liào）凹模刃口尺寸（cùn）及製造（zào）公（gōng）差（chà）， 凸模刃口尺寸由凹模的實際尺寸（cùn）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（yú）尺寸為 80mm，選x＝0.5；尺寸為15mm，選x＝1；其餘尺寸均選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（āo） ＝ （ 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（jī）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（miàn）間隙與落料凹模配作。

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