​五金衝（chōng）壓件凸凹模具的間隙設計

刃口尺寸計算的基本原則

衝裁（cái）件的尺寸精（jīng）度主要決定於模具（jù）刃口的尺寸精度，模具的公道間（jiān）隙值也（yě）要靠模具刃口尺寸及製造精度來保（bǎo）證。正確（què）確（què）定模具刃口尺寸及（jí）其製造公差，是設計衝裁模主要 任務之一。從生產實踐中可以發現：

1．由於 凸 、凹模之間存在間隙（xì），使落下 的（de）料或衝出 的孔都帶有錐度，且落料件的（de）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．在丈量與使用中，落料件是以大（dà）端尺寸為（wéi）基準，衝孔孔徑（jìng）是 以小端尺（chǐ）寸 為基（jī）準。

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

由此在決定模具刃口尺寸及其製造公差時需考慮下述原則：

1．落料件（jiàn）尺寸由凹模尺寸決定， 衝孔時孔的 尺寸由 凸 模尺（chǐ）寸決定。 故設計落料模時（shí） ，以凹模為基準 ，間隙取在 凸模上 ；設計 衝孔模時 ，以 凸模為 基準，間隙取（qǔ）在凹模上。

2．考慮到衝裁（cái）中 凸 、凹模的磨損，設計 落料模時 ，凹模基本尺寸應（yīng）取尺寸（cùn）公差範圍的較小尺寸（cùn）；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（jiào）大尺寸。這樣，在 凸 、凹模磨損（sǔn）到一定程（chéng）度的情況下，仍能衝出合格（gé）製件。 凸 、凹模間隙則取最小公（gōng）道（dào）間隙值。

3．確定衝模刃口製造公差時，應考慮製件的（de）公差要求。假如對刃口精度要求過高( 即（jí）製造公差過（guò）小 )，會使模具製造（zào）困難，增加本錢，延永生產周期；假如對刃口精度要求過低(即（jí）製造公差過大 )，則生產出來的製件可能（néng）分歧格，會使模具的壽命降（jiàng）低。製件精度與模（mó）具（jù）製造精度的關係見表 2—1。若製件（jiàn）沒有標（biāo）注公差， 則對於 非 圓形件按國（guó）家標準 “非配合尺寸的公差數（shù）值”IT14級處理，衝模則可按IT11級製造；對於圓（yuán）形件，一般可按IT7～ ６級製造 模具（jù）。衝壓件的尺寸公差（chà）應按“進體（tǐ）”原則標注為單向公差，落（luò）料件上偏差為零，下偏差為負（fù）；衝（chōng）孔件上偏（piān）差為正，下偏差為零。

刃口尺寸的計算方法

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

( 一 ) 凸模（mó）與凹模分開加（jiā）工

采用這種方法，是（shì）指凸模和凹模分別按圖（tú）紙加工至尺寸。要分別標注凸模（mó）和凹模刃口尺寸與製造公差(凸模δp、凹模（mó）δd)，它適用於圓形或簡單外形的製件（jiàn）。為了（le）保證初始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（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變動範圍 2cmin～2cmax。

下麵對落料和衝孔兩種情況分別進行（háng）討論。

a)落料b)衝孔

1．落料：

設工件的尺寸為D０－△，根據計算原則，落料時以凹模為設計基準。首先確定凹模尺寸，使凹模（mó）基本尺寸接近或即是製件輪廓的最（zuì）小極限尺寸，再減小凸 模尺寸以保證最小公道間隙值（zhí） 2cmin。各部分（fèn）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：

設衝孔尺寸為d＋△0根據以（yǐ）上原則，衝孔（kǒng）時以 凸模設計 為（wéi）基準（zhǔn），首先確定凸模刃口尺寸，使（shǐ）凸（tū）模基本 尺寸接近或即是工件孔的最大極限尺寸，再增大凹（āo）模（mó）尺寸以保證（zhèng）最小公道間（jiān）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（zhèng）偏差。其計算公式如下：

在同一工步中衝出（chū）製件兩個以上孔時，凹模型孔中心距 Ld按下式確定（dìng） ：

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 尺（chǐ）寸(mm)；

Dmax——落料件最大極限尺寸(mm)；

dd——衝孔凹模基本尺寸(mm)；

dp——衝孔 凸模基本 尺寸(mm)；

dmin—— 衝孔件孔的 最（zuì）小極限尺寸(mm)；

Ld——同 一（yī）工步（bù） 中凹模孔距基本尺寸(mm)；

Lmin——製件孔距最小（xiǎo）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（xià） 偏差，可按IT6選（xuǎn）用(mm)；

δd——凹模上偏差（chà），可按IT7選（xuǎn）用(mm)；

x——係數，是為了使衝裁件的實際尺寸盡量接近衝裁件公差帶的中間（jiān）尺寸，與工件製造精度有（yǒu）關 ，可查表 2.3.1或按下列關係取值：

當製件公差為（wéi） IT10以上，取x＝１

當製件公差（chà）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（mǎn）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（hé） 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（bǎn）工件（jiàn）的（de）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。此方法是先做好其中（zhōng）的一件 ( 凸模或 凹模（mó）)作為基（jī）準件，然後以此（cǐ）基準件的實（shí）際尺寸來配加工另（lìng） 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造公差，另一件隻標注（zhù）公稱尺寸並（bìng）注明配做所留的間隙值。這樣δ p與δd就不再受間隙限（xiàn）製。根據經驗，普通模具的製造公差一般可取δ＝△／ 4(精密模具（jù）的製造公差可選幾μ)。這種方（fāng）法不僅輕易（yì）保（bǎo）證凸 、凹模間隙值很小，而且還可放（fàng）大基準件的製造公差，使製造輕易。在計算複雜（zá）外形的凸 凹模工作部分的尺寸時（shí） ，可以發現 凸 模和凹模磨損後，在（zài）一個（gè） 凸模或 凹（āo）模上會同時存在著三類不同磨損性質的尺寸（cùn），這時需要（yào）區別對待。

第一類：凸模或 凹模磨損會增大的尺寸：

第二類：凸模或 凹模磨損後會（huì）減小的尺寸：

第三類：凸模或 凹模（mó）磨損後基本不變的尺寸。

其中（zhōng）尺寸的a、b、c對 凸模來 說是屬於第二類尺寸，對（duì）於凹模來說則（zé）是第一類尺寸；尺（chǐ）寸 d對於凸模來（lái）說 屬於第（dì）一類尺寸，對（duì）於凹模來說（shuō）屬於第二類尺（chǐ）寸；尺寸（cùn）e，對 凸 模和凹（āo）模來說都屬於第三類尺寸。下麵分別討論凸模或 凹模這三類尺寸的不（bú）同（tóng）計算方法。

複雜外形衝裁件（jiàn）的尺寸分類

對於落料凹（āo）模或衝孔凸（tū）模在 磨（mó）損後將（jiāng）會增大的第一類尺寸，相當於簡單外形的（de）落料凹模尺寸，所以它的（de）基本尺寸及製造公差的（de）確定方法 就與式 (2—1)相同。第一類（lèi）尺寸： Aj＝ （ Ａmax－x△)＋0.25△ (2—6)

對於衝孔凸模或 落料凹模（mó）在磨損後（hòu）將會（huì）減小的第二類（lèi）尺寸，相當於簡單外形（xíng）的衝孔 凸 模尺寸，所以它的基本尺寸（cùn）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（āo）模在磨損後基本不變的第三類尺（chǐ）寸不必考慮磨損的（de）影響，凸（tū）、凹模（mó）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，厚度t＝1mm，〔 材料（liào）為 10號鋼)衝（chōng）裁件的凸、凹模刃口尺寸及製造（zào）公差（chà）。

解：該衝裁件屬落料件，選凹（āo）模為設計（jì）基準（zhǔn）件，隻需計算落料凹模刃口尺寸及製（zhì）造公差， 凸模刃口尺寸由凹（āo）模（mó）的實際尺寸按間隙要求配作（zuò）。

由表 2—3查得，2cmin＝0.10mm，2cmax＝0.14mm，由（yóu）表（biǎo）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（āo）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 ＝ （ 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雙麵間隙（xì）與落料凹模配（pèi）作。

a)落料凹（āo）模（mó）尺;b)落料（liào）凸模尺寸(按凹模實際尺寸配件（jiàn），保證雙（shuāng）麵間隙值為 0.10 ～ 0.14mm