冲裁模具间隙

冲裁模具间隙录入:151zqh来源:日期:2006-4-7,12:22冲裁凸模和凹模间的间隙，对冲裁件断面质量有极其重要的影响。此外，冲裁间隙还影响着模具寿命、卸料力、推件力、冲裁力和冲裁件的尺寸精度。因此，冲裁间隙是冲裁工艺与冲裁模设计中的一个非常重要的工艺参数。间隙对冲裁件尺寸精度的影响冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的实际尺寸与基本尺寸的差值，差值越小，则精度越高，这个差值包括两方面的偏差，一是冲裁件相对于凸模或凹模尺寸的偏差，二是模具本身的制造偏差。图1间隙对冲裁件精度的影响a)黄铜t＝4mm；b)15钢钢t＝２mm；τ＝2c冲裁件相对于凸、凹模尺寸的偏差，主要是制件从凹模推出(落料件)或从凸模上卸下(冲孔件)时，因材料所受的挤压变形、纤维伸长、穹弯等产生弹性恢复而造成的。偏差值可能是正的，也可能是负的。影响这个偏差值的因素有：凸、凹模间隙，材料性质，工件形状与尺寸。其中主要因素是凸、凹模间隙值。当凸凹模间隙较大时，材料所受拉伸作用增大，冲裁结束后，因材料的弹性恢复使冲裁件尺寸向实体方向收缩，落料件尺寸小于凹模尺寸，冲孔孔径大于凸模直径(图1)。图中曲线与δ＝０的横轴交点表明制件尺寸与模具尺寸完全一样。当间隙较小时，由于材料受凸、凹模挤压力大，故冲裁完后，材料的弹性恢复使落料件尺寸增大，冲孔孔径变小。尺寸变化量的大小与材料性质、厚度、轧制方向等因素有关。材料性质直接决定了材料在冲裁过程中的弹性变形量。软钢的弹性变形量较小，冲裁后的弹性恢复也就小；硬钢的弹性恢复量较大。上述因素的影响是在一定的模具制造精度这个前提下讨论的。若模具刃口制造精度低，则冲裁件的制造精度也就无法保证。所以，凸、凹模刃口的制造公差一定要按工件的尺寸要求来决定。此外，模具的结构形式及定位方式对孔的定位尺寸精度也有较大的影响，这将在模具结构中阐述。冲模制造精度与冲裁件精度之间的关系见表1。表1模具精度与冲裁件精度的关系间隙对模具寿命的影响模具寿命受各种因素的综合影响，间隙是影响模具寿命诸因素中最主要的因素之一。冲裁过程中，凸模与被冲的孔之间，凹模与落料件之间均有摩擦，而且间隙越小，模具作用的压应力越大，摩擦也越严重。所以过小的间隙对模具寿命极为不利。而较大的间隙可使凸模侧面及材料间的摩擦减小，并减缓间隙由于受到制造和装配精度的限制，出现间隙不均匀的不利影响，从而提高模具寿命。间隙对冲裁工艺力的影响随着间隙的增大，材料所受的拉应力增大，材料容易断裂分离，因此冲裁力减小。通常冲裁力的降低并不显著，当单边间隙在材料厚度的5～２０％左右时，冲裁力的降低不超过5～１０％。间隙对卸料力、推件力的影响比较显著。间隙增大后，从凸模上卸料和从凹模里推出零件都省力，当单边间隙达到材料厚度的15～25%左右时卸料力几乎为零。但间隙继续增大，因为毛刺增大，又将引起卸料力、顶件力迅速增大。间隙值的确定由以上分析可见，凸、凹模间隙对冲裁件质量、冲裁工艺力、模具寿命都有很大的影响。因此，设计模具时一定要选择一个合理的间隙，以保证冲裁件的断面质量、尺寸精度满足产品的要求、所需冲裁力小、模具寿命高。但分别从质量、冲裁力、模具寿命等方面的要求确定的合理间隙并不是同一个数值，只是彼此接近。考虑到模具制造中的偏差及使用中的磨损、生产中通常只选择一个适当的范围作为合理间隙，只要间隙在这个范围内，就可冲出良好的制件，这个范围的最小值称为最小合理间隙，最大值称为最大合理间隙。考虑到模具在使用过程中的磨损使间隙增大，故设计与制造新模具时要采用最小合理间隙值。确定合理间隙的方法有理论确定法与经验确定法。(一)理论确定法理论确定法的主要依据是保证上下裂纹会合，以便获得良好的断面。图2所示为冲裁过程中开始产生裂纹的瞬时状态。图2冲裁过程中产生裂纹的瞬时状态根据图中三角形ABC的关系可求得间隙值c为：c=(t-h0)tanβ=t(1-h0/t)tanβ式中，h０——凸模切入深度；β——最大剪应力方向与垂线方向的夹角。从上式看出，间隙c与材料厚度t、相对切入深度／t以及裂纹方向β有关。而h０与β又与材料性质有关，材料愈硬，／t愈小。因此影响间隙值的主要因素是材料性质和厚度。材料愈硬愈厚，所需合理间隙值越大。表2为常用冲压材料的０／t与β的近似值。由于理论计算方法在生产中使用不方便，故目前间隙值的确定广泛使用的是经验公式与图表。(二)经验确定法根据近年来的研究与使用经验，在确定间隙值时要按要求分类选用。对于尺寸精度、断面垂直度要求高的制件应选用较小间隙值，对于断面垂直度与尺寸精度要求不高的制件，应以降低冲裁力、提高模具寿命为主，可采用较大间隙值。其值可按下列经验公式和实用间隙表选用：软材料：＜1mm,c=〔3%~4%〕tt=1~3mm,c=(5%~8%)tt=3~5mm,c=(8%~10%)t硬材料：＜1mm,c=(4%~5%)tt=1~3mm,c=(6%~8%)t=3~8mm,c=(8%~13%)表3和表4是汽车拖拉机行业和电子、仪器仪表行业推荐的间隙值。表3冲裁模初始用间隙2c(mm)(汽车拖拉机行业)