五金衝（chōng）壓件凸凹模具的間隙設計（jì）

刃口尺寸計算的（de）基本原則

衝裁件的尺寸（cùn）精度（dù）主（zhǔ）要決定於（yú）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寸及製造精（jīng）度來保證。正確確定模（mó）具刃口尺寸及其（qí）製造公差，是設（shè）計衝（chōng）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（luò）下 的料或衝出 的孔都帶有錐度，且落料件（jiàn）的大端尺寸即是（shì）凹模尺寸，衝孔件的小端尺寸（cùn） 即是 凸 模尺寸。

2．在丈量與使用中（zhōng），落料件（jiàn）是以大端尺寸為（wéi）基準，衝孔孔徑是（shì） 以小端尺寸 為基準。

3．衝裁時， 凸 、凹模要與衝裁（cái）件或廢物發生摩（mó）擦， 凸模愈磨愈 小，凹模 愈（yù）磨愈 大，結果使間隙愈用愈大

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

1．落料件尺（chǐ）寸（cùn）由凹模尺寸決定， 衝孔（kǒng）時孔的 尺寸由 凸 模尺寸決定。 故設（shè）計落料模時 ，以凹模為基準（zhǔn） ，間隙（xì）取在 凸模上 ；設計 衝孔模時 ，以 凸模為 基準，間隙取（qǔ）在凹模（mó）上。

2．考慮（lǜ）到衝裁中 凸 、凹模的磨損，設（shè）計 落料模時（shí） ，凹模基本尺寸應取尺寸公差範（fàn）圍的較小尺寸；設計衝孔模時，凸模基本 尺寸則應取工件孔尺寸公差範圍內的較大尺寸。這樣，在（zài） 凸 、凹模磨損到一定程（chéng）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．確定衝模刃口（kǒu）製造公差（chà）時，應考慮製件的公（gōng）差要求。假如對刃口（kǒu）精度要（yào）求過高( 即製造公差過小 )，會（huì）使模具製造困難，增加本錢（qián），延永生產周期；假如對刃口精度要（yào）求（qiú）過（guò）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（de）壽命降低。製件精度與模具製造（zào）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IT11級製造；對於圓形件，一（yī）般可按IT7～ ６級製造 模具（jù）。衝壓（yā）件的尺寸公差應按“進體”原則標注（zhù）為單向公差，落料件上偏（piān）差（chà）為零，下偏差為負；衝孔件（jiàn）上偏差為正，下偏差為（wéi）零。

刃口尺寸的計算方法

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式與製造公差（chà）的標注（zhù）也不同，刃口尺寸的（de）計算方法可分為二種情況。

( 一（yī） ) 凸模與凹模分開加工

采用這種方法，是指凸（tū）模和凹模分別按圖紙加工至尺寸（cùn）。要分（fèn）別標注凸模和凹模刃口尺寸與製（zhì）造公差(凸模δp、凹模δd)，它適用於圓（yuán）形或簡單外形的製件。為了保證初始間（jiān）隙值（zhí）小於最至公道間隙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（shì）說，新製造的模具應該（gāi）是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否則製造 的模具間隙已超過答應變動（dòng）範圍 2cmin～2cmax。

下麵對落料和（hé）衝孔兩種情況分別進行討論。

a)落料（liào）b)衝孔

1．落料：

設工件（jiàn）的尺寸（cùn）為D０－△，根（gēn）據計算原則，落料時以凹模為設計基準。首先確定凹（āo）模尺（chǐ）寸，使凹模基本尺寸（cùn）接近或即（jí）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道（dào）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（dìng）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（bǎo）證最小公道間隙 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（qǔ）正偏差。其計算公式（shì）如（rú）下：

在同一工步中衝出製件兩個以上孔（kǒng）時，凹模型孔中心距（jù） Ld按下式確定 ：

Ld＝ （ Lmin＋05△)±0.125△ (2—5)

式中Ｄd——落料凹（āo）模（mó）基本尺寸(mm)；

Ｄp——落（luò）料 凸模基本 尺寸(mm)；

Dmax——落料件（jiàn）最大極限尺寸(mm)；

dd——衝孔凹模基本尺寸(mm)；

dp——衝（chōng）孔 凸模基本 尺寸(mm)；

dmin—— 衝孔件孔的（de） 最小極限尺寸(mm)；

Ld——同 一工步 中凹模孔距基本尺寸(mm)；

Lmin——製件孔距最（zuì）小極限尺寸(mm)；

△——製件（jiàn）公差 (mm)；

2cmin—— 凸 、凹模最小初始雙麵間隙(mm)；

δp—— 凸模下（xià） 偏差，可按IT6選用(mm)；

δd——凹模上偏差，可按IT7選用(mm)；

x——係數，是為了使衝裁（cái）件的實（shí）際尺寸盡量接近衝裁件公差帶的中間尺寸，與工（gōng）件製造精度有關 ，可查表 2.3.1或按（àn）下列關係取值：

當製件（jiàn）公差（chà）為 IT10以上，取x＝１

當製件公差為 IT11～ １３ ，取x＝075

當製件公差為（wéi） IT14者（zhě），取x＝05。

表（biǎo） 2.3.1 係數x

解：該零件（jiàn）屬於無特殊要求的一般衝孔、落料件。36由落料獲得，2—6及18由衝孔同時獲得。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IT7級（jí）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（xiào）核（hé）｜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（yóu）此可知，隻（zhī）有縮小δ p、δd，進步製（zhì）造精度，才能保證間隙（xì）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 Dd＝35.69＋0012mmDp＝35.65－0008mm

(二) 凸模和凹模（mó）配（pèi）合加工

對於外形複雜（zá）或薄板工件的模（mó）具，為了保證衝裁凸 、凹模間有一定的間隙值，必須采（cǎi）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，然後以此基（jī）準件的（de）實際尺（chǐ）寸來配加工另（lìng） 一件，使它（tā）們之間（jiān）保持一定的間隙。因此（cǐ），隻在基準件上標注尺寸和製（zhì）造公差，另一（yī）件隻標注公稱尺寸並注明（míng）配做所留的間隙值（zhí）。這樣δ p與δd就不（bú）再受間隙限製（zhì）。根據經驗，普通模具的（de）製造公（gōng）差一（yī）般可取δ＝△／ 4(精密（mì）模具的製造公（gōng）差可選幾μ)。這種方法不僅輕易保證凸（tū） 、凹模間隙值很小，而且還（hái）可放大基（jī）準件的製造公差，使（shǐ）製（zhì）造輕易。在計算複雜外形的凸 凹模工作部分的尺寸時 ，可以發現 凸 模和凹模磨損後，在一（yī）個 凸模（mó）或 凹模上會同時存在著三類不同磨損性質的尺寸（cùn），這時需要區（qū）別對待。

第一類：凸模或 凹模磨損會增大的尺（chǐ）寸：

第二類：凸模或 凹模磨損後（hòu）會減小的尺寸：

第三類：凸模或 凹模磨損後基本不變的尺寸。

其中尺寸的a、b、c對 凸模來 說是屬於（yú）第二類尺寸，對於凹模來說則是第一類（lèi）尺寸；尺寸 d對於凸模來說（shuō） 屬於第一類尺寸，對於凹模來（lái）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（lùn）凸（tū）模或 凹模這三類尺寸（cùn）的不同計算方法（fǎ）。

複雜外形衝裁件（jiàn）的尺寸分類

對（duì）於落料凹模或（huò）衝孔（kǒng）凸模在 磨損後將會增大的第一類尺寸，相當於（yú）簡單外形的落料凹（āo）模尺寸，所以（yǐ）它的基本尺寸及（jí）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（duì）於衝孔凸模或 落料凹模在磨損（sǔn）後將會減小（xiǎo）的（de）第（dì）二類尺寸，相當於簡單外形的衝（chōng）孔 凸 模尺寸，所（suǒ）以它的基本尺寸及製造公差的確定方法 就與式(2—3)相同。

第二類尺寸：Ｂj＝ （ Ｂmin＋x△)－0.25△ (2—7)

對於凸模或凹模（mó）在磨損後基本（běn）不變的第（dì）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（jiàn）的凸、凹模刃口尺寸及製造公差（chà）。

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

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；尺寸為15mm，選x＝1；其（qí）餘尺寸均選x＝0.75。落（luò）料凹（āo）模的基本尺（chǐ）寸計（jì）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

落料凸模的基本尺寸（cùn）與凹（āo）模相（xiàng）同，分別是（shì） 79.79mm、39.75mm、34.75mm、22.07mm、14.94mm。但不（bú）必標注公差注明以 0.1～0.14mm雙麵間隙與（yǔ）落料凹模配作。

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