五金衝壓件（jiàn）凸凹模具的間隙設計

刃口尺寸計算的基本原則

衝裁件的尺寸精度主要（yào）決定於模（mó）具刃（rèn）口的尺寸精度（dù），模具的公道間隙值也要靠模具刃口尺寸及製（zhì）造精度來（lái）保證（zhèng）。正確確定模具（jù）刃口尺寸及其製造公差，是設計衝裁模主要 任務（wù）之一。從生產實踐中可以發現：

1．由於 凸 、凹模（mó）之間（jiān）存在間隙，使落下 的料或衝出 的孔都帶（dài）有錐度，且落料（liào）件的大端尺寸即是凹模尺寸（cùn），衝孔件的小端尺寸（cùn） 即是 凸 模尺寸。

2．在丈量（liàng）與使用中，落料件是以大端尺寸為基準，衝孔孔徑是 以（yǐ）小端尺寸 為基準。

3．衝裁時， 凸 、凹模要（yào）與（yǔ）衝裁件（jiàn）或廢物發生（shēng）摩擦， 凸模愈磨愈 小，凹模 愈磨愈 大，結果（guǒ）使間（jiān）隙（xì）愈用愈大

由（yóu）此在決定模具刃口尺寸及（jí）其製造公差時需考慮下述原則：

1．落料件尺寸（cùn）由凹模尺寸決定， 衝（chōng）孔時（shí）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（jiān）隙取在 凸（tū）模上 ；設計 衝（chōng）孔模時 ，以 凸模為 基準，間隙取在凹模上。

2．考慮到（dào）衝裁中 凸 、凹模的磨損，設計 落料模時（shí） ，凹模（mó）基本尺寸應取尺寸公差範圍（wéi）的較小尺寸；設計衝孔模時，凸模基本 尺寸則應取工件孔尺寸公差範圍內的較大尺寸（cùn）。這樣（yàng），在 凸 、凹（āo）模磨損到一定程度的情況下，仍能衝出合格製件。 凸 、凹（āo）模（mó）間隙則取最小（xiǎo）公（gōng）道（dào）間（jiān）隙值。

3．確定（dìng）衝（chōng）模刃口（kǒu）製造公（gōng）差時，應考（kǎo）慮製件的公差要求。假如對刃口精度要求過高( 即製造公差過小 )，會（huì）使模具製造困難，增加本（běn）錢，延永生產周期；假如對刃口精（jīng）度要求過低(即製（zhì）造公差過大（dà） )，則（zé）生產出來的（de）製件可能分歧格（gé），會使模（mó）具的壽命降低。製件精度與模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（yuán）形件按國家標準 “非配合尺寸的公差數值”IT14級處（chù）理，衝模則可按IT11級製造；對於圓形件，一般可按IT7～ ６級製（zhì）造 模具。衝壓件的尺（chǐ）寸公差應按“進體”原則標注（zhù）為（wéi）單向公差，落料件上（shàng）偏差為零，下偏差為負；衝孔件上（shàng）偏差為正，下偏差為零（líng）。

刃口尺寸的計算方法

由於（yú）模具加工（gōng）方法不同，凸模與 凹模刃口部分尺寸的計算公式與製造公（gōng）差的標注（zhù）也不同，刃口尺寸的（de）計算（suàn）方法可分為（wéi）二種情（qíng）況。

( 一 ) 凸模（mó）與凹模分開加工

采用（yòng）這種方（fāng）法，是指凸模和凹模分別按圖紙加工至尺寸。要分別標注凸模和凹模刃口尺寸與製造公差(凸（tū）模（mó）δp、凹模δd)，它適用於圓形或（huò）簡單（dān）外形的製件。為（wéi）了保證初始間隙值小於最（zuì）至（zhì）公道間隙2cmax，必（bì）須滿足下（xià）列條件：

｜δ p｜＋｜δd｜≤２cmax－2cmin

或取δp＝0.4(2cmax－2cmin)

δd＝0.6(2cmax－2cmin)

也就是說，新（xīn）製造（zào）的模具應該是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否（fǒu）則製造（zào） 的模具間隙已超過答應變動（dòng）範圍 2cmin～2cmax。

下麵對（duì）落料和衝孔兩種情況分別進行討論。

a)落料b)衝孔

1．落料（liào）：

設工件的尺（chǐ）寸為D０－△，根據計（jì）算原則，落料時（shí）以凹模為設計基準。首先確（què）定凹模（mó）尺寸（cùn），使凹（āo）模基本尺寸接近或即（jí）是（shì）製件輪廓的最小極限尺寸，再（zài）減小凸 模尺寸以保（bǎo）證最小公道間隙值 2cmin。各部分分配位置見圖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（shè）衝（chōng）孔尺寸為（wéi）d＋△0根據以上原則，衝孔時以 凸模設計 為基準（zhǔn），首先確定凸模刃口尺寸，使凸模基本 尺寸接近或即是（shì）工件孔的最大（dà）極限尺寸，再增大凹模（mó）尺寸以保證最小公道間隙 2cmin。各部分分配位置見圖2—12b)， 凸模製造偏差取（qǔ）負 偏差，凹模取正（zhèng）偏差。其計算公（gōng）式如下：

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

Ld＝ （ Lmin＋05△)±0.125△ (2—5)

式中Ｄd——落料凹模基（jī）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（chǐ）寸(mm)；

dp——衝孔（kǒng） 凸模（mó）基本 尺寸(mm)；

dmin—— 衝孔件孔的 最小極限尺寸(mm)；

Ld——同 一工步 中凹模孔距基本尺寸(mm)；

Lmin——製件孔距最（zuì）小極限尺寸(mm)；

△——製件公（gōng）差 (mm)；

2cmin—— 凸 、凹模最小初（chū）始雙麵間隙(mm)；

δp—— 凸模下 偏差，可按IT6選用(mm)；

δd——凹模上偏差，可按（àn）IT7選用(mm)；

x——係數，是（shì）為了使衝裁件的實際尺寸盡量（liàng）接（jiē）近衝裁件公差帶的（de）中（zhōng）間尺寸，與工（gōng）件製造精度有關 ，可查表 2.3.1或按下列關（guān）係（xì）取值：

當製件公差為 IT10以上（shàng），取x＝１

當（dāng）製件公差為 IT11～ １３ ，取x＝075

當製件公（gōng）差為 IT14者，取x＝05。

表 2.3.1 係數x

解：該零件屬於（yú）無特殊要求的一般衝孔、落料件。36由落料獲（huò）得，2—6及18由衝（chōng）孔同（tóng）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（dé）：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級加工製造（zào），則

衝（chōng）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，進步製造精度（dù），才能保證（zhèng）間隙在（zài）公（gōng）道範圍內，此時可（kě）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

對於外形（xíng）複雜或薄板工件（jiàn）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。此方法是先做好（hǎo）其中的一件 ( 凸模或 凹模)作為基準件，然後以此（cǐ）基準件的實際尺寸（cùn）來配加工另 一件，使它（tā）們之間保（bǎo）持一定的間隙。因此（cǐ），隻在基準件上標注尺寸和製造公差，另一件隻標（biāo）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（zhì）造（zào）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（zhèng）凸 、凹（āo）模間隙值很小，而且還可放大基準件的製造公（gōng）差，使製造輕易。在計（jì）算複雜外形的凸 凹模（mó）工作部分的尺寸時 ，可以（yǐ）發現 凸 模和凹模磨損後，在（zài）一個 凸模或 凹模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（duì）待。

第一類：凸模或（huò） 凹（āo）模（mó）磨損會增大的尺寸：

第（dì）二類：凸模或 凹模磨損（sǔn）後會減小的尺寸：

第三類：凸（tū）模或 凹模磨損（sǔn）後基本不變的（de）尺寸。

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

複雜外形（xíng）衝裁件（jiàn）的尺寸分類（lèi）

對（duì）於落料凹模或衝孔凸模在 磨損後將會增大的第一類尺寸，相當於簡單外形的落料凹模尺寸，所以它的基本尺寸及製造（zào）公差的（de）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（āo）模在磨損後將會（huì）減（jiǎn）小的（de）第二類尺寸（cùn），相（xiàng）當於簡（jiǎn）單外形的衝孔 凸 模尺寸（cùn），所以它的基本尺寸及製造公差的確定方法 就（jiù）與式(2—3)相同（tóng）。

第二類尺寸（cùn）：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不必考慮磨損的影響，凸、凹（āo）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（hòu）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（wéi）設計基準（zhǔn）件，隻（zhī）需計算落料凹模刃口尺寸及製造公差， 凸模刃口尺寸（cùn）由凹模的實際尺寸按間隙要求（qiú）配作。

由表（biǎo） 2—3查（chá）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（wéi）15mm，選x＝1；其餘（yú）尺（chǐ）寸均選（xuǎn）x＝0.75。落（luò）料凹模的基本尺（chǐ）寸計算（suàn）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

落料凸模的基本尺寸與（yǔ）凹模相（xiàng）同，分（fèn）別是 79.79mm、39.75mm、34.75mm、22.07mm、14.94mm。但（dàn）不（bú）必標注公差注明以 0.1～0.14mm雙麵間隙與落料（liào）凹（āo）模配作。

a)落料凹模尺;b)落料凸模尺寸(按凹模實際（jì）尺寸配件，保證雙麵間隙（xì）值為 0.10 ～ 0.14mm