五金衝壓件凸凹模（mó）具的（de）間隙（xì）設計

刃口尺寸（cùn）計算的基本原則

衝裁件的尺寸精度主要（yào）決定於模具刃口的尺寸精（jīng）度，模具的公道間隙值也要靠模具刃口尺寸及製造精度來保證。正確確定模具刃口（kǒu）尺寸（cùn）及其製造公差，是（shì）設計衝裁模主要 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（dōu）帶有錐度，且落料件的大端尺寸即是凹模尺寸，衝孔件的小端尺寸（cùn） 即是 凸 模尺寸。

2．在丈（zhàng）量與使用中（zhōng），落料件是以大端尺（chǐ）寸為基準，衝（chōng）孔孔徑（jìng）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（shēng）摩擦， 凸模愈磨愈 小，凹模 愈磨（mó）愈 大，結果使間隙愈用愈大

由此在決定模具刃口尺寸及其製造公差時（shí）需（xū）考慮下（xià）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 模尺寸決定。 故設計落（luò）料模時 ，以凹模為基準 ，間隙取在 凸模上 ；設計（jì） 衝孔模時 ，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 落料模時 ，凹（āo）模基本尺（chǐ）寸應取（qǔ）尺寸公差範圍的較小尺寸；設計（jì）衝孔模時，凸模基本（běn） 尺（chǐ）寸則應取工件孔尺寸公差（chà）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（kuàng）下（xià），仍能（néng）衝出合格製件。 凸 、凹模間隙則取最小公道間隙值。

3．確定衝（chōng）模刃口製造公差（chà）時，應考慮製件的（de）公差要求。假（jiǎ）如對刃口精度要求過高( 即製造公（gōng）差過小 )，會（huì）使模具製造困難，增（zēng）加本錢，延（yán）永生產（chǎn）周期；假如對刃口精度（dù）要（yào）求過低(即製造公差（chà）過大 )，則生產出來的製件可能分歧格，會使模具的壽命降低。製（zhì）件精度（dù）與（yǔ）模具製造精度的關係見表 2—1。若製（zhì）件（jiàn）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（kě）按（àn）IT11級製造；對（duì）於圓形件，一般可按IT7～ ６級製造 模具（jù）。衝（chōng）壓件的尺（chǐ）寸公差應按“進體”原則標注為單（dān）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（chà）為零。

刃口尺寸的計算方法

由於模具加工方（fāng）法不（bú）同，凸模與 凹模刃口部分（fèn）尺（chǐ）寸的計算公式與製造公差的標注也不同，刃口尺寸的計（jì）算方法可分為二種情況。

( 一 ) 凸模與凹模分開加工（gōng）

采用（yòng）這種（zhǒng）方法，是指（zhǐ）凸模（mó）和凹模分別按圖紙加工至尺寸（cùn）。要（yào）分別標注凸模和凹模刃口尺寸與製造公差(凸模δp、凹模δd)，它適用於圓（yuán）形或（huò）簡單外形的製件。為了（le）保證初始（shǐ）間隙值小（xiǎo）於最至公道間隙2cmax，必須滿足下列條件：

｜δ p｜＋｜δd｜≤２cmax－2cmin

或（huò）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。

下麵對落料和衝孔兩種情況分別進行討（tǎo）論。

a)落料（liào）b)衝孔

1．落料：

設工件的尺寸為D０－△，根據計算原則，落料時以（yǐ）凹（āo）模為設計基準。首先確定凹模尺寸，使凹模基本尺寸接近或即是製件輪廓的最小極限尺寸（cùn），再減小凸 模尺寸以保證最小公道間隙值 2cmin。各部分分配位置見（jiàn）圖（tú）2.3.1(a)。其計算公式（shì）如下：

Dd＝（Ｄmax－x△）＋δd0  （2—1)

Dp＝ （Ｄd－2cmin)－δp＝（Ｄmax－x△－2cmin)－δp （ ２—2)

2.衝（chōng）孔：

設衝孔尺寸為d＋△0根據（jù）以上原則，衝孔時以 凸模設計 為基準，首先確定（dìng）凸模刃（rèn）口尺寸，使凸模基（jī）本 尺寸接近或即是工（gōng）件孔的最大極限（xiàn）尺寸，再（zài）增大凹模尺寸以保證最小（xiǎo）公道間隙 2cmin。各部分分配位（wèi）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（gōng）式如下（xià）：

在同一工步中衝出製件兩個以上孔時，凹模型孔中心距 Ld按下式確定 ：

Ld＝ （ Lmin＋05△)±0.125△ (2—5)

式中（zhōng）Ｄd——落料凹模基本尺寸（cùn）(mm)；

Ｄp——落料 凸模基本 尺寸(mm)；

Dmax——落料件最大（dà）極（jí）限尺寸(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（kǒng）的 最小極限尺寸(mm)；

Ld——同 一工步 中（zhōng）凹模孔距基本（běn）尺寸(mm)；

Lmin——製件（jiàn）孔距最小極（jí）限尺寸(mm)；

△——製件公差 (mm)；

2cmin—— 凸 、凹模最小初始（shǐ）雙麵（miàn）間隙(mm)；

δp—— 凸模（mó）下 偏差，可按IT6選用(mm)；

δd——凹模上（shàng）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（cái）件公差帶（dài）的中間尺寸，與工件（jiàn）製造精度有（yǒu）關（guān） ，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

當製件公差為 IT11～ １３ ，取x＝075

當（dāng）製件公差為 IT14者，取x＝05。

表 2.3.1 係數x

解：該零件（jiàn）屬於無特殊（shū）要求的一般衝孔（kǒng）、落料（liào）件。36由落料獲（huò）得，2—6及18由衝孔同時獲得。查（chá）表 2.3.1，2cmin＝０.04，2cmax＝0.06，則（zé）2cmax－2cmin＝0.06－0.04＝0.02mm

由公差（chà）表查得：6＋0.12為IT12級，取（qǔ）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（jiā）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)

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）縮小δ p、δd，進步製造精度，才（cái）能保證間隙在公道範圍內，此時可取：

δp＝0.4×0.02＝0.008mm

δd＝0.6×0.02＝0.012mm

故（gù） 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（de）模具，為了保（bǎo）證衝裁凸 、凹模間有一定的間隙（xì）值，必須采（cǎi）用配合加工。此方法是先做好其中的一件 ( 凸模或 凹模)作為基準件，然後以此基準件的實際尺寸來配（pèi）加工另 一件，使它們（men）之（zhī）間保持一（yī）定的（de）間隙。因此，隻在基準件上標注尺寸和製（zhì）造公差，另一件隻標注公稱尺寸並注明配做所（suǒ）留的間隙值。這樣δ p與δd就不再受間隙限製。根據經驗，普通模具的製造公差一般可取（qǔ）δ＝△／ 4(精密模（mó）具的製造公差可選幾μ)。這種方法不僅（jǐn）輕易保證凸 、凹模間隙值很小，而且還可放大基準件的製造公差，使（shǐ）製造輕易（yì）。在計算複雜外形的（de）凸 凹模工作部分的尺寸時 ，可以發（fā）現（xiàn） 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（xìng）質的尺寸（cùn），這時（shí）需要區別（bié）對待。

第一類：凸模或 凹模磨損會增（zēng）大的尺寸：

第二（èr）類：凸模或 凹模磨損後會減小的尺寸：

第三類：凸模或 凹模（mó）磨損（sǔn）後基本不變的尺（chǐ）寸。

其中尺（chǐ）寸的a、b、c對 凸（tū）模來 說是屬於第二類尺寸，對於凹模來說（shuō）則是第一類尺寸；尺寸 d對於凸模（mó）來說 屬於第一類尺寸，對於（yú）凹模來說屬（shǔ）於第二類尺（chǐ）寸；尺寸e，對（duì） 凸 模和凹模來說都屬於第三類尺寸。下麵分別討論（lùn）凸模或 凹模這三類尺寸的不同計算方法。

複雜外形衝裁件的（de）尺寸分類

對於落料凹（āo）模或衝孔凸模在 磨損後將會增大的第一類尺寸，相當於簡單（dān）外形（xíng）的落（luò）料凹模尺寸，所以它的基本尺寸（cùn）及製造公差的確定方法 就（jiù）與式 (2—1)相（xiàng）同。第一類尺寸： Aj＝ （ Ａmax－x△)＋0.25△ (2—6)

對於衝孔凸模或 落（luò）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（chōng）孔 凸（tū） 模尺（chǐ）寸，所以它的基本尺寸及製造（zào）公差的確定方法 就與式（shì）(2—3)相同（tóng）。

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

對於凸模或凹模在磨損後基本不（bú）變（biàn）的第三類尺寸不必考（kǎo）慮磨損的影響，凸、凹模的基本尺寸按式 (2—5)計（jì）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、凹模刃口尺寸及製造公差。

解：該衝裁件屬落（luò）料件，選凹模為設計基準（zhǔn）件，隻需計算落料凹模（mó）刃口尺寸及製造公差， 凸模刃口（kǒu）尺寸由凹模的實際尺寸按間隙要求（qiú）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（luò）料凹模的基本尺寸計（jì）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（mó）相同，分別是 79.79mm、39.75mm、34.75mm、22.07mm、14.94mm。但不必（bì）標注公差注（zhù）明以 0.1～0.14mm雙（shuāng）麵間隙與（yǔ）落料凹模配作。

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