​五金衝壓件凸凹模（mó）具的（de）間隙設計

刃（rèn）口尺寸（cùn）計算（suàn）的基（jī）本原則

衝裁件（jiàn）的尺寸精度主要決定於模具（jù）刃口的尺寸精度（dù），模具（jù）的公道間隙值也要靠模（mó）具刃口尺寸及製造精度來保證。正確確定模（mó）具刃（rèn）口尺寸及其製（zhì）造公差，是設計衝裁模主要 任務之（zhī）一。從生產實踐中可以發現（xiàn）：

1．由於 凸（tū） 、凹模之間存在間隙，使落下 的料或衝出 的（de）孔都帶有錐度，且落料件的（de）大端尺寸（cùn）即是凹模尺寸，衝孔件的（de）小端尺寸 即是 凸 模尺寸。

2．在丈量與使用中，落料件是（shì）以大端尺（chǐ）寸為基準，衝孔孔徑是 以小端（duān）尺寸 為基準。

3．衝裁（cái）時， 凸 、凹模要與衝裁件或廢物發（fā）生摩擦， 凸模愈磨（mó）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寸及其製造公差時需考慮下述原則（zé）：

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

2．考慮到衝裁中 凸 、凹模（mó）的磨損，設計 落料模時 ，凹模基本尺寸（cùn）應取（qǔ）尺（chǐ）寸公（gōng）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（de）較大尺寸（cùn）。這樣，在 凸 、凹模磨損到一定（dìng）程度的情況下（xià），仍能衝出合格製件。 凸 、凹模間隙則取最小公道間隙值。

3．確定（dìng）衝模刃口製造公差（chà）時，應（yīng）考慮製件的公差要求。假如對刃口精度要求過高( 即製造公（gōng）差過小 )，會使模（mó）具製造困難，增加本錢，延永生產周（zhōu）期；假如對刃口精度要求過（guò）低(即製造（zào）公差過大 )，則生產出來的製（zhì）件可能分歧格，會使模具（jù）的壽命降低。製件精度（dù）與模具製造精度的關係見（jiàn）表 2—1。若製件沒有標注公差， 則對（duì）於 非 圓形件按國家標準 “非配合尺寸（cùn）的公差數值”IT14級處（chù）理，衝模則可按（àn）IT11級製造（zào）；對於（yú）圓形件，一般可按IT7～ ６級製造 模具。衝（chōng）壓件的尺寸公差應按“進體”原則標注（zhù）為（wéi）單向公差（chà），落料件上偏差為零，下偏差為負；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（mó）具加工方法不同，凸模與 凹（āo）模刃口部分尺寸的計算公式與製造公差的標注也不同，刃口尺寸的計（jì）算方法可分為二種情（qíng）況。

( 一 ) 凸模與凹模分開（kāi）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。要分別標（biāo）注凸模和凹模刃口尺寸（cùn）與製造（zào）公差(凸（tū）模δp、凹模δd)，它適（shì）用於圓形（xíng）或簡單外形的製件。為了保（bǎo）證初始間隙值小於最至公道間隙（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（yě）就是說，新製造的模具應該是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否則（zé）製造 的模具間（jiān）隙已超過答應變動範圍 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：

設工件的尺寸為D０－△，根據計算原則，落料時以凹模為（wéi）設（shè）計基準。首先確定凹模尺寸，使凹模基本尺寸接近或即是（shì）製件輪廓的最小極限尺寸，再減小凸 模尺寸（cùn）以保證最小公道間隙（xì）值 2cmin。各部分分配位（wèi）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根據以上原則，衝孔時以 凸模設計 為基準，首先確定凸模（mó）刃口尺寸，使凸（tū）模基本 尺寸接近或即是工件孔的最大極限尺寸，再增大凹模尺寸以保證最小公道間（jiān）隙 2cmin。各部分分配（pèi）位置（zhì）見圖2—12b)， 凸模製造（zào）偏差取負 偏差，凹模取正偏差。其計（jì）算公式如下：

在同（tóng）一工步中衝出製件兩（liǎng）個以上孔時，凹模型孔中心距 Ld按（àn）下式確定 ：

Ld＝ （ Lmin＋05△)±0.125△ (2—5)

式（shì）中Ｄd——落料凹模基本（běn）尺寸(mm)；

Ｄp——落料 凸模基本 尺寸(mm)；

Dmax——落料件最大極（jí）限尺寸(mm)；

dd——衝孔凹模（mó）基本尺（chǐ）寸(mm)；

dp——衝孔 凸模基（jī）本 尺寸(mm)；

dmin—— 衝孔件孔的 最小極限尺寸(mm)；

Ld——同 一（yī）工步 中凹模孔距（jù）基本尺寸(mm)；

Lmin——製件孔距最小極限尺寸(mm)；

△——製件公差 (mm)；

2cmin—— 凸 、凹模最小初始雙麵間隙(mm)；

δp—— 凸模下 偏差，可按（àn）IT6選用(mm)；

δd——凹模上偏差，可按IT7選（xuǎn）用(mm)；

x——係數，是為了使衝（chōng）裁（cái）件的實際尺寸盡量接近衝裁件公差帶的中間尺（chǐ）寸，與工（gōng）件製造精度有關 ，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

當製件（jiàn）公差為 IT14者，取x＝05。

表 2.3.1 係數（shù）x

解：該零件屬於無特殊要求的一般衝孔、落料件。36由（yóu）落料獲得，2—6及18由衝孔同時（shí）獲得。查表（biǎo） 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（wéi）IT14級，取x＝0.5。

設凸 、凹（āo）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(滿足間隙公差條件（jiàn）)

孔距尺寸（cùn）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（cǐ）可知，隻有縮小δ p、δd，進步製造精度，才能保證間（jiān）隙在（zài）公道範圍內（nèi），此時（shí）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（báo）板工件的模具，為了保證衝裁凸 、凹模間（jiān）有一定的間隙值，必須采用配合加工。此方法是先做好其中的一件（jiàn） ( 凸模或 凹模（mó）)作為基準件（jiàn），然後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（jiàn）上標注尺寸（cùn）和製造公差（chà），另一件（jiàn）隻標注公稱尺寸並注（zhù）明（míng）配做所留的間隙值。這樣δ p與δd就不（bú）再受間隙限製。根據經驗，普通模具的製造（zào）公差一般可取δ＝△／ 4(精密模具的製造公差可選幾（jǐ）μ)。這種方法不僅輕易保證凸 、凹模間隙值很小（xiǎo），而且還（hái）可放大基（jī）準件的製造公差，使製造輕易。在計算複雜（zá）外（wài）形的凸 凹模工作部分的尺寸時 ，可以發現 凸 模和凹模磨損後，在一個 凸模（mó）或（huò） 凹模上會同時（shí）存在著三（sān）類不同磨損性質的尺寸，這時需要區別對待。

第一類（lèi）：凸模或 凹模磨損會增大的尺寸：

第二（èr）類：凸（tū）模或 凹模磨損後會減（jiǎn）小的尺寸：

第三類：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，對於凹模來說則是第一類尺寸；尺寸 d對於凸模來說 屬於第（dì）一類尺寸，對（duì）於凹模來說屬於第二類尺寸；尺寸e，對 凸 模和凹（āo）模來說都屬於第三類尺寸（cùn）。下麵分別討論凸模或 凹模這三類尺寸的不（bú）同計算方法。

複雜外形衝（chōng）裁件的尺寸分類（lèi）

對於落料（liào）凹模或（huò）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公差的確定方法 就與式 (2—1)相同。第（dì）一類尺寸： Aj＝ （ Ａmax－x△)＋0.25△ (2—6)

對於衝孔凸模或 落料凹模在磨（mó）損後將會減小的第二類（lèi）尺寸，相當於簡單（dān）外形的衝孔 凸 模尺寸，所以它的基本尺寸及製造公（gōng）差的確定方（fāng）法 就與式(2—3)相同（tóng）。

第二類尺寸：Ｂj＝ （ Ｂmin＋x△)－0.25△ (2—7)

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

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，〔 材料為 10號（hào）鋼)衝裁件的凸、凹（āo）模刃口尺寸及製（zhì）造（zào）公差。

解：該衝裁件屬落料件，選凹模（mó）為設計（jì）基準件，隻需計（jì）算落料（liào）凹（āo）模刃口尺寸及製造公差， 凸模刃口尺寸由凹模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 80mm，選x＝0.5；尺寸（cùn）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 ＝ （ 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（jī）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（jì）尺寸配件，保證雙麵間隙（xì）值為 0.10 ～ 0.14mm