五金（jīn）衝壓件凸凹模具的間（jiān）隙設計

刃口尺寸計（jì）算的基本原則

衝裁件的尺（chǐ）寸精度主要決定於模具刃口的尺寸精度，模具的公道間隙值也要靠模具刃口尺寸（cùn）及製造精度來保證。正確確定模具刃口尺寸及其（qí）製（zhì）造公差，是設（shè）計衝裁模（mó）主（zhǔ）要 任務之一。從生產實踐中可以發現：

1．由於 凸 、凹模（mó）之間存在間隙，使落下（xià） 的料或衝出 的（de）孔（kǒng）都帶有（yǒu）錐度（dù），且落料件的大端尺寸即是凹模尺寸，衝孔件的小端尺寸 即是 凸 模尺寸。

2．在丈（zhàng）量（liàng）與使（shǐ）用中，落料件是以大端尺寸為基準，衝孔孔徑（jìng）是 以小端尺寸 為（wéi）基（jī）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 愈磨愈（yù） 大，結果使間隙愈用愈大

由此在決定模具刃口尺寸（cùn）及其製造公差時需考慮下述原則：

1．落料（liào）件尺寸由凹模（mó）尺寸決定（dìng）， 衝孔時孔的 尺寸由 凸 模尺寸決定。 故設計落料模時 ，以凹模（mó）為（wéi）基準 ，間隙取在 凸模上 ；設計（jì） 衝孔模時 ，以 凸模（mó）為 基準，間隙（xì）取在凹模上。

2．考慮到衝（chōng）裁中 凸 、凹模的磨損，設計 落料模時 ，凹模基本尺寸應取尺（chǐ）寸公差範圍的較小尺寸；設計衝孔模（mó）時，凸模基本 尺寸則（zé）應取工件孔尺寸公差範圍內的較大尺寸。這樣，在 凸 、凹（āo）模（mó）磨損到一定程度的情況下，仍能衝出合（hé）格製件。 凸 、凹（āo）模間隙則取最小公道間隙值。

3．確定衝模刃口製造公差時，應考慮製件的公差要求。假如對刃口精度要求過高( 即製造公差（chà）過小 )，會使（shǐ）模具製造困難，增加（jiā）本（běn）錢，延永生產周期；假如對刃口精度（dù）要求過低(即製造公差過大（dà） )，則生（shēng）產出來的製件可能分歧格，會使模具的壽命降低。製件精度與模具製造精度的關係見（jiàn）表 2—1。若製（zhì）件（jiàn）沒有標注公差， 則對（duì）於 非 圓（yuán）形（xíng）件按（àn）國家標準 “非配（pèi）合尺寸的公差數值”IT14級處理，衝模（mó）則可按IT11級製造；對於圓形件，一般可按IT7～ ６級（jí）製造 模具。衝壓件的尺寸公差應按“進體”原則標注為單向公差，落料件上偏差（chà）為零，下偏差為負；衝孔（kǒng）件上偏差為正，下偏差為零。

刃口尺寸的計算方法

由於（yú）模具加工方法不同（tóng），凸模與 凹模刃口部分（fèn）尺寸的計算公式與製造公差的標注也不同，刃（rèn）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

采用這種方（fāng）法，是指凸模和凹模分別按圖紙（zhǐ）加工至尺寸。要分別標注凸模和凹模刃口尺寸與製造公差(凸模δp、凹模δd)，它（tā）適用於圓形或簡單外形的製件。為了（le）保（bǎo）證初始間隙值小於最至公道間隙2cmax，必須滿足下列（liè）條件：

｜δ p｜＋｜δd｜≤２cmax－2cmin

或取δp＝0.4(2cmax－2cmin)

δd＝0.6(2cmax－2cmin)

也就是說（shuō），新製造（zào）的模（mó）具應該是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否則製造 的模具間隙已超過（guò）答應變動範圍 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（luò）料：

設工件的尺寸為D０－△，根據計算原則，落料時以凹模為設計基（jī）準。首先確定（dìng）凹（āo）模尺寸，使凹模（mó）基本尺寸接近（jìn）或即是製件輪廓的最小極限尺寸，再減小凸 模尺寸（cùn）以保（bǎo）證最小公道間隙（xì）值 2cmin。各部分分配（pèi）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：

設衝孔尺寸為d＋△0根據以上（shàng）原則，衝孔時以 凸模設計 為基準，首先確定凸模刃口尺寸，使（shǐ）凸模基本 尺寸接近或即（jí）是工件（jiàn）孔的最大極（jí）限尺寸，再增（zēng）大凹模尺（chǐ）寸以保證最小公道間隙 2cmin。各部分分配位置見（jiàn）圖2—12b)， 凸模製造偏差取負 偏差（chà），凹模取正偏差。其計算公式如（rú）下：

在同（tóng）一工步中衝出（chū）製件兩個（gè）以上孔時，凹（āo）模型孔中心距 Ld按下式確定 ：

Ld＝ （ Lmin＋05△)±0.125△ (2—5)

式中Ｄd——落料凹模基本尺寸（cùn）(mm)；

Ｄp——落料 凸模基本（běn） 尺寸(mm)；

Dmax——落料件（jiàn）最大極限尺寸(mm)；

dd——衝孔凹模基本（běn）尺寸(mm)；

dp——衝孔 凸模基（jī）本 尺寸(mm)；

dmin—— 衝孔（kǒng）件孔的 最小極限（xiàn）尺（chǐ）寸(mm)；

Ld——同 一工步 中凹模孔距基本尺寸(mm)；

Lmin——製件（jiàn）孔距最小極限尺寸(mm)；

△——製件公差 (mm)；

2cmin—— 凸 、凹模最（zuì）小初始雙（shuāng）麵間隙(mm)；

δp—— 凸模下 偏差，可按（àn）IT6選用(mm)；

δd——凹模上偏差，可按（àn）IT7選用(mm)；

x——係數（shù），是為了使衝裁（cái）件的實際尺寸盡量接近衝裁（cái）件公差帶的中間尺寸，與工件製造精（jīng）度有關 ，可查表（biǎo） 2.3.1或按下列關（guān）係取值：

當製件（jiàn）公差為 IT10以上，取x＝１

當製件公差為 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：該零件屬（shǔ）於無特殊要求的一般衝孔、落料件。36由落料獲得，2—6及18由衝（chōng）孔（kǒng）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（jí），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，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（zú）間（jiān）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（luò）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（zhī）有縮小δ p、δd，進步製造精度，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（zá）或薄板工件的（de）模具，為了（le）保證衝裁凸 、凹模間有一（yī）定的間隙值，必須（xū）采用配合加工。此方法是先做好（hǎo）其（qí）中（zhōng）的一件 ( 凸模或（huò） 凹模)作為基準件，然後以此基（jī）準件的實際尺寸來配加工另 一件，使它們之間保持一（yī）定的間隙。因此，隻在基準件上標注尺寸和製造公差（chà），另一件隻標注公稱（chēng）尺寸並注明配做所留的間隙值（zhí）。這樣（yàng）δ p與δd就（jiù）不再受間隙限製。根據（jù）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（zhǔn）件的製（zhì）造公差，使製造輕易。在計算複雜（zá）外形的凸 凹模工作部（bù）分的（de）尺寸時 ，可以發現 凸 模和凹模磨損後，在一個 凸模或 凹模上（shàng）會同時存在著三（sān）類不同磨損性質的尺寸，這時需要區別（bié）對待。

第一類：凸模或 凹模（mó）磨損會增大的尺寸：

第二類：凸模或 凹模磨損（sǔn）後會減小的尺寸：

第（dì）三類：凸模或 凹模磨損後基本不變的尺寸。

其中尺寸的a、b、c對 凸模來 說是屬於第二類尺寸，對於凹模（mó）來說則（zé）是第（dì）一類尺寸；尺寸（cùn） d對於凸模來說 屬於第一類尺寸，對於凹模來說屬於第二類尺寸；尺寸（cùn）e，對 凸 模和凹模來說都屬於第三類尺（chǐ）寸。下麵分別討論凸模或 凹模（mó）這三類尺寸（cùn）的不同計算方法。

複雜外形衝裁件的尺寸分類（lèi）

對於落料凹模或衝孔凸模在 磨（mó）損後（hòu）將（jiāng）會（huì）增大的第一（yī）類尺寸（cùn），相當於簡（jiǎn）單外形的落料凹（āo）模尺寸，所以它的基本尺寸及製造公差的（de）確定方法 就與式 (2—1)相（xiàng）同。第一類尺寸： Aj＝ （ Ａmax－x△)＋0.25△ (2—6)

對（duì）於衝孔凸模或（huò） 落料凹模在磨（mó）損後將會減小的第二類尺寸，相當於（yú）簡（jiǎn）單外形的衝孔 凸 模尺寸，所以它的（de）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（chǐ）寸：Ｂj＝ （ Ｂmin＋x△)－0.25△ (2—7)

對於凸模或凹模在磨損後（hòu）基本不變的第三類尺寸（cùn）不必考慮磨損的影響（xiǎng），凸、凹模的基本尺寸按式 (2—5)計算（suàn）。

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（gāng）)衝裁（cái）件的凸、凹模刃（rèn）口尺寸及製造公差。

解：該衝裁件屬落料件，選凹模為設計基準件，隻需計算落料凹模刃口尺寸及製造（zào）公差， 凸模刃口尺寸由凹模（mó）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（wéi） 80mm，選x＝0.5；尺寸為15mm，選x＝1；其餘尺寸均選（xuǎn）x＝0.75。落料凹模的基本尺寸（cùn）計算（suàn）如（rú）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（tū）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（biāo）注公差（chà）注明以（yǐ） 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(按凹模實際尺寸配件，保證雙（shuāng）麵間隙值為 0.10 ～ 0.14mm