五金衝壓件（jiàn）凸（tū）凹模具的間隙設計

刃口（kǒu）尺寸計算的基本原則

衝裁件的尺寸精（jīng）度主要決定於模具刃口的尺寸精度，模具的公（gōng）道（dào）間隙值（zhí）也要靠（kào）模具刃口尺寸及製造（zào）精度來保證。正確確定（dìng）模（mó）具刃口尺寸及其製造公差（chà），是（shì）設計衝裁模主要 任務之一。從生產實踐中可（kě）以發現：

1．由於（yú） 凸 、凹模之間（jiān）存在間隙，使落下 的料或衝出 的孔都帶有錐度，且落料件的大端尺寸（cùn）即是凹（āo）模尺寸，衝孔件的小端尺寸 即是 凸 模（mó）尺寸（cùn）。

2．在（zài）丈（zhàng）量與使用中，落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 大，結果使間隙（xì）愈用愈大

由此在決（jué）定模具刃口尺寸及其製造公（gōng）差時需考（kǎo）慮下述原則：

1．落料件尺寸由凹模尺寸決定， 衝孔時孔的 尺寸由 凸 模（mó）尺寸決定。 故設計落（luò）料模時 ，以凹模（mó）為基準 ，間隙取在 凸模上 ；設計（jì） 衝孔（kǒng）模時 ，以 凸模為 基（jī）準，間隙取在（zài）凹模上。

2．考（kǎo）慮到衝裁（cái）中 凸 、凹模的磨損，設計 落料模（mó）時 ，凹模基本尺寸應取尺寸公差範圍（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較大尺寸。這樣，在 凸 、凹（āo）模磨損到一定程度的情況下，仍能衝出合格製件。 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( 即製造公差過小 )，會使模具製（zhì）造困難，增加本錢，延永生產周期；假如對（duì）刃口精度要求過低(即製造公差（chà）過大 )，則（zé）生產出來的製件可能分歧（qí）格，會使模具的壽命降低。製件精度與模具製（zhì）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 “非配合尺寸的公差（chà）數（shù）值”IT14級處理，衝模則可按IT11級製造；對（duì）於圓形件，一般（bān）可按IT7～ ６級製造 模具。衝壓件的尺寸公差應按（àn）“進體（tǐ）”原則標注（zhù）為單向公差，落料件上偏差為零，下偏差為負；衝孔件上（shàng）偏差為正，下偏差為零。

刃口尺寸的計算方法

由於模具加（jiā）工方法不同，凸（tū）模與 凹模（mó）刃口部分尺（chǐ）寸的計算公（gōng）式（shì）與製造公差的標注也不同，刃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（gōng）差(凸模δp、凹模δd)，它適（shì）用於圓形或簡（jiǎn）單（dān）外形的製件。為了保證（zhèng）初（chū）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，新製造的模具應該是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否（fǒu）則製造 的模具（jù）間隙已（yǐ）超過（guò）答應變動範圍 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（luò）料：

設工件的（de）尺寸為D０－△，根（gēn）據計算原則，落料時以凹模（mó）為設計基準。首先確定凹模（mó）尺寸（cùn），使凹模基本尺寸接近或即是製（zhì）件輪廓的最小極（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（fèn）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根據以上原（yuán）則（zé），衝孔時以 凸模設計 為基準，首（shǒu）先確定凸模刃口（kǒu）尺寸（cùn），使凸模基本（běn） 尺寸接近或即是工件孔（kǒng）的最大（dà）極限尺寸，再增大（dà）凹模尺寸以保證最小公道間（jiān）隙（xì） 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。其計算公式如下：

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

Ld＝ （ Lmin＋05△)±0.125△ (2—5)

式中Ｄd——落料凹（āo）模基本尺寸(mm)；

Ｄp——落料 凸模基本 尺寸(mm)；

Dmax——落（luò）料件最大極限（xiàn）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（de） 最（zuì）小極限尺寸(mm)；

Ld——同 一工步 中凹模孔距基本尺寸(mm)；

Lmin——製件孔距最小極限尺寸(mm)；

△——製（zhì）件（jiàn）公差 (mm)；

2cmin—— 凸 、凹模最小初始雙（shuāng）麵間隙(mm)；

δp—— 凸（tū）模下 偏差，可（kě）按IT6選用(mm)；

δd——凹模上偏差，可按IT7選用(mm)；

x——係數，是為了使衝裁件的實際尺寸盡量接近衝裁件公差帶的中間尺寸，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（dāng）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（yào）求的一般衝孔、落料件。36由落（luò）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IT14級，取x＝0.5。

設凸 、凹模分別按 IT6和（hé）IT7級（jí）加工製造，則

衝孔（kǒng） 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

由此可知，隻有縮小δ p、δd，進步製（zhì）造精（jīng）度，才能保證間隙（xì）在公道範圍（wéi）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（mó）配合加工

對於外形（xíng）複雜或薄（báo）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（cǎi）用配合加（jiā）工。此方（fāng）法是先做好其中的一件 ( 凸模或 凹模（mó）)作為（wéi）基準件，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（xì）。因此，隻在基準件上標注尺寸和製造公差，另一（yī）件隻（zhī）標注（zhù）公稱尺寸並注明配做所留的間隙值。這樣δ p與δd就（jiù）不再受間隙限（xiàn）製。根據（jù）經驗（yàn），普通（tōng）模具的製造公（gōng）差一般可取δ＝△／ 4(精密模具的（de）製造公差可選幾μ)。這（zhè）種方法不僅輕易保證凸 、凹模間隙值很（hěn）小，而且還可放大基（jī）準件的製造公差（chà），使製造（zào）輕易。在計算複（fù）雜外形的（de）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 凸模或 凹模上會同時存在著三類不同磨損性質的尺（chǐ）寸，這時需要區別對（duì）待。

第一類：凸模或 凹模磨損會增大的尺寸：

第二類：凸模（mó）或（huò） 凹模（mó）磨損後會減（jiǎn）小（xiǎo）的尺寸（cùn）：

第三類：凸模或 凹模磨損後基本（běn）不變的尺寸。

其（qí）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（cùn） d對於凸模來說 屬於第一類尺寸，對於凹模來說（shuō）屬於第二類尺寸；尺寸e，對 凸（tū） 模和凹模來說都屬於第三類（lèi）尺（chǐ）寸。下麵（miàn）分別討論凸（tū）模或（huò） 凹模這（zhè）三類尺寸的不同計算方法。

複雜外形衝（chōng）裁件的尺寸分類

對於（yú）落料凹模或衝孔凸模在 磨損後將會（huì）增大的第一類尺寸，相當於簡單外形的落料凹（āo）模尺寸，所以它的基本尺寸及製造公差（chà）的確定方法 就與式 (2—1)相同。第一類尺寸： Aj＝ （ Ａmax－x△)＋0.25△ (2—6)

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

第二類尺寸：Ｂj＝ （ Ｂmin＋x△)－0.25△ (2—7)

對於凸模或凹模在磨損（sǔn）後基（jī）本不變的第三類尺寸（cùn）不必考慮磨損（sǔn）的影（yǐng）響，凸、凹模的基本（běn）尺寸按式 (2—5)計算。

第（dì）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)衝裁件的凸、凹模刃口尺寸及製造公差。

解：該衝裁件屬落料件，選凹模（mó）為（wéi）設計基（jī）準件，隻需（xū）計算落料凹模刃口尺寸及製（zhì）造（zào）公差， 凸模刃口尺寸由凹（āo）模的實際尺（chǐ）寸按間隙（xì）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（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（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（shuāng）麵間隙與落料（liào）凹模配作（zuò）。

a)落料（liào）凹（āo）模尺;b)落料凸模尺寸(按凹模實際尺寸配件，保證雙麵間隙值（zhí）為 0.10 ～ 0.14mm