五金衝（chōng）壓件（jiàn）凸凹模具（jù）的間隙設計

刃口尺寸計算的基本原則

衝（chōng）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（zhí）也要靠（kào）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（zhī）一。從生（shēng）產實踐中可以發現：

1．由於 凸 、凹模之間存在間隙，使落下 的（de）料或衝出 的孔都帶有錐（zhuī）度，且（qiě）落料件的大端尺寸即（jí）是（shì）凹模尺寸（cùn），衝孔件的小端尺（chǐ）寸（cùn） 即是（shì） 凸（tū） 模尺寸。

2．在丈量與使用（yòng）中，落料件是以大端尺寸為基準，衝（chōng）孔孔徑是 以小端（duān）尺寸 為基準（zhǔn）。

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

由此在決定模具刃口尺（chǐ）寸（cùn）及其製造公差時需考慮下述原則：

1．落料（liào）件（jiàn）尺寸由凹模（mó）尺（chǐ）寸決定， 衝孔時孔的 尺寸由 凸 模尺寸（cùn）決定。 故設計落料模時 ，以（yǐ）凹模（mó）為基（jī）準 ，間隙取在 凸模上 ；設計 衝孔（kǒng）模時 ，以 凸模為 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（cùn）公差範圍的較小尺寸；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（dù）的（de）情況下，仍能衝出（chū）合格製件。 凸 、凹模間隙則（zé）取最小公道間隙（xì）值。

3．確定（dìng）衝模刃口製造公差（chà）時，應考慮製件的公差要求。假如對（duì）刃口精度要求過高( 即製造公差過小 )，會使模具製造困難，增加本錢，延永生產（chǎn）周期；假如對刃（rèn）口精度要求過低(即製造（zào）公差（chà）過大 )，則生（shēng）產出來（lái）的製件可能分歧格，會使模具的壽命降低。製件精度與模具製造精度的關係見表 2—1。若製件沒有標（biāo）注公差， 則對於 非 圓（yuán）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（kě）按IT11級製（zhì）造；對於圓形件，一（yī）般可按IT7～ ６級製造 模具。衝壓件的尺寸（cùn）公差應按“進（jìn）體”原（yuán）則標（biāo）注（zhù）為單向公差，落料件上偏差為零，下（xià）偏差為負；衝孔件上偏差為正，下偏差為零。

刃口尺寸的計算方法

由於模具加工方法不（bú）同，凸模與 凹模刃口部分尺寸的計算公式與製造公差（chà）的標注也不同，刃口尺寸的計算方法可（kě）分為二種情況。

( 一 ) 凸模與凹模分開加工

采用這種（zhǒng）方法，是指凸模和凹模分（fèn）別按圖（tú）紙加工至尺寸。要分別標注凸模和凹模刃口尺寸（cùn）與製造公（gōng）差(凸模δp、凹模δd)，它（tā）適（shì）用於圓形或簡單外（wài）形的製件。為了保證初始間隙值小於最（zuì）至公道間隙（xì）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（shuō），新製（zhì）造的模具應該是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否則製造 的模具間隙已超過答應（yīng）變（biàn）動（dòng）範圍 2cmin～2cmax。

下（xià）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：

設工件的尺寸為D０－△，根（gēn）據計算原則，落料時以凹模為（wéi）設計（jì）基（jī）準。首先確定凹模尺寸，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（xiǎo）公道間隙值 2cmin。各（gè）部分分配位置見圖（tú）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（kǒng）：

設衝（chōng）孔尺寸為d＋△0根據以上原則，衝孔（kǒng）時（shí）以（yǐ） 凸模設計 為基準，首先確定（dìng）凸模刃口尺寸，使（shǐ）凸模基本（běn） 尺寸接近或即是工（gōng）件孔的最大極限尺寸，再增大凹（āo）模尺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（zào）偏差取（qǔ）負 偏差（chà），凹模取正偏差。其（qí）計算公式如下：

在（zài）同一（yī）工步中衝出製件兩個以上孔時，凹模型孔中心（xīn）距 Ld按下式確定 ：

Ld＝ （ Lmin＋05△)±0.125△ (2—5)

式中Ｄd——落料凹模基本尺（chǐ）寸(mm)；

Ｄp——落料 凸模基本 尺（chǐ）寸(mm)；

Dmax——落料件（jiàn）最大極限尺寸(mm)；

dd——衝（chōng）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（zuì）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)；

△——製件公差 (mm)；

2cmin—— 凸 、凹模最小初始雙（shuāng）麵間隙(mm)；

δp—— 凸模下 偏差（chà），可按（àn）IT6選用(mm)；

δd——凹模上偏差，可按IT7選用(mm)；

x——係數，是為了使衝裁（cái）件的實際（jì）尺寸盡量接近衝裁件公差帶的（de）中間尺（chǐ）寸，與工件（jiàn）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以上，取x＝１

當製件公差為 IT11～ １３ ，取x＝075

當（dāng）製件公差（chà）為 IT14者，取x＝05。

表 2.3.1 係數x

解：該零（líng）件屬於無（wú）特殊要求的一般衝孔、落料件。36由落（luò）料獲得（dé），2—6及18由衝孔同時獲得。查（chá）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（wéi）IT12級（jí），取x＝0.75；36＋0.62為IT14級，取x＝0.5。

設（shè）凸 、凹模分別按 IT6和IT7級加工製造，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（cǐ）可知，隻有（yǒu）縮小δ p、δd，進（jìn）步製造精度，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

對於外形複雜或薄板工件的模具，為了（le）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（shì）先做（zuò）好其中的一件 ( 凸模（mó）或 凹模)作為基準件，然（rán）後以（yǐ）此基準件的實際尺寸來（lái）配加工（gōng）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，另一（yī）件隻標注公稱尺寸並注（zhù）明配做所留的（de）間隙值。這樣（yàng）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（kě）取δ＝△／ 4(精密模具的（de）製造公（gōng）差可（kě）選幾μ)。這（zhè）種方法不僅輕易保證凸（tū） 、凹模間隙值很小，而且（qiě）還可放大基準（zhǔn）件的製造公差（chà），使製造輕易。在計算複雜外形的凸 凹模工作部分的尺寸時 ，可以發現 凸 模和凹模磨（mó）損後，在一個 凸模或 凹（āo）模上會同時存在著（zhe）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 凹模磨損（sǔn）會增大的尺寸（cùn）：

第二（èr）類：凸模或 凹模磨損後會減小的（de）尺寸：

第三類：凸模（mó）或 凹（āo）模磨損後基本不變的尺寸。

其中尺寸的a、b、c對 凸模來 說是屬於第二（èr）類尺寸，對於凹模來說則是（shì）第一類尺寸；尺寸 d對於（yú）凸（tū）模來說 屬於第一類尺寸，對於凹模來說屬於第二類尺寸；尺寸e，對 凸 模（mó）和凹模來說都屬於第三類尺寸（cùn）。下麵分別討（tǎo）論（lùn）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類（lèi）

對於落料凹（āo）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（dān）外形（xíng）的落料凹模尺寸，所以它的基本尺（chǐ）寸及製造公差的確定方法 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（mó）或 落（luò）料（liào）凹模在磨損後將會減小的第二類尺寸，相當於簡單（dān）外形的衝孔 凸 模（mó）尺寸，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。

第二類尺寸：Ｂj＝ （ Ｂmin＋x△)－0.25△ (2—7)

對（duì）於凸模或凹模在磨損後基本不變的第（dì）三類（lèi）尺（chǐ）寸不必考慮磨損的（de）影響，凸、凹（āo）模的基本尺（chǐ）寸按式 (2—5)計算（suàn）。

第三類尺寸（cùn）： 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（wéi） 10號鋼)衝裁件的凸（tū）、凹模刃口（kǒu）尺寸及製造公差。

解：該衝裁件屬（shǔ）落料件，選凹模為設計（jì）基準件，隻需計算落料凹模刃口尺寸及製造公差， 凸模刃口（kǒu）尺寸由凹模的實際尺寸按間隙要求配作。

由表 2—3查得（dé），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；其餘尺寸均選x＝0.75。落料凹模的基本尺寸計算如下：

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（āo） ＝(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（běn）尺寸與凹模相同，分別是 79.79mm、39.75mm、34.75mm、22.07mm、14.94mm。但不必（bì）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)落料凸模尺寸(按（àn）凹模實際（jì）尺寸配件，保證雙麵間隙（xì）值（zhí）為 0.10 ～ 0.14mm