五金衝壓件凸凹模（mó）具的間隙設計（jì）

刃口尺寸計算的基本原則

衝裁件的尺寸精（jīng）度主要（yào）決（jué）定於模具刃口的尺寸精度，模具的公（gōng）道間隙值也要（yào）靠模具刃口（kǒu）尺寸及製造精度來保證。正確確定模具刃口尺寸及其製造公差，是設計（jì）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，使落下 的料或衝出 的孔都帶有錐（zhuī）度，且（qiě）落料件的大端尺寸即是（shì）凹模尺寸（cùn），衝孔件的小（xiǎo）端尺寸 即（jí）是 凸 模尺寸。

2．在（zài）丈量與（yǔ）使用（yòng）中，落料件是以大端尺寸（cùn）為基準，衝孔孔徑是 以小端（duān）尺寸（cùn） 為基準。

3．衝裁時， 凸（tū） 、凹模要與（yǔ）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（shǐ）間隙愈用愈大（dà）

由此在決（jué）定模具刃（rèn）口尺寸及其製造公差（chà）時需（xū）考慮下述原（yuán）則：

1．落料件尺寸由（yóu）凹模尺寸（cùn）決定， 衝孔時孔的 尺寸由 凸 模尺寸決定。 故設計落料（liào）模時（shí） ，以凹模為基準 ，間隙取在 凸模（mó）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 、凹模的磨損（sǔn），設計（jì） 落料模（mó）時 ，凹模基本尺寸應取尺寸公差範圍的較小尺寸；設（shè）計衝孔模（mó）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。這樣，在 凸 、凹模磨損到一定（dìng）程度的情況下，仍能衝出合格（gé）製件（jiàn）。 凸 、凹模間隙（xì）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（jiàn）的（de）公差要求。假（jiǎ）如對刃口精度要求過高（gāo）( 即（jí）製造公差（chà）過小 )，會使（shǐ）模具製造（zào）困難，增加本錢，延永（yǒng）生產周（zhōu）期；假如對刃口精度要求過低(即製造公差過大 )，則生（shēng）產出來（lái）的製件可能分歧格（gé），會使模具的壽命降低。製件精度與模具製造精度的關係見表 2—1。若製（zhì）件沒有標注公差， 則對於 非 圓形件按國家標準 “非配合尺寸的公差數值”IT14級處理，衝模則可按（àn）IT11級（jí）製造；對於圓形（xíng）件，一（yī）般可按（àn）IT7～ ６級製造 模具。衝壓件的尺寸公差應按“進體”原（yuán）則標注（zhù）為單向公差，落料件上偏差為零，下偏差為負；衝孔件上偏差為正，下偏差為零。

刃口尺（chǐ）寸的（de）計算方法

由（yóu）於模具加工（gōng）方法不同（tóng），凸模與 凹模刃口部（bù）分尺寸的計算公式與（yǔ）製造公差的（de）標（biāo）注也不同，刃（rèn）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（cǎi）用這種方法，是指凸模和（hé）凹模分別按圖紙加工至（zhì）尺寸。要分（fèn）別標注凸模和凹模刃（rèn）口尺寸與（yǔ）製造公差(凸模（mó）δp、凹模（mó）δd)，它適（shì）用於圓形或簡單外形的製件。為了保證初始間隙值小於最至公道間隙2cmax，必（bì）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（chōng）孔兩種情（qíng）況分別進行（háng）討論。

a)落料b)衝孔

1．落料：

設工件的尺寸為（wéi）D０－△，根據（jù）計算原則，落（luò）料時以凹模為設計基（jī）準。首先確（què）定凹模尺寸（cùn），使凹模基本尺寸接近或即（jí）是製件輪廓的最小極限尺寸，再減小凸（tū） 模尺寸以保證最小公道間隙（xì）值 2cmin。各部（bù）分分配位置見（jiàn）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，衝孔時以 凸模設（shè）計 為基準，首先確（què）定凸模刃口尺寸，使凸模基本 尺寸（cùn）接（jiē）近或即是工件孔的最大極限尺寸，再（zài）增大凹模尺寸以保證最小（xiǎo）公道間（jiān）隙 2cmin。各部分分（fèn）配位置見圖2—12b)， 凸模製造偏差取（qǔ）負（fù） 偏差，凹模取正偏差（chà）。其計算公式如下：

在同一（yī）工步中衝出（chū）製（zhì）件（jiàn）兩個以上孔時，凹模（mó）型孔中心距 Ld按下式確定 ：

Ld＝ （ Lmin＋05△)±0.125△ (2—5)

式中Ｄd——落料凹模基本尺（chǐ）寸(mm)；

Ｄp——落料 凸模基本 尺寸(mm)；

Dmax——落料件（jiàn）最大極限尺（chǐ）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 最小極限尺寸(mm)；

Ld——同 一（yī）工步 中（zhōng）凹模孔距基本尺寸(mm)；

Lmin——製件孔距（jù）最小極限尺（chǐ）寸(mm)；

△——製（zhì）件公差 (mm)；

2cmin—— 凸（tū） 、凹模最小初始雙麵間隙（xì）(mm)；

δp—— 凸模下 偏差，可按IT6選用(mm)；

δd——凹模上偏差（chà），可按IT7選用(mm)；

x——係數，是為了使衝裁件（jiàn）的（de）實際尺寸盡量接（jiē）近衝裁（cái）件公差帶的中（zhōng）間尺寸，與工件製造精度有關 ，可查表（biǎo） 2.3.1或按下列關係取值：

當製件公差為 IT10以上，取x＝１

當（dāng）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（wú）特殊要求的一般衝孔、落料件。36由落料獲得，2—6及（jí）18由衝孔（kǒng）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（wéi）IT14級，取x＝0.5。

設凸 、凹模分別按 IT6和（hé）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（kǒng）距（jù）尺（chǐ）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（zhī），隻有縮小δ p、δd，進步製造精度，才能保證間（jiān）隙（xì）在公道範圍內，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（pèi）合加工

對於外形複雜或薄板工件的模（mó）具，為了保證衝（chōng）裁凸 、凹模間有（yǒu）一定的間隙值，必須（xū）采用配合加工。此方法是（shì）先做好（hǎo）其中的一件 ( 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（jiān）保持一定的間隙。因此，隻在基（jī）準件上標注尺寸和製造公差，另（lìng）一件（jiàn）隻標注公稱尺寸並注明配做所留的間隙值。這樣δ p與δd就不再受間隙限製。根據經（jīng）驗，普（pǔ）通模具的製造公差一般可取δ＝△／ 4(精密模具的製造公差可選幾μ)。這種方法不僅輕易（yì）保證凸 、凹模間隙值很小，而且還可放大基準件的（de）製造公差，使（shǐ）製造（zào）輕易。在計（jì）算複雜外形的凸 凹模工作部（bù）分的尺（chǐ）寸時 ，可以發現 凸 模和凹（āo）模磨損（sǔn）後，在一個 凸模或 凹（āo）模上（shàng）會同時存在（zài）著三類不同磨損性（xìng）質的尺寸，這時需要區別（bié）對待。

第一類：凸模或（huò） 凹模磨（mó）損會增大的尺（chǐ）寸：

第二類：凸模或 凹模磨（mó）損後（hòu）會減小的尺寸：

第三類：凸模或 凹模（mó）磨損後基本不變的尺寸。

其中尺寸的a、b、c對（duì） 凸模來 說是屬於第二類（lèi）尺寸，對於凹模（mó）來說則（zé）是第一類尺寸；尺寸 d對於（yú）凸模來說 屬於第一類尺寸，對於凹模來說屬於第二類尺寸；尺寸e，對 凸 模和凹模來說都屬於第三類尺寸。下麵分別討論凸模或 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（duì）於落料凹（āo）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（jiǎn）單外形的落料凹模（mó）尺（chǐ）寸，所以它的基本尺寸及（jí）製造公差的確定方法 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（dān）外形（xíng）的衝孔 凸 模尺寸，所以它的基本尺寸及製造公差的確定方法 就與式（shì）(2—3)相同。

第二類尺寸：Ｂj＝ （ Ｂmin＋x△)－0.25△ (2—7)

對（duì）於凸模或凹模在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（àn）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（cái）料為 10號鋼)衝裁件的（de）凸、凹模刃口尺寸及製造公差。

解：該衝裁件屬落料件，選凹模為設計基準件，隻需計算（suàn）落料凹模刃口尺寸及製造公差， 凸模刃口尺寸由凹模的（de）實際尺寸按間隙要求配作。

由表 2—3查（chá）得，2cmin＝0.10mm，2cmax＝0.14mm，由表（biǎo）2—5查得：對於尺（chǐ）寸為 80mm，選x＝0.5；尺（chǐ）寸為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 ＝(22－0.14＋0.75×0.28) － 0.25×0.28 mm＝22.07－０ .07 0mm

e凹（āo） ＝ （ 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（tóng），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（liào）凹模配作。

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