第二章 沖裁模具間隙

二、重點和難點2.1沖裁間隙的概念2.2沖裁間隙對模具壽命的影響2.3沖裁間隙對沖裁力的影響2.4沖裁間隙對卸料力、推件力、頂件力的影響2.5合理間隙的選用2.6思考題第二章沖裁模具間隙復習一：間隙對沖裁件斷面質(zhì)量的影響間隙大小對斷面質(zhì)量的影響有哪些？復習二：間隙對尺寸精度的影響。由于彈性變形的存在，沖裁結(jié)束后出現(xiàn)彈性恢復，使尺寸與凸凹模刃口尺寸產(chǎn)生尺寸偏差，而彈性變形大小與沖裁間隙有直接的關(guān)系。間隙變化沖孔落料間隙增大金屬受向內(nèi)拉程度增大,彈性回復使工件尺寸增大（孔尺寸）。金屬的拉伸度增大，彈性回復工件尺寸減?。ㄏ鹿ぜ叽纾ｉg隙變小金屬受壓程度增大，孔尺寸減小。金屬受內(nèi)壓程度增大，工件尺寸增大。復習三：間隙對沖裁件毛刺的影響沖裁間隙是影響毛刺大小的主要因素，但材料不同時其影響程度有較大的差別。如右圖示為低碳鋼板落料件毛刺高度隙間隙的變化規(guī)律。從圖中可見，毛刺高度h隨相對沖裁間隙Z/t的變化有一個相對穩(wěn)定階段，當Z/t的值在8%~24%之間變化時，h值變化很小。而當Z/t過大或過小時，h值都可能增大。間隙對毛刺高度的影響材料：軟鋼板厚：3mm三、本節(jié)內(nèi)容的參考書目沖裁單面間隙Z/2沖裁雙面間隙Z：

指沖裁模中凹模刃口橫向尺寸D凹與凸模刃口橫向尺寸D凸的差值。

2.1沖裁間隙的概念圖2-1沖裁間隙2.2沖裁間隙對模具壽命的影響沖裁模具壽命分為刃磨壽命和模具總壽命。沖裁模具的破壞形式主要有：磨損、啃壞、崩刃、折斷、變形和漲裂等。刃磨：就是將刃口變鈍部分磨掉。一般使用的設備為平面磨床。刃磨量：凸模長度或凹模厚度的減小量就是刃磨量。刃磨量為0.1~0.15mm或稍多一些，一般不超過0.3~0.4mm。刃磨壽命：通常將兩次刃磨之間的沖裁次數(shù)稱為模具的刃磨壽命?？倝勖耗＞叩搅诵枰鼡Q凸模和凹?；蛘蹦＞叨家獔髲U時，總的沖裁次數(shù)就稱為模具總壽命。圖2-2凹模刃口有效直線部分h2.2沖裁間隙對模具壽命的影響由下圖可見，隨著沖裁次數(shù)的增加，合金工具鋼制造的凸、凹模的磨損越來越大。圖2-3凸、凹模的磨損形式?jīng)_裁時凸、凹模受力分析：1、沖裁間隙過小時，由于擠壓作用加劇，垂直力F1,F2、側(cè)壓力F3,F4和摩擦力增大，造成刃口磨損，甚至使二次剪切產(chǎn)生的金屬碎屑與模具之間產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn)象，并引起崩刃、凹模脹裂、小凸模折斷、凸凹模相互啃刃等異常損壞。2、沖裁間隙過大時，板料的彎曲拉伸增大，垂直力和力偶M也會相應增大，導致凸凹模端面磨損。2.2沖裁間隙對模具壽命的影響圖2-4裂紋的形成與發(fā)展間隙過小時的斷面質(zhì)量間隙過大時的斷面質(zhì)量1、當間隙很小時，由于擠壓作用加劇，板料所受拉應力減小，壓應力增大，不易產(chǎn)生裂紋，沖裁力較大。2、當間隙增大時，拉應力增大，上下裂紋重合，沖裁力迅速減小。3、當間隙繼續(xù)增大時，凸、凹模刃口產(chǎn)生的裂紋不重合，發(fā)生二次斷裂，沖裁力下降變緩。間隙達材料厚的5%-20%時，沖裁力下降不明顯。

圖2-5間隙大小對沖裁力的影響2.3沖裁間隙對沖裁力的影響1、當間隙增大時，沖裁件光亮帶變窄，落料尺寸小于凹模尺寸，沖孔尺寸大于凸模尺寸，卸料力、推件力或頂件力迅速減小。2、當間隙繼續(xù)增大時，制件毛刺變大，卸料力、頂件力又會增大。3、當單邊間隙Z增大到材料厚度的15%-20%時，卸料力為0。

圖2-6間隙大小對卸料力的影響卸料力演示動畫：頂件力演示動畫：2.4沖裁間隙對卸料力、推件力、頂件力的影響卸料力、推件力、頂件力分別是指什么？

間隙的選取要使沖裁達到較好的斷面質(zhì)量、較高的尺寸精度，較小的沖裁力，較高的模具壽命。

合理間隙指一個范圍值，其上限為最大合理間隙,下限為最小合理間隙。間隙的確定是綜合考慮上述各個因素的影響,選擇一個適當?shù)膯栂斗秶鳛楹侠黹g隙。

觀察法：合理的沖裁間隙指塌角帶和斷裂帶小，光亮帶占整個斷面的1/3左右，不出現(xiàn)二次光亮帶，毛刺高度合理。

在具體設計模具時,根據(jù)工件和生產(chǎn)上的具體要求可按下列原則進行選取：

(l)當工件的斷面質(zhì)量沒有嚴格要求時,為了提高模具壽命和減小沖裁力,可以選擇較大間隙值。

(2)當工件斷面質(zhì)量及制造公差要求較高時應選擇較小間隙值。

2.5合理間隙的選用一、理論計算法：圖2-7間隙大小對卸料力的影響圖2-8沖裁件斷面2.5合理間隙的選用tanβ=（Z/2）/（t-b）Z=2t（1-b/t）tanβ其中：t-板料厚度、b/t-相對切入深度、β-裂紋方向角材料塑性越好或硬度越低，則光亮帶所占的相對寬度b/t就越大；反之，材料塑性越差或硬度越高，則b/t就越小。從表中可以看出，間隙值是一個范圍，那么請同學們思考，新模具的間隙值選用是用最大合理間隙值還是最小合理間隙值？2.5合理間隙的選用二、查表法計算沖裁模刃口尺寸時,考慮到模具在使用過程中的磨損會使刃口間隙增大,應當按Zmin值來計算。這是一種比較實用的、易于記憶的確定合理沖裁間隙的方法。其值用下列公式表達：

C=mt式中：C——合理沖裁間隙；

t——板料厚度；

m——經(jīng)驗記憶系數(shù)，參考數(shù)據(jù)如下：軟態(tài)有色金屬：m=4％～8％；硬態(tài)有色金屬、低碳鋼、純鐵：m=6％～10％；中碳鋼、不銹鋼：m=7％～14％；高碳鋼、彈簧鋼：m=l2％～24％；硅鋼：m=5％～10％；非金屬(皮革、石棉、膠布板、紙板等)：m=1％～4％。三、經(jīng)驗記憶法2.5合理間隙的選用

應當指出，上述記憶系數(shù)ｍ值是基于常用普通板料沖裁而歸納總結(jié)出來的。各行業(yè)各企業(yè)對此的選取值是不相同的。在使用過程中還應考慮以下因素：

(1)對于制件斷面質(zhì)量要求高的其值可取小些；

(2)計算沖孔間隙時比計算落料間隙時其值可取大些；

(3)為減小沖裁力其值可取大些；

(4)為減少模具磨損其值可取大些；

(5)計算異形件間隙時比計算圓形件間隙時其值可取大些；

(6)沖裁厚板(ｔ>8mm)時其值可取小些。2.5合理間隙的選用2.6思考題1.什么是沖裁間隙?