冲裁间隙与凸、凹模刃口尺寸的确定.pdf

1.1 冲裁间隙 冲裁间隙是指冲裁模凸、凹模刃口之间的间隙。凸模与凹模每一侧的间隙称为单面间隙， 用 Z/2 表示，两侧间隙之和称为双面间隙，用 Z 表示。如无特殊说明，冲裁间隙均是指双面 间隙。 冲裁间隙的数值等于凸、凹模刃口尺寸的差值，如图 1-1 所示，即 Z = D - d （1-1） d p 式中 D ——凹模刃口尺寸； d dp ——凸模刃口尺寸。 图 1-1 冲裁间隙 1.1.1 间隙对冲裁力的影响 间隙很小时，因材料的挤压和摩擦作用增强，冲裁力必然较大。随着间隙的增大，材料 所受的拉应力增大，容易断裂分离，因此冲裁力减小。但试验表明，随着间隙的增大冲裁力 有一定程度的降低，但当单面间隙介于材料厚度的 5 ％～20 ％，冲裁力的降低不超过 5 ％～ 10 ％。因此，在正常情况下，间隙对冲裁力的影响不是很大。 间隙对卸料力、推件力的影响比较显著。随着间隙的增大，卸料力和推件力都将减小。 一般当单面间隙增大到材料厚度的 15 ％～25 ％时，卸料力几乎为零。但间隙继续增大会使 毛刺增大，又将引起卸料力、推件力迅速增大。 1.1.2 间隙对模具寿命的影响 模具寿命通常是用模具失效前所冲得的合格冲裁件数量来表示。模具失效的形式一般有 磨损、变形、崩刃、折断和胀裂等。 冲裁间隙是影响模具寿命的重要因素。间隙减小，模具刃口和材料间的摩擦增加，刃口 磨损加快，过小间隙对模具寿命十分不利。而较大的间隙可使模具刃口和材料间的摩擦减小， 有利于提高模具使用寿命。但是间隙太大时，板料的弯曲拉伸又相应增大，使模具刃口处的 正压力增大，磨损又变严重。因此，在保证冲裁件质量的前提下，合理选用较大间隙，可显 著提高模具寿命，经济效益突出。 当凸、凹模刃口磨钝后，即使间隙值合理，也会在制件上产生毛刺。此外，刃口磨钝还 将使制件尺寸精度、断面粗糙度降低，冲裁能量增大。故必须尽量减少模具的磨损，提高模 具寿命是冲压生产中非常重要的问题。 1.1.3 合理间隙值的确定 合理间隙一般是指采用某一间隙进行冲裁时，能够得到令人满意的冲裁件的断面质量、 较高的尺寸精度而后较小的冲压力，并使模具具有较长的使用寿命。但是，并不存在一个绝 对合理的间隙值能满足这些要求。具体设计时，可依据一下原则选取间隙值： （1）对尺寸精度要求不高或无特殊断面质量要求的冲裁件，一般采用较大的间隙值， 这样既可以提高模具使用寿命和减小冲压力，又可以获得较大的经济效益； （2 ）对尺寸精度或断面质量要求较高的冲裁件，尽量选择较小的间隙值； （3 ）在设计冲裁模刃口尺寸时，由于模具在冲压过程中会使刃口间隙增大，应按最小 间隙值来计算刃口尺寸。 目前确定冲裁模合理间隙值的方法有理论确定法和经验确定法两种。 1. 理论确定法 理论确定法的主要依据是保证凸、凹模刃口处产生的上、下裂纹相互重合，以便获得良 好的断面质量。图 1-2 所示为冲裁过程中开始产生裂纹的瞬时状态，根据图中的几何关系， 可得合理间隙 Z 的计算公式为： Z = 2t （1－h0 / t ）tan b （1-2 ） 式中 t ——材料厚度； h0 ——产生裂纹时凸模挤入材料的深度； h /t ——产生裂纹时凸模挤入材料的相对深度； 0 β ——剪裂纹与垂线间的夹角。 图 1-2 合理间隙的确定 从式 （1-2 ）可以看出，间隙Z 与材料厚度 t、相对切入深度 h /t 以及裂纹方向夹角β有 0 关。而 h 与 β又与材料性质有关，见表 1-1 材料越硬，h /t 越小。因此，影响间隙值的主要 0 0 因素是材料性质和厚度。材料