​五金衝壓件凸（tū）凹模具的間（jiān）隙設計

刃口尺寸計算的基本原（yuán）則

衝裁件的尺寸精度主要決定（dìng）於（yú）模具刃口的尺寸精度（dù），模具的公（gōng）道間（jiān）隙值（zhí）也要靠模具刃口尺寸及製造精度來保證。正確確定模（mó）具（jù）刃口尺寸及其製造公差，是設計衝裁（cái）模主要 任務之一。從生產實踐中（zhōng）可以發現（xiàn）：

1．由於 凸 、凹模之間存在間隙，使落下（xià） 的料或（huò）衝出（chū） 的孔都帶有錐度，且（qiě）落料件的大端尺寸即是凹模尺寸，衝孔件的小（xiǎo）端尺寸 即是 凸（tū） 模尺寸。

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

3．衝裁時， 凸 、凹模要與（yǔ）衝裁件或（huò）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（mó）具（jù）刃口尺（chǐ）寸及其製造公差（chà）時需考慮下述原則：

1．落料件尺寸由（yóu）凹模尺寸決定， 衝孔時孔的 尺寸（cùn）由（yóu） 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（shè）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 、凹模的磨損（sǔn），設計 落料模時 ，凹模基本尺寸應取尺寸公差範圍的（de）較（jiào）小尺寸；設計衝孔模時，凸模基本 尺寸則應取工件孔尺（chǐ）寸公差範圍（wéi）內的較大尺寸。這樣，在 凸 、凹模磨損到一定（dìng）程度的情況下，仍能（néng）衝出（chū）合格製件。 凸（tū） 、凹模間隙則取（qǔ）最小公道間隙值。

3．確定（dìng）衝模刃口製造公差時，應考慮製（zhì）件的公差要求。假（jiǎ）如對刃口精度要求過高( 即製造公差過小 )，會使模具製造困難，增加本錢，延永生產周期；假如（rú）對（duì）刃（rèn）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，會使模具的壽命降低。製件精度與模具製造精度（dù）的（de）關係見表 2—1。若製件沒有標注公差， 則對於 非 圓（yuán）形（xíng）件按國家標準（zhǔn） “非配合尺寸的公（gōng）差數值”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（zào） 模（mó）具。衝壓件的尺寸公（gōng）差（chà）應按“進體”原則標注為單向公（gōng）差，落料件上偏差為零，下偏差為負；衝孔件（jiàn）上偏差為正，下偏差為零。

刃口尺寸的計算方法

由於模（mó）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的標注也不同，刃口尺寸的（de）計算方法可（kě）分為二種情況。

( 一（yī） ) 凸模與凹模分開加工（gōng）

采用這種方法，是指凸模（mó）和凹模分別按圖紙加（jiā）工至尺寸。要分別標注凸模和凹模（mó）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（xíng）的製件。為了保證初始間隙值小於最至公道間隙2cmax，必須（xū）滿足（zú）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，新製造的模具應該是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否則製（zhì）造 的模具（jù）間隙已超過答應變動範（fàn）圍 2cmin～2cmax。

下麵對落料和衝孔兩（liǎng）種情況分（fèn）別進行討（tǎo）論。

a)落料b)衝孔（kǒng）

1．落料：

設（shè）工件的（de）尺寸（cùn）為D０－△，根據計算原則，落料（liào）時以凹模為（wéi）設（shè）計基準（zhǔn）。首先確定凹模尺寸，使凹模基本尺寸接近或即（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（gōng）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（tū）模（mó）設計 為基準，首先確定凸模刃口尺寸，使凸模（mó）基本 尺寸接（jiē）近或即是（shì）工件孔的最大極限尺寸，再增大凹模尺（chǐ）寸（cùn）以（yǐ）保證最（zuì）小（xiǎo）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，凹模取正偏差。其計算公式如下（xià）：

在（zài）同一工步中衝出製件兩個以（yǐ）上孔時，凹模（mó）型孔中（zhōng）心距 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——衝孔凹模基本尺寸(mm)；

dp——衝孔 凸（tū）模基本 尺寸(mm)；

dmin—— 衝孔件孔的 最小極限尺寸(mm)；

Ld——同 一工步 中凹模孔距基本尺寸（cùn）(mm)；

Lmin——製（zhì）件孔距最小極限尺寸(mm)；

△——製件公差 (mm)；

2cmin—— 凸 、凹模最小初始雙麵間隙(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——係數，是為了使衝（chōng）裁件的實際尺寸盡量接近衝裁件公差帶的（de）中間尺寸，與工件製（zhì）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（chà）為 IT11～ １３ ，取x＝075

當製件（jiàn）公差為 IT14者，取x＝05。

表 2.3.1 係數x

解：該零件屬（shǔ）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（dé）。查表 2.3.1，2cmin＝０.04，2cmax＝0.06，則2cmax－2cmin＝0.06－0.04＝0.02mm

由公（gōng）差表查得：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 IT6和IT7級加工製造，則（zé）

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（zú）間隙公（gōng）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（zhī）有縮小δ p、δd，進步製造精度，才能（néng）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 Dd＝35.69＋0012mmDp＝35.65－0008mm

(二) 凸模和凹模配合加工

對於外形複（fù）雜或薄板工件的模具，為（wéi）了保證衝裁凸 、凹模間有一定的間隙值，必須采用配合加工。此方法是先做好其中的一件 ( 凸模或（huò） 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（jī）準件上標注尺寸（cùn）和（hé）製造公差，另一件隻標注公稱尺寸並（bìng）注（zhù）明配做所留的間隙值。這樣δ p與δd就不再受（shòu）間隙限製（zhì）。根（gēn）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 、凹模間隙值很小，而且還可放大基準件（jiàn）的製造公差，使（shǐ）製造輕易。在計算複雜外形的凸 凹模工（gōng）作部分的（de）尺寸時 ，可以發現 凸 模和凹模磨損後，在一個 凸模或 凹模（mó）上會同時存在著三（sān）類不同磨（mó）損性（xìng）質的尺寸，這時需要區別對待。

第一類：凸模或 凹模磨損會增大的尺寸：

第二類：凸模或 凹模磨損（sǔn）後會減小（xiǎo）的尺寸：

第三類：凸模或（huò） 凹（āo）模磨損後基（jī）本（běn）不變的尺寸。

其中尺寸的a、b、c對 凸模來 說是（shì）屬於第二類尺寸（cùn），對於凹模來說（shuō）則是第一類尺寸；尺寸 d對於凸模來（lái）說 屬於第（dì）一類尺寸，對於凹模來說屬於第二類尺寸；尺寸e，對 凸 模和凹模來說都屬於第三類尺寸。下麵分別討論凸模（mó）或 凹模這三類（lèi）尺寸的不同計算方法。

複雜外形衝裁件的尺（chǐ）寸分類

對（duì）於落（luò）料（liào）凹模或衝孔凸模在 磨損後將會（huì）增大的第一類尺寸，相當於簡單外（wài）形的落料凹模尺寸，所以（yǐ）它的基（jī）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（mó）或 落料凹模在磨（mó）損後將會減小的第二類尺寸，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（zào）公差的確定方法 就與式(2—3)相同。

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

對於凸模或凹模在磨損後（hòu）基本不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（wéi） 10號鋼)衝裁件的凸、凹模刃口尺寸及製（zhì）造（zào）公差（chà）。

解：該衝裁件（jiàn）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（gōng）差， 凸模刃口尺寸由（yóu）凹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（yú）尺寸為 80mm，選（xuǎn）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（rú）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（bié）是 79.79mm、39.75mm、34.75mm、22.07mm、14.94mm。但不必標（biāo）注公（gōng）差注明以 0.1～0.14mm雙麵間隙與落料凹模（mó）配作。

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