冲裁间隙1剖析课件.ppt

1、 冲裁间隙冲裁间隙冲裁单面间隙Z/2冲裁双面间隙Z：指冲裁模中凹模刃口横向尺寸D凹与凸模刃口横向尺寸D凸的差值一.冲裁间隙的概念 冲裁间隙冲裁间隙Z Z表示双面间隙，单面间隙用表示双面间隙，单面间隙用Z/2Z/2表示，如无特殊说明，表示，如无特殊说明，冲裁间隙就是指双面间隙。冲裁间隙就是指双面间隙。Z Z值可为正值，也可为负值，值可为正值，也可为负值，但在普通冲裁中，均为正值但在普通冲裁中，均为正值Z=DZ=DA A-d dT T （单位（单位mmmm）二.冲裁间隙对模具寿命的影响1.冲裁模具寿命分为冲裁模具寿命分为刃磨寿命刃磨寿命和模具总寿命。和模具总寿命。2.冲裁模具的破坏形式主要有：磨损

2、、崩刃、折断、变形和涨裂等冲裁模具的破坏形式主要有：磨损、崩刃、折断、变形和涨裂等。刃磨：就是将刃口变钝部分磨掉。一般使用的设备为平刃磨：就是将刃口变钝部分磨掉。一般使用的设备为平面磨床面磨床 。刃磨量：凸模长度或凹模厚度的减小量就是刃磨量。刃刃磨量：凸模长度或凹模厚度的减小量就是刃磨量。刃磨量为磨量为0.10.15mm0.10.15mm或稍多一些，一般不超过或稍多一些，一般不超过0.30.4mm0.30.4mm。刃磨寿命：通常将两次刃磨之间的冲裁次数称为模具的刃磨寿命：通常将两次刃磨之间的冲裁次数称为模具的刃磨寿命。刃磨寿命。总寿命：模具到了需要更换凸模和凹模或整副模具都要总寿命：模具到了需

3、要更换凸模和凹模或整副模具都要报废时，总的冲裁次数就称为模具总寿命。报废时，总的冲裁次数就称为模具总寿命。凹模刃口有效直线部分凹模刃口有效直线部分h h平面磨床平面磨床冲裁间隙对模具寿命的影响 由下图可见，随着冲裁次数的增加，合金工具钢制造的由下图可见，随着冲裁次数的增加，合金工具钢制造的凸、凹模的磨损越来越大。凸、凹模的磨损越来越大。凸、凹模的磨损形式凸、凹模的磨损形式合金工具钢的合金工具钢的淬硬性淬硬性、淬透性淬透性、耐磨性和韧性均、耐磨性和韧性均比碳素工具钢高，按用途大致可分为刃具、模具比碳素工具钢高，按用途大致可分为刃具、模具和量具用钢和量具用钢3 3类。类。冲裁时凸、凹模受力分析：冲

4、裁时凸、凹模受力分析：1 1、冲裁间隙过小时，由于挤压作用加剧，、冲裁间隙过小时，由于挤压作用加剧，垂直力垂直力F1,F2F1,F2、侧压力、侧压力F3,F4F3,F4和摩擦力增大，和摩擦力增大，造成刃口磨损，甚至使二次剪切产生的金造成刃口磨损，甚至使二次剪切产生的金属碎屑与模具之间产生粘结现象，并引起属碎屑与模具之间产生粘结现象，并引起崩刃、凹模胀裂、小凸模折断、凸凹模相崩刃、凹模胀裂、小凸模折断、凸凹模相互啃刃等异常损坏。互啃刃等异常损坏。冲裁间隙对模具寿命的影响间隙过小时的断面质量间隙过小时的断面质量裂纹的形成与发展裂纹的形成与发展2、冲裁间隙过大时，板料的弯曲拉伸增大，、冲裁间隙过大时

5、，板料的弯曲拉伸增大，垂直力和力偶垂直力和力偶M也会相应增大，导致凸凹也会相应增大，导致凸凹模端面磨损。模端面磨损。间隙过大时的断面质量间隙过大时的断面质量裂纹的形成与发展裂纹的形成与发展1 1、当间隙很小时，由于挤压作用、当间隙很小时，由于挤压作用加剧，板料所受拉应力减小，压应加剧，板料所受拉应力减小，压应力增大，不易产生裂纹，冲裁力较力增大，不易产生裂纹，冲裁力较大。大。2 2、当间隙增大时，拉应力增大，、当间隙增大时，拉应力增大，上下裂纹重合，冲裁力迅速减小。上下裂纹重合，冲裁力迅速减小。3 3、当间隙继续增大时，凸、凹模、当间隙继续增大时，凸、凹模刃口产生的裂纹不重合，发生二次刃口产生

6、的裂纹不重合，发生二次断裂，冲裁力下降变缓。断裂，冲裁力下降变缓。间隙达材间隙达材料厚的料厚的5%-20%5%-20%时，冲裁力下降不明时，冲裁力下降不明显。显。三.冲裁间隙对冲裁力的影响间隙大小对冲裁力的影响间隙大小对冲裁力的影响低碳钢低碳钢(low carbon steel)(low carbon steel)又称又称软钢软钢，含碳量从，含碳量从0.100.10至至0.30%0.30%低碳钢易于接受各种加工如锻造低碳钢易于接受各种加工如锻造,，焊接和切削，焊接和切削，常用於制造链条，常用於制造链条，铆钉，铆钉，螺栓，螺栓，轴等。轴等。低碳钢低碳钢铆钉铆钉1 1、当间隙增大时，冲裁件光亮带、

7、当间隙增大时，冲裁件光亮带变窄，落料尺寸小于凹模尺寸，冲变窄，落料尺寸小于凹模尺寸，冲孔尺寸大于凸模尺寸，卸料力、推孔尺寸大于凸模尺寸，卸料力、推件力或顶件力迅速减小。件力或顶件力迅速减小。2 2、当间隙继续增大时，制件毛刺、当间隙继续增大时，制件毛刺变大，卸料力、顶件力又会增大。变大，卸料力、顶件力又会增大。3 3、当单边间隙当单边间隙Z Z增大到材料厚度的增大到材料厚度的15%-20%15%-20%时，卸料力为时，卸料力为0 0。卸料力卸料力顶件力顶件力四四.冲裁间隙对卸料力、推件力、顶件力的影响冲裁间隙对卸料力、推件力、顶件力的影响 间隙大小对卸料力的影间隙大小对卸料力的影响响 间隙的选

8、取要使冲裁达到较好的间隙的选取要使冲裁达到较好的断面质量、较高的尺寸精度，较小的断面质量、较高的尺寸精度，较小的冲裁力，较高的模具寿命。冲裁力，较高的模具寿命。合理间隙指一个范围值，其上合理间隙指一个范围值，其上限为最大合理间隙限为最大合理间隙,下限为最小合理下限为最小合理间隙。间隙的确定是综合考虑上述各间隙。间隙的确定是综合考虑上述各个因素的影响个因素的影响,选择一个适当的问隙选择一个适当的问隙范围作为合理间隙。范围作为合理间隙。观察法：合理的冲裁间隙指圆角观察法：合理的冲裁间隙指圆角带和断裂带小，光亮带占整个断面的带和断裂带小，光亮带占整个断面的1/31/3左右，不出现二次光亮带，毛刺左右

9、，不出现二次光亮带，毛刺高度合理。高度合理。在在具具体设计模具时体设计模具时,根据工件和根据工件和生产上的具体要求可按下列原则进行生产上的具体要求可按下列原则进行选取：选取：(l)(l)当工件的断面质量没有严格要当工件的断面质量没有严格要求时求时,为了提高模具寿命和减小冲裁为了提高模具寿命和减小冲裁力力,可以选择较大间隙值。可以选择较大间隙值。(2)(2)当工件断面质量及制造公差要当工件断面质量及制造公差要求较高时应选择较小间隙值。求较高时应选择较小间隙值。五五.合合理间隙的选用理间隙的选用一一、理论计算法：、理论计算法：合理间隙的选用tantan=（Z/2Z/2）/（t-bt-b）Z=2tZ

10、=2t（1-b/t1-b/t）tantan其中：其中：t-t-板料厚度、板料厚度、b/tb/t-相对切入深度、相对切入深度、-裂纹方向角裂纹方向角 材料塑性越好或硬度越低，则光亮带材料塑性越好或硬度越低，则光亮带所占的相对宽度所占的相对宽度b/tb/t就越大；反之，材料就越大；反之，材料塑性越差或硬度越高，则塑性越差或硬度越高，则b/tb/t就越小。就越小。冲裁件断面冲裁件断面从表中可以看出，间从表中可以看出，间隙值是一个范围，那隙值是一个范围，那么请同学们思考，新么请同学们思考，新模具的间隙值选用是模具的间隙值选用是用最大合理间隙值还用最大合理间隙值还是最小合理间隙值？是最小合理间隙值？合理

11、间隙的选用二、查表法二、查表法计算冲裁模刃口尺寸计算冲裁模刃口尺寸时时,考虑到模具在使用考虑到模具在使用过程中的磨损会使刃过程中的磨损会使刃口间隙增大口间隙增大,应当按应当按Zmin值来计算。值来计算。08是冲压用钢板中沸腾钢的一种牌号（中国称08，日本称S9CK，德国用C10，前苏联用08）08指的是含碳量万分之八；16Mn是：16Mn叫低合金高强度结构钢 低合金高强度结构钢：含碳量为0.16%,加入主要合金元素锰、硅、钒、铌和钛等。40#，中碳钢。即含碳量0.4%左右碳素钢 这是一种比较实用的、易于记忆的确定合理冲裁间隙的方法。其值用下列公式表达：C=C=mtmt式中：C合理冲裁间隙；t板

12、料厚度；m经验记忆系数，参考数据如下：软态有色金属：m=48；硬态有色金属、低碳钢、纯铁：m=610；中碳钢、不锈钢：m=71 4；高碳钢、弹簧钢：m=l224；硅钢：m=510；非金属(皮革、石棉、胶布板、纸板等)：m=14。三、经验记忆法三、经验记忆法 合理间隙的选用每种金属有它自己的再结晶温度，再结晶温度以上的退火即软态组织，以下为硬态组织软态铜硬态有色金属退火是一种退火是一种金属热处理工艺金属热处理工艺，指的是将金属缓慢加热到一定，指的是将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却。目的是降低温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却。目的是降低硬硬度度，改善，改善切削加工性

13、切削加工性；消除残余应力，稳定尺寸，减少变形；消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向；细化与裂纹倾向；细化晶粒晶粒，调整组织，消除组织缺陷。，调整组织，消除组织缺陷。有色金属通常指除去铁（有时也除去锰和铬）和铁基合金以外 的所有金属。铜和铜合金材、铝和铝合金材、铅和铅合金材、镍和镍合金材、钛和钛合金材。应当指出，上述记忆系数值是基于常用普通板料冲裁而应当指出，上述记忆系数值是基于常用普通板料冲裁而归纳总结出来的。各行业各企业对此的选取值是不相同的。在归纳总结出来的。各行业各企业对此的选取值是不相同的。在使用过程中还应考虑以下因素：使用过程中还应考虑以下因素：(1)(1)对于制件断面质量要求

14、高的其值可取小些；对于制件断面质量要求高的其值可取小些；(2)(2)计算冲孔间隙时比计算落料间隙时其值可取大些；计算冲孔间隙时比计算落料间隙时其值可取大些；(3)(3)为减小冲裁力其值可取大些；为减小冲裁力其值可取大些；(4)(4)为减少模具磨损其值可取大些；为减少模具磨损其值可取大些；(5)(5)计算异形件间隙时比计算圆形件间隙时其值可取大些；计算异形件间隙时比计算圆形件间隙时其值可取大些；(6)(6)冲裁厚板冲裁厚板(8mm)8mm)时其值可取小些。时其值可取小些。2.5 合理间隙的选用异形件异形件 思考题思考题 1.1.什么是冲裁间隙什么是冲裁间隙?2.2.冲裁间隙过大和过小对模具有什么

15、影响？并冲裁间隙过大和过小对模具有什么影响？并作简要的受力分析。作简要的受力分析。3.3.冲裁间隙对冲裁力的影响是有哪些？冲裁间隙对冲裁力的影响是有哪些？4.4.冲裁间隙由小到大时，卸料力、推件力、顶冲裁间隙由小到大时，卸料力、推件力、顶件力是怎么变化的？件力是怎么变化的？5.5.理论计算法的公式是？取决于哪些因素？理论计算法的公式是？取决于哪些因素？6.6.查表法中，新模具的间隙值应怎么选择？查表法中，新模具的间隙值应怎么选择？2教学目标教学目标:1.1.了解冲裁间隙的概念。了解冲裁间隙的概念。2.2.熟悉冲裁间隙对模具寿命的影响。熟悉冲裁间隙对模具寿命的影响。3.3.熟悉冲裁间隙对冲裁力及

16、卸料力、推件力、顶件力的影响。熟悉冲裁间隙对冲裁力及卸料力、推件力、顶件力的影响。4.4.掌握确定冲裁模具间隙的方法。掌握确定冲裁模具间隙的方法。教学重点教学重点:1.1.过小和过大的冲裁间隙对模具寿命的影响。过小和过大的冲裁间隙对模具寿命的影响。2.2.冲裁间隙由小变大时，冲裁力及卸料力、推件力、顶件力的变化。冲裁间隙由小变大时，冲裁力及卸料力、推件力、顶件力的变化。3 3.掌握掌握理论计算法和查表法的使用方法。理论计算法和查表法的使用方法。教学难点教学难点:1.1.冲裁间隙过小和过大时，凸、凹模的受力分析。冲裁间隙过小和过大时，凸、凹模的受力分析。2.2.冲裁间隙变化时，冲裁力及卸料力、推件力、顶件力的相应变化。冲裁间隙变化时，冲裁力及卸料力、推件力、顶件力的相应变化。材料厚度t