冲裁模间隙的合理取值

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冲 裁 模 间 隙 的 合 理 取 值
扬州宝飞机电有限公司 张健
板料冲压加工中无数的经验证明,冲裁模间隙的选用问题是关系到模具设
计是否成功的重要因素,采用合理的间隙对于生产和经济效益都是有利的,从
经济的观点出发,采用大间隙可提高模具的使用寿命,降低冲裁力。
1 冲裁模间隙与模具寿命
在传统设计中总是尽量选用较小间隙,因为模具在使用过程中,间隙会逐
渐变大。在满足产品技术要求的情况下,适当取大间隙可提高模具寿命。如冲
裁1.5mm厚的低碳钢板¢22mm,凸凹模间隙取料厚的8%时,冲8100件就
因毛刺过大而刃磨;间隙取料厚20%时,冲51300件才刃磨,模具寿命可提
高6倍。不同材料的模具凸凹模间隙也不尽相同。
2 冲裁模间隙与冲裁力的关系
冲裁模具的间隙不同对模具和冲裁件所产生的应力不同,因而所需冲裁
力也不同。凸、凹模在小间隙情况下在冲裁断面上除了产生拉应力、剪切应
力外还产生了压缩应力,摩擦力也相应增大,使冲裁力急剧增大。如果冲裁
速度增加则同比冲裁力增加幅度更大。根据凸、凹模间隙的不同冲裁力可按
表1选取k值用如下公式计算:
F=kLtτ
式中 F------冲裁力,N
k------冲裁力系数,与凸、凹模间隙有关,见表1
L------冲裁件周边长度,mm
t-------材料的厚度,mm
τ-------材料的剪切强度,MPa
表1 冲裁力系数k的取值

冲裁间隙Z
k
5%----10%
1.3
10%----15%
1
15%以上
0.9
对于要求不太高的冲件,凸、凹模尽量选用大间隙,冲件虽然是略微凹
曲的圆台形体但却减小了冲裁力。
3 冲裁模间隙的有效条件
对凸、凹模间隙的分析是在满足下列条件是进行的:
(1) 凸模及凹模合理的同心度。
(2) 沿冲裁刃口线间隙分布均匀。
(3) 冲床滑块运动时不影响凸、凹模的同心度。
(4) 冲床工作台牢固平整。
(5) 刃口锋利,保证光洁度。
4 冲裁模间隙适当加大的好处
(1)防止粘模,降低了对润滑的要求。
粘模是由严重摩擦发热而引起的,粘模后粗糙的模具刃口使冲件断面上
拉出毛刺,磨损更加严重,很块使模具进入恶性循环,因而模具很快报废。
(2)避免了易于发生凹模胀裂现象。
(3)冲件不再堵塞在凹模洞口,因此,可采用直刃口凹模增加有效刃口。
(4)直刃口凹模使线切割加工成为可能。
线切割后的凸、凹模侧面有0.1 mm左右的脆性超硬层,加大间隙后减
小了磨损,保护了超硬层,进一步提高了模具寿命。
(5)减小了“啃刃”现象。
凹模刃口积聚的冲件越多,凸模附近载荷越大,凸模受压过大而发生失
稳弯曲时就出现凸凹模的啃刃现象。一般在设计中校核凸模强度时往往只考
虑冲裁力而忽视很大的附加推件力。加大间隙后基本上消除了附加推件载荷。
(6)降低了卸料力,避免了庞大的弹性卸料装置,使系统操作更安全。