冲裁模间隙对模具寿命有何影响(模具冲裁间隙的含义及影响生产实践证明)

一、冲裁间隙的含义

冲裁模的凸模横断面,一-般小于凹模孔。凹模与凸模刃口部分,在垂直于冲裁力方向的投影尺寸之差,称为冲裁间隙。

间隙有两种含义:一种指凹模与凸模间每侧空隙的数值,称为单面间隙;另--种指凹模与凸模间两侧空隙之和,称为双面间隙。对于圆形刃口的凸、凹模来说,双面间隙就是两者直径之差。习惯上常说的多少间隙,是指双面间隙,用符号C表示。单面用Z/2表示。

二、间隙对冲裁的影响

生产实践证明,间隙值的大小、分布是否均匀等,对冲裁件的断面质量、尺寸精度、冲裁力和模具寿命等均有直接影响。凸、凹模之间的间隙大小可分三种基本情况,即间隙合理、间隙过大利和l间隙过小,如图3-8所示。

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1.冲裁件的断面质量

间隙合理,材料在分离时,凸、凹模刃口处的裂纹重合,冲裁断面比较平直、光滑,塌角和毛刺均较小,制件质量较好(见图a)。但合理的冲裁间隙并非是一-个绝对值,而是某一个数值范围,冲裁间隙在此范围内都可得到冲裁断面好的制件。间隙过大,凸、凹模刃口处的裂纹不重合,凸模刃口附近的裂纹在凹模刃口附近裂纹的里边(见图b),材料受很大的拉伸,光亮带小,毛刺、塌角及斜度都较大。间隙过小,裂纹也不重合,凸模刃口附近的裂纹在凹模刃口附近裂纹的外边(见图C),两条剪裂纹之间的--部分材料随冲裁的继续又被二次剪切和挤压,在断面上形成第二次光亮带,并在其间出现夹层和毛刺。

表3-4为低碳钢冲裁断面与间隙关系的试验数值。

表3-4 低碳钢冲裁面与间隙的关系

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2.尺寸精度

落料或冲孔后,因发生弹性恢复,会影响尺寸精度。间隙小到一定界限,由于压缩变形弹性恢复,落料件尺寸会大于凹模尺寸,而使冲出的孔小于凸模。间隙大到一定界限,由于拉伸变形弹性恢复,落料件尺寸会小于凹模,而使冲出的孔大于凸模。如图3-9所示,间隙对于冲孔和落料精度的影响规律是不同的,且与材料轧制的纤维方向有关。

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3.冲裁力和模具寿命

间隙值大时,冲裁力有一定程度的减小,卸料力和推件力也随之降低。

冲裁时,坯料对凸模与凹模刃口产生侧压力,并在凸模与被冲孔之间以及凹模与落料件之间均有摩擦力。间隙越小,侧压力和摩擦力随之增大。此外,在实际生产中,模具因受到制造误差和装配精度的限制,凸模不可能绝对垂直于凹模平面,而间隙分布也不可能十分均匀。所以,过小的间隙会使凸、凹模刃口磨损加剧,寿命下降。而较大的间隙则可使凸、凹模侧面与材料问摩擦减小,并减缓间隙不匀的不利影响,从而提高模具寿命」但间隙过大,坯料弯曲相应增大,使凸模与凹模刃口端面上的压应力分布不均匀,容易产生崩刃或产生塑性变形,因而对模具寿命也不利。

三、冲裁间隙方向的确定原则

冲裁时,由于凸、凹模之间存在间隙,因此落下的料或冲出的孔均带有锥度,其大端尺寸基本等于凹模尺寸,小端尺寸基本等于凸模尺寸。测量时,也是按冲孔的小端和落料的大端作为基准量取尺寸的。又由于在生产中,凸、凹模都要与冲件或废料发生摩擦,凸模愈磨愈小,凹模愈磨愈大,使间隙随之增大。基于这一分析,确定冲裁间隙值的原则是:落料时因制件尺寸随凹模尺寸而定,故间隙应在减小凸模尺寸的方向上取得,冲孔时因孔尺寸随凸模尺寸而定,故间隙应在增大凹模尺寸的方向上取得。

考虑到凹、凸模的磨损,在设计与制造新模具时,取最小合理间隙。

四、确定冲裁间隙的方法

经验确定法

经验确定法是比较实用的一种冲裁间隙确定法,其值用被冲板料厚度乘以系数表示。即:

C= mt

式中,C为合理冲裁间隙(mm), t为板料厚度(mm) , m为系数,与料厚及材料性质有关,见表3-5。

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注:表中适用于愿10mm以下的金展材料,考虑到料厚对间隙系数的影响,将料厚分成0.1~1; 1.2~3;3.5~6;7~10mm四档,当料厚为0.1~1mn时,各类间隙系数取下限值,并以此为基数。随着料厚的增加。再逐渐递增(1~2)%t(有色金属和低碳钢取小值,中碳钢和高碳钢取大值)。

五、合理选用冲裁间隙

确定冲裁间隙值的主要依据,是在保证制件断面质量和尺寸精度的前提下,使模具寿命最高。选用冲裁间隙时,可根据制件技术要求、使用特点和生产条件等因素,按表3-6确定拟采用的间隙类别,然后相应地选取该类间隙系数(见表3-5),并经计算得到间隙值。此外,选取间隙系数时,还应根据具体情况作适当增减。即:1.在同样条件下,冲孔间隙比落

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料时可大些;2冲小孔(一般孔径小于料厚)时,凸模易折断,间隙应取大些(这时应采取有效的解决卸料及防止废料回升的措施。3.硬质合金模应比钢模的间隙值大30%左右;4.凹模为斜刃口时,应比直刃口时间隙小y5.电火花穿孔加工凹模型孔时,间隙值应比磨削加工取小(0.5~~2)%t,6.复合模的凸凹模的壁较薄时,为防止胀裂,应放大冲孔间隙z7.高速冲压时,模具易发热,间隙应增大,如行程次数超过200min1时的间隙应增大10%左右;8.采用弹压料装置时,间隙可大些;9.硅钢片随含硅量增加,间隙相应取大些,10.需攻丝的孔,其间隙应取小些。

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