五金衝（chōng）壓件（jiàn）凸凹模具的間隙（xì）設計

刃口尺寸計算的基本（běn）原（yuán）則

衝裁件的尺寸精度主要決定於模具刃口（kǒu）的尺寸精度，模具的公道間隙值也要（yào）靠模具刃口尺寸及製造精度來保證。正確確（què）定模具刃口尺寸及（jí）其製（zhì）造公差，是設計衝（chōng）裁模主要 任務（wù）之一（yī）。從生產實（shí）踐中可以發現：

1．由於 凸 、凹模之間存在間（jiān）隙，使落下 的料或衝出 的孔都帶有錐度，且落料件的大端尺寸即是凹模尺寸，衝孔件的小端尺寸 即是 凸 模尺寸。

2．在丈量與使用中，落料件是以大端尺寸為基準，衝孔（kǒng）孔徑是 以小端尺寸 為基（jī）準（zhǔn）。

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

由此在決（jué）定模具刃口尺寸及其製造公差時需考慮下述（shù）原則：

1．落（luò）料件尺寸由凹模尺寸決定， 衝（chōng）孔時（shí）孔（kǒng）的 尺寸由 凸 模尺寸決定。 故設計落料模時 ，以凹模為基準 ，間隙取在 凸（tū）模上 ；設計 衝孔模時 ，以 凸模為 基準，間隙取在（zài）凹模上。

2．考（kǎo）慮到衝裁中（zhōng） 凸 、凹（āo）模的磨損，設計（jì） 落料模時 ，凹模（mó）基本尺（chǐ）寸應取尺寸公差範圍的較小尺（chǐ）寸；設計衝（chōng）孔模時，凸模基本 尺寸（cùn）則（zé）應取工件孔（kǒng）尺寸公差範圍內的較大尺寸。這樣，在 凸 、凹模磨損到一定程度的（de）情況下，仍能衝出合格製件。 凸 、凹模間隙則取最小公道間（jiān）隙值。

3．確定衝模刃（rèn）口製造公差（chà）時，應考慮製件的公差要求。假如對刃口精度要求過高( 即製造公差（chà）過小 )，會使模具製造困難，增加本（běn）錢，延永生產周期（qī）；假如（rú）對刃口精度要求過低(即製造公差過大 )，則生產出來的製件可能分歧格，會（huì）使模具的壽命降低。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（fēi）配合尺寸的公差數值”IT14級（jí）處理，衝模則（zé）可（kě）按IT11級（jí）製造；對於圓形（xíng）件，一般可按IT7～ ６級製造 模具。衝壓件的尺寸公差應按“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（fù）；衝孔件（jiàn）上偏差為正，下偏差為零。

刃口尺寸的計算方法

由（yóu）於模具加工方法不同（tóng），凸模與 凹模（mó）刃口部（bù）分（fèn）尺寸的計算公式與製造公差的標注也不同（tóng），刃口（kǒu）尺寸（cùn）的計算（suàn）方法可分為二種情況。

( 一 ) 凸模與凹模分開加（jiā）工

采用這種方（fāng）法，是（shì）指凸模和（hé）凹模分別按圖紙加工至尺寸。要分別標注凸模和凹模刃口尺寸與製造公差(凸模δp、凹（āo）模（mó）δd)，它適用於（yú）圓形或簡單外形的製件（jiàn）。為了保證初始間隙值小於最至（zhì）公道間隙2cmax，必須滿（mǎn）足（zú）下（xià）列條（tiáo）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（liào）和衝孔兩種情況（kuàng）分別（bié）進行討論。

a)落料b)衝（chōng）孔

1．落料：

設工件的尺寸為D０－△，根據計算原則，落料時以凹模（mó）為（wéi）設計基準。首先確定凹模尺寸，使凹模基本尺寸接近或（huò）即是製件（jiàn）輪廓的最小極限尺寸，再減小凸 模尺（chǐ）寸以保（bǎo）證最小公道間隙值 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（shè）計 為基（jī）準，首先確定凸（tū）模刃口尺寸，使凸模基（jī）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（gè）部分分配位置見圖2—12b)， 凸模製造偏差取（qǔ）負 偏差，凹模取正偏差。其計算公式如下：

在同一工步中衝出製件兩個以上孔時（shí），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（luò）料凹模基本尺寸(mm)；

Ｄp——落料 凸模基本 尺（chǐ）寸(mm)；

Dmax——落料件最大極限尺寸(mm)；

dd——衝孔凹模基本尺寸(mm)；

dp——衝孔 凸模基本 尺寸(mm)；

dmin—— 衝孔件孔的（de） 最小極（jí）限尺寸(mm)；

Ld——同 一工步 中凹模（mó）孔距基（jī）本（běn）尺寸(mm)；

Lmin——製件孔距最小（xiǎo）極限尺寸(mm)；

△——製（zhì）件公差 (mm)；

2cmin—— 凸 、凹模最小初始雙麵間隙(mm)；

δp—— 凸模下 偏（piān）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件公差帶（dài）的（de）中間尺寸，與工件（jiàn）製造精度有關 ，可查表 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（kǒng）、落（luò）料件。36由落料（liào）獲得，2—6及18由衝孔（kǒng）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（biǎo）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 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（zào）精度，才能保證間隙在公道範圍內，此（cǐ）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（mó）和（hé）凹模配合加工

對於外（wài）形複雜（zá）或薄板工件（jiàn）的模具，為了保證衝裁（cái）凸 、凹模間有一定的間隙值，必須采用配（pèi）合加工。此方（fāng）法是先做好其（qí）中的一件 ( 凸模或 凹模)作為基準件，然（rán）後以此基準件的實際尺寸（cùn）來配加工（gōng）另 一件，使它們之間保持一定的（de）間隙。因此，隻在基準件上標注尺寸和製造公差，另一（yī）件隻標注公稱尺寸並注明配做所（suǒ）留的間隙（xì）值。這樣δ p與δd就不再受間隙限製。根據經驗，普通模具的（de）製造公差一般可取δ＝△／ 4(精密模具的製造公差可選幾μ)。這種方法不僅輕易保證凸 、凹模間隙（xì）值很小，而且還（hái）可放大基準件的（de）製造（zào）公差，使製造輕易。在計算（suàn）複雜外形的凸 凹模工作部分的（de）尺寸時 ，可以發現 凸 模（mó）和凹模磨損後，在一個 凸模或 凹（āo）模上會同時存在著（zhe）三類不同磨（mó）損性質的尺寸，這時需要區別對待。

第一類：凸模或 凹（āo）模磨損會增大的尺寸：

第二類：凸模或 凹模磨損後會減小的尺寸：

第三類：凸模或 凹模磨損後基本不（bú）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尺寸；尺寸 d對於凸模來說 屬於第一（yī）類尺寸，對於凹（āo）模來說屬於第二類尺寸；尺寸（cùn）e，對 凸 模和凹模來說都屬於（yú）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算方法。

複（fù）雜外形衝裁（cái）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寸，相當於簡單外形的落料凹模尺寸，所以它的基本尺寸及製造公（gōng）差的確定方法 就與式 (2—1)相同。第一類尺寸： Aj＝ （ Ａmax－x△)＋0.25△ (2—6)

對於衝孔凸模或 落料凹模在磨損後將會減小的第二類尺寸，相（xiàng）當於簡單外形的衝孔 凸 模尺寸，所以（yǐ）它的基本尺寸及製造公差的確定方法 就與式(2—3)相同（tóng）。

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

對於凸模或凹模在磨損後基本（běn）不變的第三類尺寸不必考慮磨損的影響，凸、凹模的基（jī）本尺寸按式 (2—5)計算（suàn）。

第（dì）三類尺寸（cùn）： 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（zào）公差。

解：該衝裁（cái）件（jiàn）屬落料件，選凹模為設（shè）計基準件，隻（zhī）需計算落料凹模刃口尺寸及製造公差， 凸（tū）模刃口尺寸由凹模的實際尺（chǐ）寸按間隙要求（qiú）配作。

由表 2—3查得（dé），2cmin＝0.10mm，2cmax＝0.14mm，由表2—5查得：對於（yú）尺（chǐ）寸為 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（liào）凸模（mó）的基本尺寸（cùn）與凹模相同，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（āo）模尺（chǐ）;b)落料（liào）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