五金衝壓件凸（tū）凹模具（jù）的間隙設（shè）計

刃（rèn）口尺寸計算的基本原則

衝裁件的尺寸精度主要決定（dìng）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（chǐ）寸及製造精度來（lái）保證（zhèng）。正確確（què）定模具刃口尺寸及其製造（zào）公（gōng）差，是設計衝裁模主要 任務之（zhī）一。從生（shēng）產實踐中可以發現：

1．由於 凸 、凹模之間存在間（jiān）隙，使落下 的料或衝出 的孔（kǒng）都帶有錐度，且落料件的大（dà）端（duān）尺（chǐ）寸即是（shì）凹模（mó）尺寸，衝孔件（jiàn）的小端尺寸 即是（shì） 凸 模尺寸。

2．在丈量與使用中，落料件是以大端尺寸為基準，衝孔（kǒng）孔徑是 以小端尺寸 為基（jī）準。

3．衝裁時， 凸 、凹模要與衝（chōng）裁件或廢物發生摩擦， 凸（tū）模（mó）愈磨愈（yù） 小，凹模（mó） 愈（yù）磨愈（yù） 大，結果使（shǐ）間隙愈用愈大

由此（cǐ）在（zài）決定模具刃口尺寸及其（qí）製造公差（chà）時需考慮下述原則：

1．落料件尺寸由凹模（mó）尺（chǐ）寸決定， 衝孔時孔的 尺（chǐ）寸由 凸（tū） 模尺寸決定（dìng）。 故設計落料模時 ，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（qǔ）在凹模上。

2．考慮到衝裁中（zhōng） 凸 、凹模（mó）的磨損，設計 落料模時 ，凹（āo）模基本尺寸（cùn）應取尺寸（cùn）公差範圍的較小（xiǎo）尺寸；設計衝孔模時，凸模基本 尺寸則應取工件（jiàn）孔尺寸公差（chà）範圍內的較大尺寸。這樣，在 凸 、凹模磨損到一定程度的情況下，仍能衝出合格製件。 凸 、凹模間隙則取最小公道間隙值（zhí）。

3．確定衝（chōng）模刃口製造公（gōng）差時，應考慮製件（jiàn）的公（gōng）差要求。假如對刃口精度要（yào）求過高( 即（jí）製造（zào）公差過小 )，會使模（mó）具製（zhì）造（zào）困難，增加本錢，延永生產周期（qī）；假如對刃口精度要求過低(即（jí）製造公差過大 )，則生產（chǎn）出來的（de）製件可能分歧格，會（huì）使模具的壽命降低。製件精度與模具製造精（jīng）度的關係見表 2—1。若製件沒有（yǒu）標注公差， 則對於 非 圓（yuán）形件按國（guó）家標準 “非配合尺寸的公差數值”IT14級處（chù）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。衝（chōng）壓件的尺寸公差應按“進（jìn）體”原（yuán）則標注為單向公差，落料件上偏差為零，下偏差為負；衝孔件上偏差為（wéi）正，下偏差為零。

刃口尺寸的計算方法

由於模具加工方法（fǎ）不同，凸（tū）模與 凹模刃口部分尺寸的計算公式與製造公（gōng）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（yǔ）凹模分開加工

采用（yòng）這種方法，是指凸模和（hé）凹模分（fèn）別按圖紙加工至尺寸。要分別標注凸模和凹模刃口尺（chǐ）寸與製造公差(凸模δp、凹模（mó）δd)，它適用於圓形或簡單（dān）外形的製件。為了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，新製造（zào）的模具應該是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否（fǒu）則製造 的模具間隙已超（chāo）過答（dá）應（yīng）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（chōng）孔

1．落料：

設工件的尺（chǐ）寸（cùn）為D０－△，根據計算原則，落料（liào）時以（yǐ）凹模為設計基準。首先確定凹模（mó）尺寸，使凹模基本尺寸接近或即是製件輪廓的最小極限尺寸，再減小凸 模尺（chǐ）寸以保證最小公道間隙值 2cmin。各部分分配位置見圖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根據以上原則，衝孔時以 凸模設計 為基準，首先確定凸模刃口尺寸，使凸（tū）模基本 尺寸接近或即是（shì）工件（jiàn）孔的最大極限尺寸，再增大凹模尺（chǐ）寸以保證（zhèng）最小公道間隙 2cmin。各部分分配位置見圖2—12b)， 凸模（mó）製造（zào）偏差取負 偏差，凹模取（qǔ）正偏差（chà）。其計算公（gōng）式如下：

在同一工步中衝出製件（jiàn）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（mó）基本尺寸(mm)；

Ｄp——落（luò）料 凸模（mó）基本 尺寸(mm)；

Dmax——落料件最（zuì）大極限尺（chǐ）寸(mm)；

dd——衝（chōng）孔凹模基本尺寸(mm)；

dp——衝（chōng）孔 凸模基本 尺寸(mm)；

dmin—— 衝孔件孔的 最小極（jí）限尺寸(mm)；

Ld——同 一（yī）工（gōng）步 中凹模孔距基本尺寸(mm)；

Lmin——製件孔距最小（xiǎo）極限尺（chǐ）寸(mm)；

△——製件公差 (mm)；

2cmin—— 凸 、凹（āo）模最小初始雙麵間（jiān）隙（xì）(mm)；

δp—— 凸模下 偏差，可按IT6選用(mm)；

δd——凹模上偏差，可按IT7選用(mm)；

x——係（xì）數，是為了使衝裁件（jiàn）的實（shí）際尺寸盡量（liàng）接近衝裁件公差帶的中間尺寸，與工件製造精度有關 ，可查表 2.3.1或按下列關係取值：

當製件公差為 IT10以上（shàng），取x＝１

當製件公差為 IT11～ １３ ，取x＝075

當（dāng）製件公差為 IT14者，取（qǔ）x＝05。

表 2.3.1 係數x

解：該零（líng）件屬於無特殊要（yào）求的一般衝孔、落料件。36由落料獲得，2—6及18由（yóu）衝孔同時（shí）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（chōng）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)

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）造精度，才能保證間隙在公道範圍內，此（cǐ）時可（kě）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（wài）形複雜或（huò）薄板工件的模具，為了保證衝裁凸 、凹模間有一定的間隙（xì）值，必須采用配合加工（gōng）。此方法是先做好其中（zhōng）的一件 ( 凸模或 凹模)作為基準件，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（bǎo）持一定的間隙。因此（cǐ），隻在（zài）基準件上標（biāo）注尺寸和製造公差，另一件隻（zhī）標注公稱尺（chǐ）寸並注明（míng）配做所留的間隙值。這樣δ p與δd就不再受間隙限製。根據經驗，普通模具的（de）製（zhì）造公差一般（bān）可取δ＝△／ 4(精密模具的製造公（gōng）差可選幾μ)。這種方法不僅（jǐn）輕易保證凸 、凹模間隙值很小，而且還（hái）可放大（dà）基準件的製造公（gōng）差，使（shǐ）製造輕易。在計（jì）算複雜外形的凸（tū） 凹模工作部分的尺寸時（shí） ，可以發現 凸 模和凹模（mó）磨損後，在一個 凸（tū）模（mó）或 凹模上會同時存在著三類不同磨損性質的（de）尺寸，這時需要區別對待。

第一類：凸模或 凹模磨損會增大的尺寸：

第二類：凸模或 凹模磨損後會減小的尺寸：

第（dì）三類：凸模或 凹模磨損後基本（běn）不變的尺寸。

其中尺（chǐ）寸的a、b、c對 凸模來 說（shuō）是屬於（yú）第二類尺寸，對（duì）於（yú）凹模來說則（zé）是第一類尺寸；尺寸 d對於凸模來說 屬於第一類尺（chǐ）寸（cùn），對於凹模來說屬（shǔ）於第二類尺寸；尺寸e，對 凸 模和凹模來說（shuō）都屬於第三類尺寸。下（xià）麵分別討論凸模或 凹模這三類尺寸的不同計（jì）算方法。

複雜外形衝裁件的尺寸分類

對於落料凹模或衝孔凸模在 磨（mó）損後將會增（zēng）大（dà）的第一（yī）類尺寸，相當於簡（jiǎn）單外形的落料（liào）凹模（mó）尺寸，所以它的基本尺寸及製造（zào）公差的確定方法 就與式 (2—1)相同（tóng）。第一類尺寸： Aj＝ （ Ａmax－x△)＋0.25△ (2—6)

對於衝（chōng）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（tū） 模尺寸，所以它的基本尺寸及製造（zào）公差的確定方法 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（āo）模在（zài）磨損後基本不變的第三類尺寸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： 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（hòu）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，選凹模為設計基準（zhǔn）件，隻需計算落料（liào）凹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（àn）間隙要求（qiú）配作。

由表 2—3查得，2cmin＝0.10mm，2cmax＝0.14mm，由表（biǎo）2—5查得：對於尺寸為 80mm，選x＝0.5；尺寸為15mm，選x＝1；其餘尺寸均選x＝0.75。落料凹模的基本（běn）尺寸計算如下：

a凹 ＝（８０－0.5×0.42） ＋ 0.25×0.42 mm＝79.79 ＋ 0.105mm

b凹（āo） ＝ （ 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（de）基本尺寸與凹模相同，分別是 79.79mm、39.75mm、34.75mm、22.07mm、14.94mm。但不必標注公差注明以 0.1～0.14mm雙麵間（jiān）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（pèi）件，保證雙麵間隙值為 0.10 ～ 0.14mm