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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,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值可为正值，也可为负值，但在普通冲裁中，均为正值,Z=DA-dT （单位mm）,冲裁单面间隙Z/2指冲裁模中凹模刃口横向尺寸D凹与凸模刃口横,二. 冲裁间隙对模具寿命的影响,冲裁模具寿命分为刃磨寿命和模具总寿命。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面磨床 。刃磨量：凸模长度或凹模厚度的减小量就是刃磨量。
2、刃磨量为0.10.15mm或稍多一些，一般不超过0.30.4mm。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。总寿命：模具到了需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。,二. 冲裁间隙对模具寿命的影响冲裁模具寿命分为刃磨寿命和模具,凹模刃口有效直线部分h,平面磨床,凹模刃口有效直线部分h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，合金工具钢制造的凸、凹模的磨损越来越大。,凸、凹模的磨损形式,冲裁间隙对模具寿命的影响 由下图,合金工具钢的淬硬性、淬透性、耐磨性和韧性均比碳素工具钢高，按用途大致可分为刃具、模具和量具用钢3类。,合金
3、工具钢的淬硬性、淬透性、耐磨性和韧性均比碳素工具钢高，按,冲裁时凸、凹模受力分析：1、冲裁间隙过小时，由于挤压作用加剧，垂直力F1,F2、侧压力F3,F4和摩擦力增大，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，并引起崩刃、凹模胀裂、小凸模折断、凸凹模相互啃刃等异常损坏。,冲裁间隙对模具寿命的影响,间隙过小时的断面质量,裂纹的形成与发展,冲裁时凸、凹模受力分析： 冲裁间隙对模具寿命的影响间隙过小时,2、冲裁间隙过大时，板料的弯曲拉伸增大，垂直力和力偶M也会相应增大，导致凸凹模端面磨损。,间隙过大时的断面质量,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，垂直力
4、和力偶M也会相,1、当间隙很小时，由于挤压作用加剧，板料所受拉应力减小，压应力增大，不易产生裂纹，冲裁力较大。2、当间隙增大时，拉应力增大，上下裂纹重合，冲裁力迅速减小。3、当间隙继续增大时，凸、凹模刃口产生的裂纹不重合，发生二次断裂，冲裁力下降变缓。间隙达材料厚的5%-20%时，冲裁力下降不明显。,三.冲裁间隙对冲裁力的影响,间隙大小对冲裁力的影响,1、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,低碳钢(low carbon steel)又称软钢，含碳量从0.10至0.30%低碳钢易于接受各种加工如锻造,，焊接和切削， 常用於制造链条， 铆钉， 螺栓， 轴等。,低碳钢,铆钉,低
5、碳钢(low carbon steel)又称软钢，含碳量从,1、当间隙增大时，冲裁件光亮带变窄，落料尺寸小于凹模尺寸，冲孔尺寸大于凸模尺寸，卸料力、推件力或顶件力迅速减小。2、当间隙继续增大时，制件毛刺变大，卸料力、顶件力又会增大。3、当单边间隙Z增大到材料厚度的15%-20%时，卸料力为0。,卸料力,顶件力,四.冲裁间隙对卸料力、推件力、顶件力的影响,1、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,间隙大小对卸料力的影响,间隙大小对卸料力的影响,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，较小的冲裁力，较高的模具寿命。 合理间隙指一个范围值，其上限为最大合理间隙,下限
6、为最小合理间隙。间隙的确定是综合考虑上述各个因素的影响,选择一个适当的问隙范围作为合理间隙。 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1/3左右，不出现二次光亮带，毛刺高度合理。 在具体设计模具时,根据工件和生产上的具体要求可按下列原则进行选取：(l)当工件的断面质量没有严格要求时,为了提高模具寿命和减小冲裁力,可以选择较大间隙值。(2)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。,五.合理间隙的选用,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,一、理论计算法：,合理间隙的选用,tan=（Z/2）/（t-b） Z=2t（1-b/t）tan,其中：t-板料厚
7、度、b/t-相对切入深度、-裂纹方向角,材料塑性越好或硬度越低，则光亮带所占的相对宽度b/t就越大；反之，材料塑性越差或硬度越高，则b/t就越小。,一、理论计算法：合理间隙的选用tan=（Z/2）/（t-b,冲裁件断面,冲裁件断面,从表中可以看出，间隙值是一个范围，那么请同学们思考，新模具的间隙值选用是用最大合理间隙值还是最小合理间隙值？,合理间隙的选用,二、查表法,计算冲裁模刃口尺寸时,考虑到模具在使用过程中的磨损会使刃口间隙增大,应当按Zmin值来计算。,从表中可以看出，间隙值是一个范围，那么请同学们思考，新模具的,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C1
8、0，前苏联用08）08指的是含碳量万分之八；,08是冲压用钢板中沸腾钢的一种牌号（中国称08，日本称S9C,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。,16Mn是：16Mn叫低合金高强度结构钢 低合金高强度结构钢,40#，中碳钢。即含碳量0.4%左右碳素钢,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=mt式中：C合理冲裁间隙； t板料厚度； 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；
9、 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,合理间隙的选用,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,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,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,退火是一种金属热处理工艺，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。目的是降低硬度，改善切削加工性；消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向；细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷。,退火是一种
10、金属热处理工艺，指的是将金属缓慢加热到一定温度，保,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。,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,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。在使用过程中还应考虑以下因素： (1)对于制件断面质量要求高的其值可取小些； (2)计算冲孔间隙时比计算落料间隙时其值可取大些； (3)为减小冲裁力其值可取大些； (4)为减少模具磨损其值可取大些； (5)计算异形件间隙时比计算圆形件间隙时其值可
11、取大些； (6)冲裁厚板(8mm)时其值可取小些。,2.5 合理间隙的选用,应当指出，上述记忆系数值是基于常用普通板料冲,异形件,异形件,思考题,1.什么是冲裁间隙? 2.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。 3.冲裁间隙对冲裁力的影响是有哪些？ 4.冲裁间隙由小到大时，卸料力、推件力、顶件力是怎么变化的？ 5.理论计算法的公式是？取决于哪些因素？ 6.查表法中，新模具的间隙值应怎么选择？,思考题 1.什么是冲裁间隙?,2,教学目标: 1.了解冲裁间隙的概念。 2.熟悉冲裁间隙对模具寿命的影响。 3.熟悉冲裁间隙对冲裁力及卸料力、推件力、顶件力的影响。 4.掌握确定冲裁模具间隙的方法。教学重点: 1.过小和过大的冲裁间隙对模具寿命的影响。 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。 3.掌握理论计算法和查表法的使用方法。教学难点: 1.冲裁间隙过小和过大时，凸、凹模的受力分析。 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。,2教学目标:,材料厚度t,
