五金模具設計之凸模與凹模刃口尺寸的確定

凸模（mó）和凹模的刃（rèn）口尺寸和公差，直接影響衝裁件的（de）尺寸精度。模（mó）具的合理間隙值也靠凸、凹（āo）模刃（rèn）口尺寸及其公差來保證。

1凸（tū）、凹模刃口尺寸計算原則

衝裁件斷麵都帶有錐度。光亮帶是測量（liàng）和使用（yòng）部位，落料件的光亮帶處於大端尺寸，衝孔件的光亮帶處（chù）於小端尺寸（cùn）；且落料件的大端（光麵）尺寸（cùn）等於凹模（mó）尺寸，衝（chōng）孔件的小（xiǎo）端（光麵）尺寸等於凸模尺寸。

在測量與（yǔ）使用中，落料（liào）件是以大端尺寸（cùn）為基準，衝孔孔徑是 以小端尺寸 為基準。

凸模輪廓（kuò）越磨越小，凹模輪廓越磨越大，結果使間隙越用越大。

計算原則：

設計落（luò）料模先確定凹模刃口尺寸：以凹模為基準，間隙取在凸（tū）模上，即衝裁間隙通過減小凸模刃口尺寸來取得（dé）。

設計衝孔模先確定凸模刃口尺寸：以（yǐ）凸模為基準，間隙取在凹模上，衝（chōng）裁間隙通過增大凹模（mó）刃口尺寸（cùn）來取得。

根據衝模在（zài）使用過程中的磨損規律，設計落料模時，凹模基本尺寸應取接近或（huò）等於工件（jiàn）的最小極限（xiàn）尺寸；設計衝孔模時，凸（tū）模基本尺寸則取接近或等於工件孔的最大極限尺寸。模具磨損預留（liú）量與工件製造精度有關。

衝裁（設計）間隙一般選用最小合理間隙值（Zmin）。

選擇模具刃口製造公差時（shí），要考慮工件精度與（yǔ）模具精（jīng）度的關係，即要保證（zhèng）工（gōng）件的精度要求，又要保證有合理的間隙值。一般衝模精度較工（gōng）件精（jīng）度高2～4級（jí）。

對於形狀簡單的圓形、方形刃口，其製造偏差值可按（àn）ＩＴ６～ＩＴ７級來選取（qǔ）；

對（duì）於形狀複雜的刃口製造偏差可按工件（jiàn）相應部位公差值（zhí）的1/4來選取；

對於刃（rèn）口尺寸磨損後無變化的（de）製造偏差值（zhí）可取工件相應（yīng）部位公（gōng）差值的1/8並冠以（±）。

工件尺寸公差與衝模刃口尺寸（cùn）的製造（zào）偏差原（yuán）則上都應按（àn）“入體”原則標注為單向公差。但對於磨損後無變化的尺寸，一般標注雙向偏差。落料（liào）件上偏差為零，下偏差為負；衝孔件上偏差為正，下偏差為零。

加工方法：

分開加工具有互換性、製造周期短，但Zmin不易保證，需提高加（jiā）工精度，增加製造難度（dù）。適用於：圓形或簡單刃口。

配合加工,Zmin易（yì）保證（zhèng），無互換性、製造周期長。適用於（yú）：異形或複雜刃口。

1凸、凹（āo）模刃（rèn）口尺寸的（de）計算方法

1．按凸模與凹模圖（tú）樣分別加工法

（1）落料

設工件的尺寸為D-Δ ，根據計算原則，落（luò）料時（shí）以凹模（mó）為設計基準。首先確定凹（āo）模尺寸，使凹模的基本尺寸接近或等於工（gōng）件輪廓的最（zuì）小極限尺寸；將凹模尺寸減去最小合理間隙值即得到凸模尺（chǐ）寸;

（2）衝（chōng）孔

設衝孔尺寸為d+Δ ，根據計算原則，衝孔時以（yǐ）凸模為設計基準。首先確定凸模（mó）尺寸，使凸模的基本（běn）尺寸接近或等於工件（jiàn）孔的最大極限尺寸；將凸模尺寸增大最小（xiǎo）合理間隙值（zhí）即得到凸（tū）模尺寸。

（3）孔（kǒng）心距

孔心（xīn）距（jù）屬於磨（mó）損後（hòu）基本不變的尺寸。 在同一工步中，在（zài）工件上衝出孔距為 L± 兩個孔時，，其凹模型孔中心距 可按（àn）下式（shì）確定。

為了保證可能的初始間（jiān）隙不超過Zmax，即

凸、凹模的（de）製造公差，可（kě）按ＩＴ６～ＩＴ７級來選取，也（yě）可（kě）查表（biǎo）（如（rú）表）選（xuǎn）取，但需校（xiào）核。如不滿足上式，但隻是稍不滿足可取 ;

x—係數，是為了使衝裁件的實際尺寸（cùn）盡量接（jiē）近衝裁件公差（chà）帶的中間尺寸，與工件製造精度（dù）有關 ，

當製件公差為 IT10以上，取x＝1；

當製件公差為 IT11～13，取x＝0.75；

當製件公差為 IT14者，取x＝0.5。

2．凸模（mó）與凹模配合加工

配合加工就是先按設計（jì）尺寸製出一個基（jī）準件（凸模或凹模），然後根據基準件的實際尺寸再按最小合理間隙配製另一件（jiàn）。

特（tè）點：模具的間隙由配製保證（zhèng），工藝比較（jiào）簡單，不必校核。

並且還可放（fàng）大基準件的製造公差，使製造容易。

適用於：異形或複雜刃（rèn）口。

設計時：基準件的（de）刃口（kǒu）尺寸及製造公差應詳細標注，非（fēi）基準件上隻標（biāo）注公稱尺寸，但在圖樣上（shàng）注明：“凸(凹)模刃口按凹(凸)模實際刃口尺寸配作，保證最小（xiǎo）雙麵合理間隙值Zmin”。

配（pèi）合加工應注意的幾點問題：

（1）根據磨（mó）損後輪廓變化情況，正確判斷（duàn）出模具刃口尺寸類型：磨損（sǔn）後變大，變小還是不變。

（2）根據尺寸類（lèi）型，采用不同（tóng）計算公式（shì）。

磨損後變大的尺寸，采用分開加（jiā）工時的落料凹模尺寸計算公（gōng）式。

磨損後變小的尺寸，采用分開加工時的衝孔凸模尺寸計算公式。

磨損後不變的尺寸，采用分開加工時（shí）的孔心距尺寸計算（suàn）公式。

（3）刃口製造偏差可（kě）按工件相應部（bù）位公差值（zhí）的（de）1/4來選取。對於刃口尺（chǐ）寸磨損後（hòu）無變化的製造（zào）偏差（chà）值可取工件相應（yīng）部位公差值的1/8並（bìng）冠以（±）。

（4）衝模（mó）刃口尺寸屬於半邊磨損時：計算方法與前述相同，衝裁間隙和製造公差各取半。

（5）采用電（diàn）火花加工（gōng）衝模時：一般凸模作基準件，電（diàn）火花加工的凹模與之配作，保證間隙。

（6）若采用成形磨削加工衝模（mó）時：一般也是凸模作基準件，凹模按凸模配合加工，保證（zhèng）間隙.

不同尺寸類型，采用不（bú）同計算公式：

(1）凸模或凹模（mó）磨損後會增大的（de）尺寸——第一（yī）類尺寸A

落料凹模或衝孔凸模磨損後將會增大的尺寸，相當於簡單形狀的落料凹模尺寸，所（suǒ）以它的基本尺寸及製造公差的確定方法與分別加工時落料凹模相同。

(2）凸模或凹模磨損後會減小的尺寸——第二類尺寸B

衝孔凸模或落料凹模磨損後將會減小的尺寸，相當於簡單形狀的衝孔凸模尺寸，所以它的基（jī）本尺寸及製造公差的確定方法與分別加工時衝孔（kǒng）模相同。

(3）凸模或凹模磨損後會基本不變的（de）尺寸——第三類（lèi）尺寸C

凸模或凹模在磨（mó）損後基本不變的尺寸，不必考慮磨損的影響，相當於簡單形狀的孔心距（jù）尺寸（cùn），所以它的基本尺寸及製造公差的確定方法（fǎ）與分別（bié）加工時的孔心距相似計算。