冲裁间隙

冲裁间隙 山东建筑大学备课纸 第三节 冲 裁 间 隙 冲裁间隙是指冲裁模凸、凹模刃口之间的间隙。 冲裁间隙分单边间隙和双边间隙，单边间隙用C、双边间隙用Z 示。 间隙大小对冲裁件质量、模具寿命、冲裁力的影响很大，是冲裁 工艺与模具设计中的一个极其重要的工艺参数。 一、间隙的影响 (一)对冲裁件质量的影响 冲裁件质量:指断面状况、精度和形状误差 垂直、光洁、毛刺小、圆角小(上节已讲) 断面状况: 图纸规定的公差范围内 尺寸精度: 形状误差:外形满足图纸;表面平直，即拱弯小 冲裁件的尺寸精度是指冲裁件实际尺寸与标称尺寸的差值，差值越小，精度越高。 冲裁件的尺寸精度包括两方面的偏差: 一是模具本身的制造偏差(前提) 二是冲裁件相对凸模或凹模尺寸的偏差(主要受冲裁间隙的影响,材料力学性能、厚度、轧制方向、 冲裁件形状等因素有关) 。 冲裁件相对凸模或凹模尺寸的偏差，主要是由于在加工结束后工件脱离模具时产生弹性恢复而造成 的。 冲裁后弹性恢复量越小，冲裁件相对凸模或凹模尺寸的偏差值越小,零件的精度越高. 偏差值可能是正的，也可能是负的。 , 间隙大小对冲裁件尺寸偏差的影响 当间隙较小时，凸模压入板料接近于挤压状态，材料受凸、凹模挤压力大，压缩变形大，冲裁完 毕后，材料的弹性恢复,尺寸向实体方向舒张,冲孔件孔径则变小。 当间隙较大时，材料受拉伸作用增大，冲裁完毕后，因材料的弹性恢复，冲裁件尺寸向实体方向 收缩，使冲孔件的孔径则大于凸模尺寸。 ， 当间隙较小时，凸模压入板料接近于挤压状态，材料受凸、凹模挤压力 大，压缩变形大，冲裁完毕后，材料的弹性恢复使落料件尺寸增大。 ， 当间隙较大时，材料受拉伸作用增大，冲裁完毕后，因材料的弹性恢复， 冲裁件尺寸向实体方向收缩，使落料件尺寸小于凹模尺寸。 第 页 山东建筑大学备课纸 结论: 1. 间隙值过大过小时,由于冲裁后弹性恢复量大，件相对模具尺寸偏差值大, 均降低零件的 尺寸精度. 2. 提高零件的尺寸精度要选择合理间隙值 (二)对模具寿命的影响 冲裁模具的寿命以冲出合格制品的冲裁 次数来衡量，分两次刃磨间的寿命与全部 磨损后总的寿命。 影响模具寿命的因素:模具间隙;模具制 造材料和精度、表面粗糙度;被加工材料 特性;冲裁件轮廓形状和润滑条件等。 冲裁过程中，模具的损坏有磨损、崩刃、 折断、啃坏等形式。 , 结论:为提高模具寿命，一般需 采用较大间隙，若制件精度要 求不高时采用合理大间隙，使 2C/t达到15,~25,，模具寿 命可提高3~5倍，若采用小间 隙，就必须提高模具硬度与模 具制造精度，在冲裁刃口进行 充分的润滑，以减少磨损。 第 页 山东建筑大学备课纸 (三)对冲裁力及卸料力的影响 当间隙减小时，凸模压入板材接近于挤压状态，材料所受拉应力减小，压应力增大，板料不易产 生裂纹，因此最大冲裁力增大。 当间隙增大时，材料所受拉应力增大，材料容易产生裂纹，因此冲裁力减小。 继续增大间隙值，凸、凹模刃口产生的裂纹不重合，会发生二次断裂，冲裁力下降变缓。 结论: 间隙是冲裁过程最重要的工艺参数，它对冲裁件质量、模具寿命、冲裁力和卸料力等都 有很大的影响。 但严格说来，并不存在一个同时满足所有理想要求的合理间隙。生产中通常是选择一个适当的范 围作为合理间隙，只要模具间隙在这个范围内，就可以基本满足以上各项要求，冲出合格制件。 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逐步磨损，设计和制造新模具时应采用最小合理间隙。 二、合理间隙的选用 确定合理间隙的方法主要有理论计算法和查表选取法两种。 确定间隙时理论计算的依据主要是:在合理间隙情况下冲裁时，材料在凸、凹模刃口处产生的裂 h,,纹成直线会合，如图所示。 0，，2tan,21tan,Z,t,h,t,,,0t ,, 美国《工具与制造工程师手册》介绍的间隙值可根据使用要求分类选用(表2-8)。 表中五类间隙的断面状况 第 页 山东建筑大学备课纸 表2-9参照表2-8结合我国对间隙的研究与使用经验而编制。 与表2-8不同之处是只列出三类间隙值。 第I类适用于对断面质量与冲件精度均要求高的制件，但模具寿命较低。 第II类运用于要求一般及需继续塑性变形的制件。 第III类适用于要求不高的制件，但模具寿命较长. 间隙选取主要与材料种类、板料厚度有关，但由于各种冲压件对其断面质量和尺寸精度的要求不 同，以及生产条件的差异，各种资料中所给的间隙值并不相同。 第 页 山东建筑大学备课纸 对于断面质量和尺寸精度 要求高的工件，应选用较 小间隙值，而对于精度要 求不高的工件，则应尽可 能采用大间隙，以利于提 高模具寿命、降低冲裁力。 冲小孔而凸模导向又较差 时，凸模易折断，间隙可 取大些。 凹模刃口为斜壁时，间隙 应比直壁小。 高速冲裁时，模具易发热， 间隙应增大，如每分钟行 程超过200次，间隙值可 增大10,左右，热冲时材 料强度低，间隙应比冷冲 时减小， 硬质合金冲模，间隙可比钢模大。电火花加工凹模型腔时，间隙可比磨削加工小。同样条件下， 非圆形比圆形的间隙大，冲孔间隙比落料略大。当采用大间隙时，废料易带出凹模表面，应在凸 模上开通气孔或装弹性顶销，为保证制件平整，要有压料与顶件装置。还必须结合生产条件，依据冲裁件尺寸与形状、模具材料和加工方法、冲压方法和生产率等，灵活掌握、酌情增减。 第四节 冲裁模工作部分的设计计算 冲裁件的尺寸精度主要决定于模具刃口的尺寸精度，合理的间隙也必须靠模具刃口尺寸来保证，因此正确确定模具刃口尺寸及其公差是设计冲裁模的主要任务之一。 一、冲裁模刃口尺寸的计算 (一)计算原则 由于凸、凹模之间存在间隙，所以冲裁件断面都带有锥度，且落料件的大端尺寸等于凹模尺 寸，冲孔件的小端尺寸等于凸模尺寸。 在测量与使用中，落料件是以大端尺寸为基准，冲孔件孔径是以小端尺寸为基准。 冲裁过程中，凸模越磨越小，凹模越磨越大，结果使间隙越用越大。 确定凸、凹模刃口尺寸的原则 1. 落料模先确定凹模刃口尺寸，其标称尺寸应取接近或等于制件的最小极限尺寸，以保证 凹模磨损到一定尺寸范围内，也能冲出合格制件，凸模刃口的标称尺寸比凹模小一个最 小合理间隙。 2. 冲孔模先确定凸模刃口尺寸，其标称尺寸应取接近或等于制件的最大极限尺寸，以保证 凸模磨损到一定尺寸范围内，也能冲出合格的孔，凹模刃口的标称尺寸应比凸模大一个 最小合理间隙。 3. 选择模具刃口制造公差时，要考虑工件精度与模具精度的关系，既要保证工件的精度要 求，又要保证有合理的间隙。一般冲模精度较工件精度高2~3级。若零件没有标注公差， 则对于非圆形件按国家非配合尺寸的IT14级精度来处理，圆形件一般可按IT10级 精度来处理，工件尺寸公差应按“入体”原则标注为单向公差， 所谓“入体”原则是指标注工件尺寸公差时应向材料实体方向单向标注(磨损方向)，即:落料件正公差为零，只标注负公差;冲孔件负公差为零，只标注正公差 第 页