​五金衝壓件凸（tū）凹模具的間隙設（shè）計

刃口尺（chǐ）寸計（jì）算的（de）基本原則（zé）

衝裁件的尺寸精（jīng）度主要決定於（yú）模具刃口的尺（chǐ）寸精度，模具的公道間隙值也要靠模具刃口尺寸及製（zhì）造精度（dù）來保證。正確確（què）定模具刃口尺（chǐ）寸及其製造公差，是設計衝裁模主要 任（rèn）務之一。從生產實踐中可以發現：

1．由（yóu）於 凸（tū） 、凹模之間存在間隙，使落下 的料（liào）或衝出 的孔都（dōu）帶有錐度（dù），且落料件的大端尺寸即是（shì）凹模尺（chǐ）寸，衝（chōng）孔件的小端尺寸 即是（shì） 凸 模尺寸。

2．在（zài）丈量（liàng）與使用中，落料（liào）件是以（yǐ）大端尺寸為基準，衝孔孔徑是 以小端尺（chǐ）寸（cùn） 為基準。

3．衝裁時， 凸 、凹模（mó）要與衝裁件或廢物發生摩擦， 凸模愈磨愈（yù） 小（xiǎo），凹模 愈磨愈 大，結果使間隙（xì）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（shù）原（yuán）則：

1．落料件尺（chǐ）寸由凹模尺寸決（jué）定， 衝孔時孔的 尺寸由 凸 模尺寸決定。 故（gù）設計落（luò）料模時 ，以凹模為基準（zhǔn） ，間隙（xì）取（qǔ）在 凸模上 ；設計 衝（chōng）孔模時 ，以 凸模為 基準，間隙取（qǔ）在凹模（mó）上。

2．考慮（lǜ）到（dào）衝裁中 凸 、凹模的磨損，設（shè）計 落料模時 ，凹模基本尺寸應取尺寸公（gōng）差範（fàn）圍的較小尺寸；設計衝孔模時，凸（tū）模基本 尺（chǐ）寸（cùn）則應取工件孔（kǒng）尺寸公（gōng）差範圍內的較大尺寸。這樣，在 凸 、凹（āo）模（mó）磨（mó）損到一定程度的情況下（xià），仍能衝出合格（gé）製件。 凸 、凹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（gōng）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（jù）製造困難，增加本錢，延永（yǒng）生產周期；假如對刃口精度要求過低(即（jí）製造公差過大 )，則生產出來的製件可能分歧格，會使模具的（de）壽命降低。製（zhì）件精度與（yǔ）模（mó）具製造精度的（de）關係見表 2—1。若（ruò）製件沒有標注公差（chà）， 則對於 非 圓形件按國家標準 “非配合（hé）尺寸的公差數值”IT14級處理（lǐ），衝模則可按IT11級製造；對於圓形件，一般可按IT7～ ６級製造（zào） 模具。衝壓件的尺（chǐ）寸（cùn）公差應按“進體”原則標注為單向（xiàng）公差（chà），落料件上偏差為（wéi）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

由於模具加（jiā）工方法不同，凸模與 凹模刃口部分尺寸的計算公式（shì）與製造公差的標注也不同，刃口尺寸的計算方法可分（fèn）為二種情（qíng）況。

( 一 ) 凸模與凹模分開加工

采（cǎi）用這種方法（fǎ），是指（zhǐ）凸模和凹模分別按圖紙加工至尺寸。要（yào）分別標注凸模和凹模刃（rèn）口尺寸與製造公差(凸模δp、凹模δd)，它適用於圓形或簡單外形的製件。為了保（bǎo）證初始間隙值小於最（zuì）至公（gōng）道間隙2cmax，必須滿足下列條件：

｜δ p｜＋｜δd｜≤２cmax－2cmin

或取（qǔ）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。

下麵對落料和衝孔兩種情（qíng）況分別進行討論。

a)落（luò）料b)衝孔

1．落料：

設工件的尺寸為D０－△，根據計算原則，落料時以凹模為設計基準。首先確定凹模尺寸，使凹模基本尺（chǐ）寸接近或即是製（zhì）件輪廓的最小極限尺寸，再（zài）減小凸 模尺寸以保證最小公道間隙（xì）值 2cmin。各部分分配位置見圖2.3.1(a)。其（qí）計算公式如（rú）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（tū）模刃口尺寸，使凸模基本 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（zuì）小公道間隙 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（chà）。其計算公式（shì）如下：

在（zài）同一工步中衝出製件兩個以上孔時，凹模型（xíng）孔中心距 Ld按下式確定 ：

Ld＝ （ Lmin＋05△)±0.125△ (2—5)

式中Ｄd——落料凹模基本尺寸(mm)；

Ｄp——落料（liào） 凸模（mó）基本 尺寸(mm)；

Dmax——落料件最大極（jí）限尺寸(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 最小極限尺寸（cùn）(mm)；

Ld——同 一工步 中凹（āo）模（mó）孔距基（jī）本尺寸(mm)；

Lmin——製件孔距最小極限尺寸(mm)；

△——製（zhì）件公差 (mm)；

2cmin—— 凸 、凹模最小初始雙麵（miàn）間隙(mm)；

δp—— 凸模下 偏差（chà），可按IT6選用(mm)；

δd——凹（āo）模上偏差，可按IT7選用(mm)；

x——係數（shù），是為了使衝裁件的實際尺寸盡量接近衝裁件（jiàn）公差（chà）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（zhì）件（jiàn）公差為 IT10以上，取x＝１

當製件公差為 IT11～ １３ ，取x＝075

當（dāng）製（zhì）件公差為 IT14者，取x＝05。

表 2.3.1 係數x

解：該零件（jiàn）屬（shǔ）於無特殊要求的一般衝孔、落料件。36由落料獲得，2—6及18由（yóu）衝孔同時獲得。查表 2.3.1，2cmin＝０.04，2cmax＝0.06，則（zé）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（tū） 、凹模分別按 IT6和IT7級加工製造（zào），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)

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（yǒu）縮（suō）小δ p、δd，進步製造精度，才（cái）能保證間隙在公道（dào）範圍內，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) 凸模和凹模配合加工

對於外形複雜或薄板工件的模具，為了保證衝裁凸 、凹模間有一定的間隙值（zhí），必須采用配（pèi）合加工。此方法是先做（zuò）好其中（zhōng）的一件 ( 凸模（mó）或 凹模)作為基準件，然後（hòu）以此基（jī）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（jiān）隙。因此，隻在基準件上標注（zhù）尺寸和製造公差，另一（yī）件隻標注公稱尺寸並注明配（pèi）做（zuò）所留（liú）的（de）間隙值。這（zhè）樣δ p與δd就不再受間（jiān）隙限（xiàn）製。根據經（jīng）驗（yàn），普通模具的製造公差一般（bān）可取（qǔ）δ＝△／ 4(精（jīng）密模具的製造公差可選幾μ)。這種方法（fǎ）不（bú）僅輕易保證凸 、凹模間隙值很（hěn）小，而且還可（kě）放大基準件的製造公差，使製造輕（qīng）易。在計算複雜外形的（de）凸 凹模工作部分的尺寸（cùn）時 ，可以發現 凸 模（mó）和凹模磨損後，在一個 凸模或 凹模上會同時（shí）存在著三類不同磨損性質的尺寸，這時需要區（qū）別對待。

第一類：凸模或 凹模磨損會（huì）增大的尺寸：

第二類：凸模或 凹模磨損後會減小的尺寸：

第三類：凸模或（huò） 凹模磨（mó）損後基本不變的尺寸。

其中尺（chǐ）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（yī）類尺寸（cùn）；尺寸 d對於凸模來（lái）說（shuō） 屬於第一（yī）類尺寸，對於凹模來說屬於第二類尺寸；尺寸e，對 凸 模（mó）和凹模來（lái）說都（dōu）屬於第三類尺（chǐ）寸。下麵分別（bié）討論凸模或 凹模這三類尺寸的不同計算方（fāng）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 磨損後（hòu）將會增（zēng）大（dà）的第一類尺寸，相當於簡單外形的落料凹模（mó）尺寸，所以它（tā）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（sǔn）後將會減小的第二（èr）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（gōng）差的確（què）定方（fāng）法 就與式（shì）(2—3)相同。

第二類尺（chǐ）寸：Ｂj＝ （ Ｂmin＋x△)－0.25△ (2—7)

對於凸模或凹模在磨（mó）損後基本不變的第三（sān）類尺寸（cùn）不必考慮（lǜ）磨（mó）損（sǔn）的影響，凸、凹模（mó）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，厚度t＝1mm，〔 材料為 10號鋼)衝裁件的凸、凹模刃口（kǒu）尺寸及製造公差。

解：該衝裁件屬落料件，選凹模為（wéi）設計基準件，隻需計（jì）算落料凹模刃（rèn）口尺（chǐ）寸及製造公差（chà）， 凸模（mó）刃口尺寸由凹模的實際尺寸按間隙要求配作。

由表（biǎo） 2—3查得，2cmin＝0.10mm，2cmax＝0.14mm，由表2—5查得：對於尺寸為 80mm，選（xuǎn）x＝0.5；尺寸（cùn）為15mm，選x＝1；其餘尺寸均選x＝0.75。落料凹（āo）模的基（jī）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雙麵間隙與落料凹模配作。

a)落料凹模尺;b)落料凸模尺（chǐ）寸(按（àn）凹模實際尺寸配件，保證雙（shuāng）麵間隙值（zhí）為（wéi） 0.10 ～ 0.14mm