​五金衝壓件（jiàn）凸凹（āo）模具的間隙設計

刃口（kǒu）尺寸（cùn）計算的基本原則

衝裁件的尺寸精度主要（yào）決定於模具刃口（kǒu）的尺寸精度，模具的公道間（jiān）隙值（zhí）也要（yào）靠模具刃口尺（chǐ）寸及製造精度來保證（zhèng）。正確確定模具刃口尺寸（cùn）及其製造公差，是設計（jì）衝裁模主要 任務之一。從生產實踐中可以發現：

1．由於 凸 、凹模之間存在間（jiān）隙，使落下 的料或衝（chōng）出 的孔都帶有錐度，且落料件的大端尺（chǐ）寸即（jí）是凹模尺寸，衝孔件的小（xiǎo）端尺寸 即是 凸 模尺寸（cùn）。

2．在丈量與使用中，落（luò）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（cái）時， 凸 、凹模要與（yǔ）衝裁件或廢物發生（shēng）摩擦， 凸模愈磨愈 小，凹模（mó） 愈磨愈 大，結果使間隙愈用愈大

由此在決（jué）定模具刃口尺寸及其製造（zào）公差時需考慮下述（shù）原則：

1．落料件尺寸由凹模尺寸決定， 衝（chōng）孔時孔的 尺寸由 凸 模尺寸決（jué）定。 故設計落料模時 ，以（yǐ）凹模為基準 ，間隙（xì）取在 凸模上 ；設計 衝孔模時（shí） ，以 凸模為（wéi） 基（jī）準，間隙（xì）取在凹模上。

2．考慮到衝（chōng）裁中 凸（tū） 、凹模的磨損，設計 落料（liào）模時 ，凹模基（jī）本尺寸應取尺寸公差（chà）範圍的較小尺寸；設計衝孔模時，凸模基本 尺寸則應取工件孔（kǒng）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況下，仍能（néng）衝出合格製件。 凸 、凹（āo）模間隙則（zé）取最（zuì）小公道間隙值。

3．確定衝模刃口製造（zào）公差時（shí），應考慮製件的公差要求。假如對刃口精度要（yào）求過高( 即製造公差過小（xiǎo） )，會使模具製造困難，增加本錢（qián），延永生產周期；假如對刃口精度要求過低(即製造公差過大 )，則生產出來的製（zhì）件可能（néng）分歧（qí）格，會使模（mó）具的壽命降低。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 圓形件按國家標準 “非配（pèi）合尺寸的公差數值”IT14級處理，衝模則可按IT11級製造；對於圓形件，一（yī）般可按IT7～ ６級製（zhì）造 模具。衝壓件的（de）尺寸（cùn）公差應按“進體”原則標注為單向公差，落料件（jiàn）上偏差（chà）為零，下偏（piān）差為負（fù）；衝孔件上偏差為正（zhèng），下偏差為零。

刃口尺寸的計算方法

由於模具加工方法不同，凸模與 凹模（mó）刃口部分尺寸的計（jì）算公（gōng）式與製造公差的標注也不同（tóng），刃口尺寸的計算（suàn）方法可分為二（èr）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紙加工至尺寸。要分別（bié）標注凸模和凹模刃口尺寸與製造公差(凸模δp、凹模δd)，它適用於圓形或簡單外形的製件。為了保證（zhèng）初始（shǐ）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

或取δp＝0.4(2cmax－2cmin)

δd＝0.6(2cmax－2cmin)

也就是說，新製造的模具應該是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否則製造 的模具間隙已超過答（dá）應變（biàn）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．落料：

設工件的尺寸（cùn）為D０－△，根據（jù）計算原則，落料時以凹模為設計基準。首先（xiān）確定凹模尺寸，使凹模基本尺寸接近或即（jí）是製件輪廓的（de）最小極（jí）限尺寸，再減小凸 模尺寸以保證最小公道間隙值 2cmin。各部分分配位置見圖2.3.1(a)。其計（jì）算公式如（rú）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，衝孔時以 凸模設計 為（wéi）基準，首先（xiān）確定凸（tū）模刃口尺寸，使凸模基本 尺寸接近（jìn）或（huò）即是工件孔的最大極限（xiàn）尺寸（cùn），再增大凹模尺寸以保證最小公道間隙 2cmin。各部分分配位置見圖2—12b)， 凸模製造偏差取負 偏差，凹模取正偏差（chà）。其計算公（gōng）式如下：

在同一工步（bù）中衝（chōng）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)

式中Ｄd——落料凹模基（jī）本尺寸(mm)；

Ｄp——落（luò）料 凸模基本 尺寸(mm)；

Dmax——落料（liào）件（jiàn）最大極限尺寸(mm)；

dd——衝孔凹模基本尺寸(mm)；

dp——衝孔 凸模基本 尺寸（cùn）(mm)；

dmin—— 衝孔件孔（kǒng）的 最小極限尺（chǐ）寸(mm)；

Ld——同 一工步 中凹模孔距基本尺寸(mm)；

Lmin——製件孔距最小極限尺寸(mm)；

△——製件公差 (mm)；

2cmin—— 凸 、凹模最小初始（shǐ）雙麵間隙(mm)；

δp—— 凸模下 偏差（chà），可按IT6選用(mm)；

δd——凹模上偏差，可按IT7選用（yòng）(mm)；

x——係（xì）數，是為了使衝裁件（jiàn）的實際尺寸盡量接（jiē）近衝裁件公差帶的中間尺寸，與工（gōng）件製造精度有關 ，可查表 2.3.1或按下（xià）列關係取值：

當製件公差為 IT10以上，取x＝１

當製件（jiàn）公差為 IT11～ １３ ，取x＝075

當製件公差為（wéi） IT14者，取x＝05。

表 2.3.1 係數x

解：該零件屬於無特殊要求的一般衝孔、落料件。36由落料獲得，2—6及18由（yóu）衝孔同（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（chà）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（mó）分別按 IT6和IT7級加工製造，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（hé）｜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（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（xiào）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（néng）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

對於外形複雜或薄板工件的模具，為（wéi）了保證衝裁凸 、凹模間有一定的間隙值，必（bì）須采用配合加工。此方（fāng）法是先做好其中的一件 ( 凸模或 凹模)作為（wéi）基準件（jiàn），然後（hòu）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。因此，隻在基準件上標注尺寸和製（zhì）造公差（chà），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，普通模具的製造公差一般可取（qǔ）δ＝△／ 4(精密模具的製造公差可選幾μ)。這種方法（fǎ）不僅輕易保證（zhèng）凸 、凹模間（jiān）隙（xì）值很（hěn）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 凹模工作部分的尺寸時 ，可以發（fā）現 凸 模和凹模磨損後，在一個 凸模或 凹（āo）模上會同時存在（zài）著三類（lèi）不同磨損（sǔn）性質的尺寸，這（zhè）時需要區別對待。

第一（yī）類（lèi）：凸模或 凹模（mó）磨損會（huì）增大的尺寸：

第二類：凸模或 凹模磨損後會減小的尺寸：

第三類（lèi）：凸模或 凹模磨損後基本不變（biàn）的尺寸（cùn）。

其中尺寸的（de）a、b、c對 凸模來 說是（shì）屬於第二類尺寸，對於凹模來說則是第一類尺（chǐ）寸；尺寸 d對於凸模來說 屬於第一類尺寸，對於凹模來說屬於（yú）第二類尺寸；尺寸e，對 凸 模和凹模來說都屬於第三類尺寸。下麵分別（bié）討論凸模（mó）或 凹模這三類（lèi）尺（chǐ）寸的不同計算方法。

複雜外形衝裁件的（de）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，相當於簡單外（wài）形的落料凹模尺寸，所以它的基（jī）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（yú）衝孔凸模或 落（luò）料凹模在磨損後將會減小的第二類尺寸，相當於簡單（dān）外（wài）形的衝孔 凸 模（mó）尺寸（cùn），所以它的基本尺寸及製造公差的確定方法 就與式(2—3)相同。

第二（èr）類尺（chǐ）寸：Ｂj＝ （ Ｂmin＋x△)－0.25△ (2—7)

對於（yú）凸模或凹模在磨損後基（jī）本不變的第三（sān）類尺寸不必考慮磨損的影響，凸、凹模的基（jī）本尺（chǐ）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、凹模刃口尺寸及製造公差。

解：該（gāi）衝（chōng）裁件屬落料件，選凹模為設計基準件，隻需計算落（luò）料凹模刃口尺（chǐ）寸及製造公差， 凸模（mó）刃（rèn）口尺寸由凹模（mó）的（de）實際（jì）尺寸按間隙要求配作。

由表 2—3查（chá）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；其餘尺寸均選x＝0.75。落（luò）料凹模的基本尺寸（cùn）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 ＝(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（miàn）間隙與（yǔ）落料凹模配（pèi）作。

a)落料凹模尺;b)落料凸模（mó）尺寸(按凹模實際尺寸（cùn）配（pèi）件，保證雙麵間隙值為 0.10 ～ 0.14mm