五金衝（chōng）壓件凸凹模（mó）具的間隙設計

刃口尺寸（cùn）計算的基本原則

衝（chōng）裁件的（de）尺寸（cùn）精（jīng）度主要決定於模具刃口的尺寸精度，模具的公道（dào）間隙值也（yě）要靠模具刃（rèn）口尺寸及製造精度來（lái）保證。正確確定（dìng）模具刃口（kǒu）尺寸及其製造公差，是設計衝裁模主（zhǔ）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（xì），使落下 的料或衝出 的孔都帶（dài）有錐度，且落料件的（de）大端尺寸即是凹（āo）模尺寸，衝孔件的小端尺寸 即是 凸 模尺寸。

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

3．衝裁時， 凸 、凹（āo）模要與衝裁件或廢物發生摩擦， 凸模（mó）愈磨（mó）愈 小，凹模 愈磨愈 大，結（jié）果使間隙愈用愈大

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

1．落料件尺寸由凹模尺寸決定， 衝孔時孔的 尺寸由 凸 模尺（chǐ）寸決定。 故設計落料模時 ，以凹模為基準 ，間隙取在 凸模上 ；設計 衝（chōng）孔模時 ，以 凸模為 基準，間（jiān）隙取在（zài）凹（āo）模上。

2．考慮到衝裁中 凸 、凹模的磨損，設計 落料模（mó）時 ，凹模（mó）基本尺寸應取尺寸公差範圍的較小尺寸；設計衝孔模時，凸模基本（běn） 尺寸則應取工件孔尺寸公差範圍內的較大尺寸。這樣，在 凸 、凹模磨損到（dào）一定程度的情況下，仍能衝出合格製件。 凸 、凹模間隙則取最小公道間隙值。

3．確定衝模刃口（kǒu）製造公差（chà）時，應考慮製件的公差要求。假（jiǎ）如（rú）對刃口精度要求過高( 即製造（zào）公差（chà）過小 )，會使模具製（zhì）造困難，增加本錢，延永生（shēng）產周期；假如對刃（rèn）口精度要（yào）求過低(即製造公差過大 )，則生產（chǎn）出（chū）來的製件可能分歧格，會（huì）使模具的壽命降低（dī）。製件精度與模具製造精度的關（guān）係見表 2—1。若製件沒有標注公差， 則對於 非 圓形件按國家標準 “非配合尺（chǐ）寸（cùn）的公差數值”IT14級處理，衝模則可按IT11級製造；對於圓形件（jiàn），一般可按IT7～ ６級（jí）製造（zào） 模具。衝壓件的（de）尺寸公差應按（àn）“進體”原則標注為單向公差，落料件上偏差為零，下偏差為負；衝孔件上偏差為正，下偏差（chà）為零。

刃口尺寸的計算方法（fǎ）

由於（yú）模具加工方法不同，凸模與 凹模刃口（kǒu）部分尺寸的計算公式（shì）與製造公差的標（biāo）注也不（bú）同，刃口尺寸的計算方法可分（fèn）為二（èr）種情況。

( 一 ) 凸模與凹模分開加工

采用這種方法，是指凸模和凹模分別按圖紙加（jiā）工至尺寸。要分別標注凸模和凹模刃口尺寸與製造公差(凸模δp、凹模δd)，它適用於圓形或簡（jiǎn）單外形的製件。為了保證（zhèng）初始間隙值小於最至公道間隙2cmax，必須滿足下列條件：

｜δ p｜＋｜δd｜≤２cmax－2cmin

或取δp＝0.4(2cmax－2cmin)

δd＝0.6(2cmax－2cmin)

也就是說，新製（zhì）造的模（mó）具應（yīng）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（kuàng）分別進行討論。

a)落料（liào）b)衝孔（kǒng）

1．落料：

設（shè）工件的尺寸為D０－△，根據計算原則，落（luò）料時以凹模為設計基準。首先確定凹模尺寸，使凹（āo）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（chǐ）寸以保證最（zuì）小公道間隙值（zhí） 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（chōng）孔（kǒng）時以（yǐ） 凸模設計 為基準，首先確定凸模（mó）刃口尺寸（cùn），使凸模基本 尺寸接近或（huò）即是（shì）工（gōng）件孔的最大極限尺寸，再增大凹模尺寸（cùn）以（yǐ）保證最小公道間隙 2cmin。各部（bù）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。其計算公式如下（xià）：

在同一工步中衝出（chū）製件兩個以上孔時，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——落料凹模基本尺寸(mm)；

Ｄp——落料 凸模基本 尺寸(mm)；

Dmax——落料件最大極限尺寸(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（de） 最小極限尺寸(mm)；

Ld——同 一工步 中凹（āo）模孔（kǒng）距基（jī）本（běn）尺寸(mm)；

Lmin——製件孔距最小極限尺寸(mm)；

△——製件公差 (mm)；

2cmin—— 凸 、凹模（mó）最小（xiǎo）初始雙麵間隙（xì）(mm)；

δp—— 凸模下 偏差，可（kě）按IT6選用(mm)；

δd——凹模上偏差，可按IT7選用(mm)；

x——係數，是為（wéi）了使衝裁件的實際尺寸盡量接近衝裁件公差帶的中間尺（chǐ）寸，與工件製造精度有關 ，可（kě）查表 2.3.1或按下列關係取值：

當製（zhì）件公（gōng）差為 IT10以（yǐ）上，取x＝１

當製件（jiàn）公差（chà）為 IT11～ １３ ，取x＝075

當製件公差（chà）為 IT14者，取x＝05。

表 2.3.1 係數x

解：該零（líng）件屬於無特殊要求（qiú）的（de）一般衝（chōng）孔、落料件。36由落料（liào）獲得，2—6及18由衝孔同時（shí）獲（huò）得。查表 2.3.1，2cmin＝０.04，2cmax＝0.06，則（zé）2cmax－2cmin＝0.06－0.04＝0.02mm

由（yóu）公差（chà）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 、凹模分別按（àn） 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，隻有縮小δ p、δd，進步製造精度，才能保證間隙（xì）在公道（dào）範（fàn）圍內（nèi），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（yú）外形複雜或薄板工件的模具，為了保證衝裁（cái）凸 、凹模間有一定的間隙（xì）值，必須（xū）采用（yòng）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加工另 一件，使它們之間保持一定的間隙。因此，隻在基準件上標注尺寸和製造公差，另一（yī）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。根據經驗，普通模具的製造公差一般可取（qǔ）δ＝△／ 4(精密模具的製造公（gōng）差可選幾μ)。這種方法不僅輕易保證凸 、凹模間隙值（zhí）很小，而（ér）且（qiě）還可放大基準件的製造公差，使製造輕易。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（mó）和凹模磨損後，在一（yī）個 凸模或 凹模上會同（tóng）時存在著三類不同磨損性質的尺寸，這時需要區別對待。

第一類（lèi）：凸模或 凹模磨損會（huì）增大的（de）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 凹模磨損後基本不變（biàn）的尺寸。

其中尺寸的a、b、c對 凸模來 說是屬於第二類尺寸，對於凹（āo）模來（lái）說則是第一類（lèi）尺寸（cùn）；尺寸 d對於凸模來說 屬於第（dì）一類尺寸，對於（yú）凹模來說屬於第二類（lèi）尺寸；尺寸e，對 凸 模和凹模來說都屬於第三類尺寸。下麵（miàn）分別討論凸模或 凹模這（zhè）三類（lèi）尺寸的不（bú）同計算方法。

複雜（zá）外形衝裁件的尺寸分類

對於落料凹模或衝孔凸模在 磨損後將會增大的第一類尺（chǐ）寸，相（xiàng）當於簡單外（wài）形（xíng）的（de）落料凹模尺寸，所以它的基本尺寸及製造公（gōng）差的確定方法 就與式（shì） (2—1)相同。第一類尺寸： Aj＝ （ Ａmax－x△)＋0.25△ (2—6)

對（duì）於衝孔（kǒng）凸模或 落料凹模在磨損後（hòu）將（jiāng）會減小的第（dì）二類尺寸，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（yú）凸模或凹模在磨損後基本不變的第三類（lèi）尺寸不必考慮磨損的影響，凸、凹模的基本（běn）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、凹模刃口尺寸及（jí）製造公（gōng）差。

解：該（gāi）衝裁件（jiàn）屬落料件，選凹（āo）模為設計基準件，隻需計算落料凹模刃口尺寸及（jí）製造公差， 凸模刃口尺寸由凹模的實際尺寸按（àn）間隙要求（qiú）配作。

由表 2—3查（chá）得，2cmin＝0.10mm，2cmax＝0.14mm，由表2—5查得：對（duì）於尺寸為（wéi） 80mm，選x＝0.5；尺寸為15mm，選x＝1；其餘尺寸均選x＝0.75。落料凹模的（de）基本尺寸計算如下：

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，分別是 79.79mm、39.75mm、34.75mm、22.07mm、14.94mm。但不必（bì）標注公差注明以（yǐ） 0.1～0.14mm雙麵間隙與落料凹（āo）模配作。

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