​五金衝（chōng）壓件（jiàn）凸凹模具的間隙設計

刃口尺寸計算的基本原則

衝裁件的尺寸精度主要決定於模具（jù）刃口的尺寸（cùn）精度，模具的公道間隙值也要（yào）靠模具刃口尺寸及製造精（jīng）度來保證。正確確定模具（jù）刃口尺（chǐ）寸及其（qí）製造（zào）公差，是設計衝裁模主要 任務之一。從生產實踐中可以發現：

1．由於 凸 、凹模之間存（cún）在（zài）間隙（xì），使落下 的料或衝（chōng）出 的孔都帶有錐度，且落料件的大端尺寸即是凹（āo）模尺寸，衝孔件的小端尺寸 即（jí）是 凸 模尺寸。

2．在丈量與使用中，落料（liào）件是以大端尺寸為基準（zhǔn），衝孔孔徑是 以小（xiǎo）端尺寸 為基準。

3．衝（chōng）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 愈磨愈 大，結果使間隙愈用愈大

由此在（zài）決定模具刃口尺寸及其製造公差時需考慮下述原（yuán）則（zé）：

1．落料件尺寸由凹模（mó）尺寸（cùn）決定， 衝孔時孔的 尺（chǐ）寸由 凸 模尺寸（cùn）決定。 故設計落料模時（shí） ，以凹模為（wéi）基（jī）準（zhǔn） ，間隙（xì）取在（zài） 凸模上 ；設計 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（tū） 、凹模的磨損，設計 落料模時 ，凹模基本尺寸應取尺寸（cùn）公差（chà）範（fàn）圍的較小尺寸（cùn）；設計衝（chōng）孔模（mó）時，凸模基本 尺寸則應（yīng）取工件孔尺寸公差範圍（wéi）內的較大尺（chǐ）寸。這樣，在 凸 、凹模磨損到（dào）一定程度的情況下，仍能衝出合格製（zhì）件。 凸 、凹模間隙則取最小公（gōng）道間隙值。

3．確（què）定衝模刃口製造公差時，應考慮製件的公差要求。假如對刃口精度要求（qiú）過高( 即製造公差過（guò）小 )，會使模具製（zhì）造困難，增加本錢，延永（yǒng）生產周期；假如對刃口精度要（yào）求過低(即製造公差過大 )，則生產出來的製件可能分歧格，會使模具的壽命降低。製（zhì）件精度與（yǔ）模具製造精度的關係見表 2—1。若製件沒有（yǒu）標注公（gōng）差， 則對於 非 圓形件按國家標（biāo）準 “非配合尺寸的公差（chà）數值”IT14級處理，衝模則可按IT11級製造；對於圓形件，一般可按IT7～ ６級製造 模具。衝（chōng）壓（yā）件的尺寸公差應按“進體”原則標注為（wéi）單向公差（chà），落料件上偏差為零，下偏（piān）差為負；衝孔件上偏差為正，下偏差（chà）為零。

刃口尺寸的計（jì）算方法（fǎ）

由於模具加工方法不同，凸模與 凹模刃口部分尺寸的計算公（gōng）式與製造公差的（de）標注也不同，刃口尺寸的計算方法可（kě）分為二種情況（kuàng）。

( 一 ) 凸模與凹模分開加（jiā）工

采用這種方法，是指（zhǐ）凸模和凹模分別按圖紙加工至（zhì）尺寸。要分別（bié）標注凸模和凹模刃口尺寸與製造公差(凸模δp、凹模δd)，它適用於圓形或簡單外形的製件。為了保證初（chū）始間隙值小於最至公道間隙2cmax，必須滿足下（xià）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（de）模具應該是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否則（zé）製造 的模具間隙已超過（guò）答應變動範圍 2cmin～2cmax。

下麵對落料和衝孔兩種情況分別進（jìn）行討論。

a)落（luò）料b)衝孔

1．落料（liào）：

設工（gōng）件的尺寸（cùn）為D０－△，根據計算原（yuán）則，落（luò）料時以凹模為設計基準（zhǔn）。首先確定凹模尺（chǐ）寸（cùn），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 模尺寸以保證最小公（gōng）道間隙值 2cmin。各部分分配位置見圖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.衝孔：

設衝孔尺寸為（wéi）d＋△0根據以上原則，衝孔時以（yǐ） 凸模設計 為基準，首（shǒu）先確定（dìng）凸模刃口尺寸，使凸模基本 尺寸接近（jìn）或即是工（gōng）件（jiàn）孔的最大極限尺寸（cùn），再增大凹模尺寸以保證最小公道（dào）間隙 2cmin。各部（bù）分分配位置見圖2—12b)， 凸模製造偏（piān）差取負 偏差，凹模取正偏差。其計算公式如（rú）下：

在（zài）同一工步中衝（chōng）出（chū）製（zhì）件兩個以上孔（kǒng）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——落料凹模基本尺寸(mm)；

Ｄp——落料 凸（tū）模基本 尺寸(mm)；

Dmax——落料件最（zuì）大極限尺寸(mm)；

dd——衝孔凹模（mó）基本尺寸(mm)；

dp——衝孔 凸模基本 尺寸(mm)；

dmin—— 衝孔件孔的（de） 最小極限尺寸(mm)；

Ld——同 一工（gōng）步 中凹模孔距基本尺寸(mm)；

Lmin——製件孔距最小極限尺寸(mm)；

△——製件公差（chà） (mm)；

2cmin—— 凸 、凹模最小（xiǎo）初（chū）始（shǐ）雙麵間隙(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（shì）為了使衝裁件的實際尺寸盡量接（jiē）近衝裁件公差帶的中間尺寸，與工件製造精度有關 ，可查（chá）表 2.3.1或按（àn）下列關係取值：

當製件公差為 IT10以上，取x＝１

當製（zhì）件公差為 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：該零件屬於無特殊要求的一般衝孔、落料件（jiàn）。36由落料獲得，2—6及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（dé）：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（bié）按 IT6和（hé）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（hé） 0.016＋0.025＝０.04＞0.02

由此可知，隻有縮小δ p、δd，進步製造精度，才能（néng）保證間隙在公道（dào）範（fàn）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（xíng）複（fù）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，必須采用配（pèi）合加工。此方法是先做好其（qí）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加工另 一件，使它們（men）之間保持一定的間隙。因此，隻（zhī）在基準件上標注尺寸和製造公差，另一件隻標注公稱尺寸並注明配做所留的間隙值。這（zhè）樣δ p與δd就（jiù）不再受間隙限製。根（gēn）據經驗，普通（tōng）模具的製造公差一般可取δ＝△／ 4(精密模具的製造（zào）公差可選幾μ)。這種方法（fǎ）不僅輕易保證（zhèng）凸 、凹模間隙值很小，而（ér）且還可放（fàng）大基準件的製造公差，使製造（zào）輕易。在計算複雜外形的凸 凹模工作部（bù）分的尺寸時（shí） ，可以發現 凸 模和凹模磨損後（hòu），在一個 凸模或 凹模上會同時存在著三類不同磨損性質（zhì）的尺（chǐ）寸，這時需要區別對待。

第（dì）一類：凸模或 凹（āo）模磨損（sǔn）會增大的尺寸：

第二類：凸模或（huò） 凹模磨損後會減（jiǎn）小的尺寸：

第三類：凸模或 凹模磨損（sǔn）後（hòu）基本（běn）不變（biàn）的尺寸（cùn）。

其中尺寸的a、b、c對 凸模來 說是屬於第二類尺寸，對於凹模來說則是（shì）第一類尺寸；尺寸 d對於凸模來（lái）說 屬於第一（yī）類尺寸，對（duì）於凹模來說屬於第二類尺（chǐ）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 凹模這三類尺寸的不同計（jì）算方法。

複雜外形（xíng）衝裁件的尺寸（cùn）分類（lèi）

對（duì）於落料凹模或衝孔凸模在 磨損後將會增大的第（dì）一類尺（chǐ）寸，相當於簡單外形的落（luò）料（liào）凹模尺寸，所以它的（de）基本尺（chǐ）寸及製造公差（chà）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（huò） 落（luò）料凹模在磨損（sǔn）後將會（huì）減小的第二類尺寸，相當於（yú）簡單外形的衝孔（kǒng） 凸 模尺寸（cùn），所以它的基本尺寸及製造公差的確定方法 就與（yǔ）式（shì）(2—3)相同。

第二類尺寸：Ｂj＝ （ Ｂmin＋x△)－0.25△ (2—7)

對於凸模或凹模在磨損後基本不（bú）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，厚度t＝1mm，〔 材料為 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（luò）料件，選凹模為設計基準（zhǔn）件，隻（zhī）需計算落料凹模刃口尺寸及製造公差（chà）， 凸模刃口尺寸由凹模（mó）的實際尺寸按間隙要求配作（zuò）。

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；尺寸為15mm，選x＝1；其餘尺寸均選（xuǎn）x＝0.75。落料凹模的基（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（jī）本尺寸與凹模相同，分別是 79.79mm、39.75mm、34.75mm、22.07mm、14.94mm。但（dàn）不必標注公差注明以 0.1～0.14mm雙麵間隙與落料凹（āo）模配作。

a)落（luò）料凹模（mó）尺;b)落料凸模尺寸(按（àn）凹模實際尺寸（cùn）配件，保證雙麵間隙值為 0.10 ～ 0.14mm