《冲裁间隙对模具的寿命影响.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《冲裁间隙对模具的寿命影响.docx（5页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、冲裁间隙对模具的寿命影响凸凹模间隙对模具寿命的影响 宁夏理工学院 江海鹏 43910129 摘要：凸凹模间隙对模具的磨损，分析提高寿命的措施。 关键词：凸凹模间隙 模具寿命 冲片质量 在模具的设计中，凸凹模间隙的合理选取，是保证模具正常工作、提高冲片质量、延长模具寿命的一个关键因素。理想的间隙应该是板料冲裁断裂时，凸凹模刃口边所产生的裂纹在一 条直线上，否则冲片边缘将出现不允许的毛刺，使得刃口粘结严重，磨损加快，进而影响模具的寿命。所以，如何选取合理的凸凹模间隙，是模具设计时不容忽视的问题。由于工件与凸、凹模侧壁之间有磨擦的存在，间隙小，磨擦大，模具寿命短。冲裁过程中，凸模与被冲孔之间，凹模与
2、落料件之间均有摩擦，而且间隙越小，摩擦越严重。所以过小的间隙对模具寿命极为不利，而适当的间隙可使凸模与凹模的侧面与材料间的摩擦减小，能减缓间隙不均匀的影响，从而提高模具的寿命。 合理间隙值的确定： 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，最大合理间隙，最小合理间隙。由于工件与凸、凹模侧壁之间有磨擦的存在，间隙小，磨擦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。其上限为最大合理闻隙，下限为最小合理间隙即合理间隙指的是一个范围值。在其体设计模具时，根据工件和生产上的具体要求可按下列原则进行选取： (
3、1)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。 (3)计算冲裁模刃日尺寸时，考虑到模具在使用过程中的磨损会使刃日间隙增大，应当按Zmin值来计算。 若间隙偏小，使得凸模与被冲 的孔之间、 凹模与落料之间的摩擦严重，造成凸模和凹模侧壁产生粘结，卸料力增大，影响冲片 断面的质量，刃口容易变钝，冲片易出毛刺，且毛刺增长过快，甚至发生凹模胀裂现象，致使模具寿命下降。且取小间隙时，由于弹性回跳作用，落料件尺寸大于凹模，冲出的孔径小于凸模，从 而造成冲片的尺寸精度出现误差。 为提高冲片质量，延长模具寿命。
4、间隙对模具磨损的影响 关于模具磨损的理论，现在还没有一个完善的说法，在间隙不同的情况下，问题也很复杂。冲压模具在正常的使用过程中，由于表面不断磨损、模具的表面几何形状发生变化，引起冲裁件表面质量、尺寸、形状都发生变化。磨损事实是许多现象交织在一起而发生，按其磨损的机理可分为：磨料磨损、粘接磨损、冲击磨损和疲劳磨损。 间隙与磨料磨损 当冲裁速度较低、间隙适当时，发生的磨损主要是磨料磨损，它是由冲裁件材料中的杂质、材料基体组织中所含的碳化物、氮化物和氧化物等硬质点所造成的机械擦伤，它们在模具表面上划出一条条的沟纹。各种冲压模具都存在着硬质点磨损，但它是冲裁速度较低时模具磨损的主要原因。因为此时冲裁
5、温度较低，其他各种形式磨损还不显著，一般可以认为，由硬质点磨损产生的磨损量与模具和冲裁件相对滑动距离和冲裁深度成正比。 间隙与粘接磨损 当间隙较小、冲裁速度中等时，模具与冲裁件之间存在着很大的压力和强烈的摩擦，因而它们之间会发生粘接。由于摩擦副之间有相对运动，粘接将产生破裂被一方带走，从而造成粘接磨损。一般来说，冲裁件材料的硬度较模具材料的硬度低，粘力、接触疲劳、热应力、冲击力以及模具表层结构缺陷等原因，粘接和破裂也可能发生在模具这一方。模具材料的颗粒被工件带去，从而造成模具磨损。粘接磨损一般在中等偏低的冲裁速度下比较严重。研究表明：脆性金属比塑性金属的抗粘接能力强；相同的金属或晶格类型、晶格
6、间距、电子密度、电化学性质相近的金属，其粘接倾向大；多相金属比单相金属粘接倾向小；金属化合物比单相固溶体粘接倾向小；化学元素周期表中0族元素与铁的粘接倾小。 间隙与冲击磨损 当间隙较小，冲裁速度较高时，由于冲压过程的特殊情况，强烈的冲击作用和频繁的挤压、剪切、摩擦下而产生的脆性破坏。这是由于瞬时的冲击载荷超过了模具材料的强度极限或交变的负荷超过了疲劳极限所引起的，一般发生在脆性的模具材料，这种磨损方式还常常和模具的加工制造及热处理产生的内应力、微裂纹等有关，这些内在的缺陷大大降低了模具的强度与寿命。间隙与疲劳磨损当间隙较大、冲裁速度较高时，冲压次数达到上万次，经多次的重复工作和模具本身的缺陷所
7、引起的疲劳损坏称为疲劳磨损。若在应力较小情况下发生较多的是冷疲劳磨损；若在应力较大的情况下，经多次重复工作，由于金属的摩擦挤压而产生的热效应，使模具表面温度升高，有时可达上万次以上，由于存在工作间隙，模具表面会散热降温。在这种冷热交替的作用下，模具表面的应力方向也交替变化，这就导致了热疲劳磨损。冷热疲劳磨损都是在多次的重复工作、反复的挤压摩擦，交变应力作用和模具本身的缺陷所引起。扩大间隙范围提高模具寿命。在间隙变化的过程中，不同厚度的相同材质，或相同厚度的不同材质，其各质量因素与磨损方式都在进行着自己的演变。因此，一个间隙值不可能同时满足多个因素的要求，只能在不同的质量要求的前提下，各取所需，
8、尽可能地提高模具寿命。间隙影响凸、凹模硬度的分布。 在间隙试验过程中，有意让凹模变钝，不刃磨凹模，只刃磨凸模，最后使得凹模刃口几乎变成圆角，但冲出的零件产生的毛刺仍然很小。这就充分说明，落料时凸模刃口的锋钝对冲裁件断面质量和毛刺的产生起着决定作用。冲孔时则反之，凹模刃口必须锋利。因此在设计制造模具时应考虑：落料模、凸模硬度要高于凹模硬度，而冲孔模则凹模硬度应高于凸模硬度。复合模中凸凹模硬度最高，落料凹模和冲孔凸模次之。 间隙的分布与模具结构 随着模具间隙的增大，如何保证凸、凹模刃口周围间隙分布均匀，对模具的寿命影响较大。通过生产实验，发现间隙的大小不仅随材料性质和厚度变化而不同，而且与冲裁模的
9、结构有关系。如某电器用的硅钢片来作铁芯。当铁芯模具间隙时，反装式复合模小圆孔废料便随凸模回升而上跳，这样就不能连续冲压，一般直径较大的孔不容易出现这种现象。因此设计反装式复合模具时冲孔的间隙应选择小一些，而落料部分间隙可选择大些。可见间隙的分布与模具结构也有关系。 间隙影响冲裁力的大小 在一定范围内，随着间隙的增大，冲裁力几乎按比例减小，因而模具刃口所承受的应力与模具刃口的摩擦力也就减小，模具寿命得到提高。从降低冲裁力和脱料力来提高模具寿命出发，增大间隙可以提高模具寿命，有的模具寿命可提高25倍。但是增大间隙后，弯曲力矩也增大，如果没有足够的 压料力与顶料力，冲裁件的上翘和凹陷变形就会增加，冲
10、裁断面的质量也会下降，并增加材料对凸模和凹模的侧向挤压力，增加冲裁过程中的摩擦。对于冲孔来说，由于反向弹性回跳，使冲孔废料发生上跳现象，冲压操作不安全，所以不应片面地为提间隙值的合理选择根据冲裁件的断面质量、模具的磨损方式及冲件尺寸精度要求，对间隙值合理选择是提高模具寿。从目前生产中出现的问题来看，凡是的模具，冲件有毛刺，零件质量差，模具寿命低。改成大间隙后，零件质量显著提高，模具寿命也有显著提高。考虑冲裁力、卸料力及模具寿命等多种因素，建议在冲裁件没有特殊要求的情况下，一般黄铜件凸、凹模间隙取%4-8% 较合适。若用紫铜、软铝等材料，建议采用小间隙，因为这些材料抗剪强度低，冲裁件的冲裁力不会很大，模具刃口受力情况也不十分恶劣，能保持一定寿命，而零件断面光洁度也好。过去在生产中，由于间隙超差而报废的模具，可进行分析，凡是落料模、凹模尺寸不超差而由于凸模尺寸超差间隙增大时，完全不必报废。对于冲孔模，如果凸模尺寸合格，由于凹模尺寸超差间隙增大时也可以应用。这样模具废品率可以大大下降。 结束语：凸凹模间隙的合理选择对模具寿命的长短起着决定性的作用。 参考文献 何从俊冷冲模的修配北京：机械工业出版社， 刘天聪冲压模具的磨损方式及提高寿命的措施模具技术 上海市技术革 李建军 李德群模具设计基础及模具CAD 机械工业出版社
