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发表于 2008-11-24 23:39:51
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不锈钢的冲裁间隙Z 10%~25% 材料的厚度
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冲裁间隙Z是指冲裁模中凹模刃口横向尺寸DA与凸模刃口横向尺寸dT的差值，如图2.3.1所示。Z表示双面间隙，单面间隙用Z/2表示，如无特殊说明，冲裁间隙就是指双面间隙。Z值可为正，也可为负，但在普通冲裁中，均为正值。) L E* K+ j7 {
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间隙对冲裁件质量、冲裁力和模具寿命均有很大影响，是冲裁工艺与冲裁模设计中的一个非常重要的工艺参数。
# q5 c `8 s7 K/ ^" a7 H 间隙是影响冲裁件质量的主要因素之一，详见第2.2节。! W P. n: Q1 p3 ?! O
试验证明，随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％一20％范围内时冲裁力的降低不超过5％一l0％。因此，在正常情况下，间隙对冲裁力的影响不很大。
* J1 n3 s4 x. y% q: v" c 间隙对卸料力、推件力的影响比较显著。随间隙增大，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％一25％时，卸料力几乎降到零。但间隙继续增大会时毛刺增大，又将引起卸料力、顶件力的迅速增大。
' u( U) ?, D& y& X1 m4 M3 ^: v 模具寿命分为刃磨寿命和模具总寿命。刃磨寿命是用两次刃磨之间的合格制件数表示。总寿命是用模具失效为止的总的合格制件数表示。
8 D8 t8 a* E8 I7 u" D4 d4 m 模具失效的原因一般有：磨损、变形、崩刃、折断和涨裂。
7 q" m( W" ?' |5 K O# @8 j" P1 b 冲裁过程中作用于凸、凹模上的力为被冲材料的反作用力，其方向与图2.2.1所示相反，凸、凹模刃口受着极大的垂直压力与侧压力的作用，高压使刃口与被冲材料接触面之间产生局部附着现象，当接触面相对滑动时，附着部分就产生剪切而引起磨损。这种附着磨损，是冲模磨损的主要形式。当接触压力愈大，相对滑动距离愈大，模具材料愈软，则磨损量愈大。而冲裁中的接触压力，即垂直力、侧压力、摩擦力均随间隙的减小而增大，且间隙小时，光亮带变宽，摩擦距离增长，摩擦发热严重，所以小间隙将使磨损增加，甚至使模具与材料之间产生粘结现象。而接触压力的增大，还会引起刃口的压缩疲劳破坏，使之崩刃。小间隙还会产生凹模胀裂，小凸模折断，凸凹模相互啃刃等异常损坏。当然，影响模具寿命的因素很多，有润滑条件，模具制造材料和精度、表面粗糙度、被加工材料特性、冲裁件轮廓形状等，但间隙却是其中一个主要因素。4 V& [! e& V' ]+ K8 Y
所以为了减少凸、凹模的磨损，延长模具使用寿命，在保证冲裁件质量的前提下适当采用较大的间隙值是十分必要的。若采用小间隙，就必须提高模具硬度、精度、减小模具粗糙度、良好润滑，以减小磨损。 |
由以上分析可见，间隙对冲裁件质量、冲裁力、模具寿命等都有很大的影响。但很难找到一个固定的间隙值能同时满足冲裁件质量最佳、冲模寿命最长，冲裁力、最小等各方面的要求。因此，在冲压实际生产中，主要根据冲裁件断面质量、尺寸精度和模具寿命这三个因素综合考虑，给间隙规定一个范围值。只要间隙在这个范围内，就能得到质量合格的冲裁件和较长的模具寿命。这个间隙范围就称为合理间隙，这个范围的最小值称为最小合理间隙（Zmin），最大值称为最大合理间隙（Zmax）。考虑到在生产过程中的磨损使间隙变大，故设计与制造新模具时应采用最小合理间隙Zmin。确定合理间隙值有理论法和经验确定法两种。6 R* \5 ^# {: A* f
1．理论确定法
5 R, @9 |6 ?$ \% f 主要是根据凸、凹模刃口产生的裂纹相互重合的原则进行计算。图2.3.2所示为冲裁过程中开始产生裂纹的瞬时状态，根据图中几何关系可求得合理间隙Z为6 p8 ?# @' w: N6 D: R7 d
http://www.cavtc.net/jpkc/site-mo/www/dian/photo/2/2.3/text2.3.3.gif |
| 图2.3.1 冲裁模间隙 | 图 2.3.2 冲裁产生裂纹的瞬时状况- [, \$ ]7 s& W* v/ O4 y
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| 上式可看出，合理间隙Z与材料厚度t、凸模相对挤入材料深度 、裂纹角 有关，而 及 又与材料塑性有关，见表2.3.1。因此，影响间隙值的主要因素是材料性质和厚度。材料厚度越大，塑性越低的硬脆材料，则所需间隙Z值就越大；材料厚度越薄，塑性越好的材料，则所需间隙Z值就越小。由于理论计算法在生产中使用不方便，故目前广泛采用的是经验数据。 |
根据研究与实际生产经验，间隙值可按要求分类查表确定。对于尺寸精度、断面质量要求高的冲裁件应选用较小间隙值（表2.3.2），这时冲裁力与模具寿命作为次要因素考虑。对于尺寸精度和断面质量要求不高的冲裁件，在满足冲裁件要求的前提下，应以降低冲裁力、提高模具寿命为主，选用较大的双面间隙值（表2.3.3）。可详见GB/T16743-1997。
. B0 H- l0 X3 n' M3 ]2 e 需要指出的是,当模具采用线切割加工，若直接从凹模中制取凸模，此时凸、凹模间隙决定于电极丝直径、放电间隙和研磨量，但其总和不能超过最大单面初始间隙值。（表2.3.2）。可详见GB/T 16743-1997.9 r9 k3 I. c0 F% R& E
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注：' b% Q5 C O- u; i. ~% S
1．初始间隙的最小值相当于间隙的公称数值。
5 l) ^. x. b/ r s! y. }% _ 2．初始间隙的最大值是考虑到凸模和凹模的制造公差所增加的数值。) w f, c& P! b* p* k0 f
3．在使用过程中，由于棋具工作部分的磨损，间隙将有所增加，因而间隙的使用最大数值会超过表列数值。
- E/ Y9 M" u' N9 ~ 4． 为碳的质量分数，用其表示钢中的含碳量。8 ?! r U1 I+ {6 K" \4 H% @
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注：冲裁皮革、石棉和纸板时，间隙取08钢的25％。
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| 需要指出的是,当模具采用线切割加工，若直接从凹模中制取凸模，此时凸、凹模间隙决定于电极丝直径、放电间隙和研磨量，但其总和不能超过最大单面初始间隙值。 |
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