​五金衝壓件凸凹模具的間（jiān）隙（xì）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刃口的尺寸精度，模具（jù）的公道間隙值也要靠模具刃（rèn）口尺寸及製造精度（dù）來保證。正確確定（dìng）模具刃口尺寸及其製造公差，是設計衝裁模主要 任務之（zhī）一。從生產實踐（jiàn）中可以發現：

1．由於 凸（tū） 、凹模之間存在間隙，使落下 的料或衝出 的孔都（dōu）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（mó）尺寸。

2．在丈量與使用中，落料件是以大端尺（chǐ）寸為基準，衝孔孔徑是 以（yǐ）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， 凸模愈磨愈 小，凹模 愈磨愈 大，結果使間隙愈用愈大

由此在決定模具刃口尺（chǐ）寸及其製造公差時需考慮下述原則：

1．落料件尺（chǐ）寸由凹模尺寸決定， 衝孔時孔的 尺寸由 凸 模（mó）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，間隙取在凹模上。

2．考慮到衝裁中 凸 、凹（āo）模的（de）磨損，設計 落料模時 ，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（cùn）則應取工（gōng）件孔（kǒng）尺寸公差範圍內的較大尺寸。這（zhè）樣，在 凸 、凹（āo）模磨損到一定程度的情況下（xià），仍能衝（chōng）出合格製（zhì）件。 凸 、凹模間隙則取最小公道間隙值。

3．確定衝模刃口製造公差時，應考慮製件（jiàn）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（zhì）造困難，增加本錢，延（yán）永生產周期；假如對刃口精（jīng）度要求過低(即製造公差（chà）過大 )，則（zé）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（dù）與模具（jù）製造精度的關係見表 2—1。若製件沒有標注公差， 則（zé）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（lǐ），衝模則可按IT11級製造；對於圓形件，一般（bān）可按IT7～ ６級製造 模具（jù）。衝壓件的尺寸公差應按“進體”原（yuán）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（piān）差為（wéi）零。

刃口尺寸的計算（suàn）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的標注也（yě）不同（tóng），刃口尺寸的計算方法可分為二種情況。

( 一 ) 凸模與凹模（mó）分開（kāi）加工

采用這種方法，是指凸模和凹模分別按圖紙加工至尺（chǐ）寸。要分別標注凸模（mó）和凹模刃口尺寸（cùn）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。為了保證初始間隙（xì）值小於最至公道間隙2cmax，必須滿足下（xià）列（liè）條件：

｜δ p｜＋｜δd｜≤２cmax－2cmin

或取（qǔ）δp＝0.4(2cmax－2cmin)

δd＝0.6(2cmax－2cmin)

也就是（shì）說，新製造的模具應該是｜δp｜＋｜δd｜＋２cmin≤2cmax。 否則（zé）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分別進行討論。

a)落料b)衝孔

1．落料：

設工件的尺寸為D０－△，根據計算原則，落料時以凹模為設計基準。首先確（què）定凹模尺寸，使（shǐ）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（jiàn）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（chōng）孔：

設衝孔尺寸為d＋△0根據以（yǐ）上原則（zé），衝孔時以 凸（tū）模（mó）設計 為基（jī）準，首先確（què）定凸模刃口尺寸，使（shǐ）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（yǐ）保證最小（xiǎo）公（gōng）道間隙 2cmin。各部分分配（pèi）位置（zhì）見圖（tú）2—12b)， 凸模製造偏（piān）差取負 偏（piān）差，凹（āo）模（mó）取正偏（piān）差。其計算公式如下：

在同一工步中衝出製件兩個（gè）以上孔時，凹模型孔中心距 Ld按（àn）下式確定 ：

Ld＝ （ Lmin＋05△)±0.125△ (2—5)

式中（zhōng）Ｄd——落料凹模基本尺寸(mm)；

Ｄp——落（luò）料 凸模基本（běn） 尺寸(mm)；

Dmax——落料件最大極限尺（chǐ）寸(mm)；

dd——衝孔凹模基本（běn）尺寸(mm)；

dp——衝孔 凸模基本 尺寸(mm)；

dmin—— 衝孔件（jiàn）孔的 最小極限尺（chǐ）寸(mm)；

Ld——同（tóng） 一工（gōng）步 中凹模孔距基（jī）本尺寸(mm)；

Lmin——製件孔距最小極限（xiàn）尺寸(mm)；

△——製件公差 (mm)；

2cmin—— 凸 、凹模最（zuì）小初始雙麵間隙(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，是為了（le）使（shǐ）衝裁件（jiàn）的實際尺寸盡（jìn）量接近衝裁件公差帶（dài）的中間尺寸，與工件製造精度有關 ，可（kě）查表 2.3.1或（huò）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（bān）衝（chōng）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IT14級，取x＝0.5。

設（shè）凸（tū） 、凹模分（fèn）別按 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（jiān）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（xiǎo）δ p、δd，進步製造精（jīng）度，才能保（bǎo）證間隙在公道範（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（èr）) 凸模（mó）和凹模配合加工

對於外形複雜或薄（báo）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（xū）采用配合加工。此方（fāng）法是先做好其中的（de）一件 ( 凸（tū）模或 凹模)作為基準件，然後以此基準件的實際（jì）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（xiàn）製。根據經（jīng）驗，普（pǔ）通模具的製造公差一（yī）般可取δ＝△／ 4(精（jīng）密模具的製造公差可選幾μ)。這種方（fāng）法不僅輕易保證凸 、凹模間隙值很小，而且還可（kě）放大基準件的製造公差（chà），使（shǐ）製（zhì）造輕易。在計算（suàn）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（hòu），在一個 凸模或（huò） 凹模上會同時存在著三類不（bú）同磨損性質的（de）尺（chǐ）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（mó）磨損後會減小的尺（chǐ）寸：

第三類：凸模（mó）或 凹模磨損後基本不變的尺（chǐ）寸。

其中尺寸的a、b、c對 凸模來 說是屬於第（dì）二類尺寸，對於凹模來（lái）說則是第一類尺寸（cùn）；尺寸 d對於凸模來說 屬（shǔ）於第一類尺寸，對於凹模來說屬於第二類尺寸（cùn）；尺寸e，對 凸 模和（hé）凹模來說都（dōu）屬於第三類尺寸。下麵分別討論凸模或 凹模這三（sān）類尺寸的不同計（jì）算方法。

複雜外形衝裁件的尺寸分類

對於落料凹模或衝（chōng）孔凸模在 磨損後將會增大的第一類尺寸，相當於簡單（dān）外形的落料凹（āo）模尺寸，所以它的基（jī）本尺寸及製造公差的確定方法 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（de）確定方法 就與式(2—3)相（xiàng）同。

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

對於凸模或凹模在（zài）磨損後基本不變的第三類尺寸不（bú）必考慮磨損的影響，凸、凹（āo）模的基（jī）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)衝裁件的凸、凹模刃口尺寸及製造公差。

解（jiě）：該衝裁件屬落（luò）料件，選凹模為（wéi）設計基準（zhǔn）件，隻需計算落料凹模刃口尺寸（cùn）及製造公差， 凸模刃口尺寸由凹模（mó）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（yóu）表2—5查得：對於尺寸為 80mm，選x＝0.5；尺寸為15mm，選（xuǎn）x＝1；其餘尺寸均選（xuǎn）x＝0.75。落料凹模的基本尺寸計算（suàn）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（běn）尺寸與凹模相同，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（shuāng）麵間隙與落料（liào）凹模配作。

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