冲压设计-冲裁间隙.doc

冲压设计-冲裁间隙 在冲裁过程中，材料受到弯矩的作用，工件产生穹弯，而不平整。由于冲裁变形的特点，在冲裁断面上具有明显的4个特征区(图2—3)，即“a一塌角、b一光亮带、c一断裂带和d一毛刺。冲裁件的4个特征区在整个断面上所占比例的大小并非一成不变，而是随着材料的力学性能．冲裁问隙、刃口状态等条件的不同而变化的。 冲裁问隙的大小对冲裁件质量、模具寿命、计中的一个重要的工艺参数。 冲裁间隙系指冲裁模的凸模与凹模刃口之间的间隙，单面间隙用 c表示．双面间隙隙用z表示(图2—7)。 图 2-7 冲裁间隙示意图 间隙的影响 1．对冲裁质量的影响 冲裁什的质量主要是指断面质量、尺寸精度和弯曲度。 (1)对断面质量的影响? 冲裁断面应平直、光洁、圆角小；光亮带应^有一定的比例，毛刺较小，冲裁件表面应尽可能平整，尺寸应在图样规定的公差范围之内。影响冲裁件质量的因素有：凸、凹模间隙值大小及其分布的均匀性，模具刃口锋利状态，模具结构与制造精度、材料性能等。其中。间隙值大小与分布的均匀程度是主要因素。 冲裁时，间隙合适，可使上下裂纹与最大切应力方向重合，此时产生的冲裁断面比较平直、光洁、毛刺较小，制件的断面质量较好(图2—8b)。间隙过小或过大将导致上、下裂纹不重合。间隙过小时，上、下裂纹中间部分被第二次剪切，在断面上产生撕裂面，坪形成第二个光亮带(图2—8a)，在端面出现挤长毛刺。间隙过大．板料所受弯曲与拉伸均变大，断面容易撕裂，使光亮带所占比例减小．产生较大塌角，粗糙的断裂带斜度增大，毛刺大而厚，难于除去．使冲裁断面质量下降(图2 8c)。 图 2-8? 间隙对工件断面质量的影响 a) 间隙过小?? b) 间隙合适? c) 间隙过大 1—断面带? 2—光亮带 3—圆角带 (2)对尺寸精度的影响? 冲裁件的尺寸精度是指冲裁件实际尺寸与基本尺寸的差值，差值越小，精度越高。该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之偏差，二是模具本身的制造偏差。 冲裁件对于凸模或凹模尺寸的偏差。主要是由于冲裁过程中，材料受到拉伸、挤压、弯曲等作用而引起的变形，在工件脱模后产生的弹性恢复造成的。偏差值可能是正的，也可能是负的。影响这一偏差值的因素主要是凸、凹模间隙。 当间隙值较大时，材料受拉伸作用增大，冲裁完毕后，因材料的弹性恢复，冲件尺寸向实体方向收缩，使落料件尺寸小于凹模尺寸，而冲孔件的孔径则大于凸模尺寸；当间隙较小时，材料的弹性恢复使落料件尺寸增大，而冲孔件的孔径则变小。冲裁件的尺寸变化量的大小还与材料性能、厚度、轧制方向、冲件形状等因素有关。模具制造精度及模具刃口状态也会影响冲裁件质量。 ? (3)对弯曲的影响? 冲裁过程中由于材料受到弯矩作用而产生弯曲，若变形达到弹性弯曲．冲裁件脱模后即使回弹．工件仍残留有一定弯曲度。这种弯曲程度随凸、凹模间隙的大小、材料性能及材料支撑方法而异。图2—9为1.6mm厚的钢板上冲制mm的冲件的实验所求得的凸、凹模刃口双面间隙与冲件曲率半径的关系。 ? 图2—9 间隙与冲裁曲率半径的关系 ? 2．对模具寿命的影响?? ? 冲裁模具的寿命是以冲出合格制品的冲裁次数来衡量的，可再分为两次刃磨间的寿命与全磨损后总的寿命。?? ??? 在冲裁过程中，模具刃口处所受的压力非常大．使模具刃口和板材的接触面之间出现局部附着现象，产生附着磨损，其磨损量与接触压力．相对滑动距离成正比，与材料屈服强度成反比。它被认为是模具磨损的主要形式。 ??? 当间隙减小时，接触压力(垂直力、侧压力、摩擦力)会增大，摩擦距离增长，摩擦发热严重，导致模具磨损加剧(图2—10)，使模具与材料之间产生粘结现象．还会引起刃口的压缩疲劳破坏，使之崩刃。间隙过大时．板料弯曲拉伸相对增加，使模具刃口端面上的正压力增大，容易产生崩刃或产生塑性变形，使磨损加剧。可见间隙过小与过大都会导致模具寿命降低。因此，间隙合适或适当增大模具问隙，可使凸、凹模侧面与材料间摩擦减小，并减缓间隙不均匀的不利因素，从而提高模具寿命。 从图2—10可看出，凹模端面磨损比凸模大，这是因为凹模端面上材料的滑动比较自由，而凸模下面的材料沿板面方向滑动受到限制的原因。而凸模侧面的磨损最大，是因为凸模侧面受到卸料作用的长距离摩擦，加剧了侧壁的磨损。若采用较大间隙，可使孔径在冲裁后的回弹增大，减小卸料时与凸模侧面的摩擦。从而减小凸模侧面的磨损。 板厚t/mm 图2-10 间隙与磨损的关系 ? 模具刃口磨损，导致刃口的钝化和间隙增加，使制件尺寸精度降低．冲裁能量增大，断面粗糙，毛刺增大。为了提高模具寿命．一般需采用较大间隙．若制件要求精度不高时．采用合理大间隙，模具寿命可以提高。若采用小间隙，就必须提高模具硬度与制造精