冲裁间隙对冲压件质量影响的研究
实验4 冲裁间隙对冲裁件质量的影响规律
实验四冲裁间隙对冲裁件质量的影响规律一、实验目的冲裁工艺应用广泛,冲裁间隙是冲裁工序一个很重要的工艺参数,间隙值的大小直接影响之间的尺寸精度、断面质量、模具寿命和冲裁力大小。
本实验主要测定不同冲裁间隙下之间尺寸精度,断面质量的主要参数(毛刺、光亮带、断面斜度);观察不同冲裁间隙下之间塌角、翘曲程度。
了解冲裁间隙对制件尺寸精度和断面质量的基本影响规律。
二、实验原理对于一个给定的材料(即牌号、厚度、供货状态已知),使用冲压设备和冲压模具加工成制件,要获得满足工艺目的要求的冲裁件质量,必须有一个由凸、凹模刃口尺寸加以保证的合理间隙。
本实验所用材料为软铝板,其厚度实际测量,实验模具由一个凹模和多个刃口尺寸大小不同且能快速更换的凸模构成多组不同的冲裁间隙值,在每个间隙值下冲裁一个试件,以此方法来了解冲裁间隙对制件尺寸精度和断面质量的基本影响规律。
三、实验工具及设备1.设备:J23-100T曲柄压力机2.检测量具:游标卡尺,千分尺等。
3.实验模具。
四、实验方法与步骤1.将实验模具安装在实验设备上。
2.测量实验用板料厚度t;凸、凹模刃口尺寸;计算出各个凸模与凹模构成的冲裁间隙值并记录在附表中。
3.按凸模编号依次更换凸模,每个凸模冲裁1~2件试件,并对冲出的试件编号,以免混淆。
4.试件测量内容(见下图)与方法:① 尺寸精度:用游标卡尺测量光亮带一端的D 和断裂带一端的d ,并记入附表中。
② 光亮带:由于间隙不均,光亮带在整个断面的宽度是不一致的,目测整个断面,选择3~5个位置,用游标卡尺测量其宽度,计算出平均值a 并记入附表中。
③ 断面斜度β:用一直的D 、d 、a 、t 按公式:)(5.0d D at arcctg --=β计算后记入附表中。
④ 毛刺:由于间隙不均,毛刺在整个边缘的宽高度也是不一致的,目测整个毛刺,选择3~5个位置,用游标卡尺测量其料厚与毛刺的总高度,减去料厚就是该点的毛刺高度,计算出平均值h ,并记入附表中。
常见冲压质量问题及解决—产生冲压件质量缺陷的分析
苏州同展电子科技有限公司常见冲压质量问题及解决——产生冲压件质量缺陷的分析主讲人:张星培训内容总括一、冲裁件的常见缺陷及原因分析二、弯曲件的常见缺陷及原因分析三、大型曲面拉深件的常见缺陷及原因分析一、冲裁件的常见缺陷及原因分析冲裁是利用模具使板料分离的冲压工序。
冲裁件常见缺陷有:毛刺、制件表面翘曲、尺寸超差。
1、毛刺在板料冲裁中,产生不同程度的毛刺,一般来讲是很难避免的,但是提高制件的工艺性,改善冲压条件,就能减小毛刺。
产生毛刺的原因主要有以下几方面:1.1 间隙冲裁间隙过大、过小或不均匀均可产生毛刺。
影响间隙过大、过小或不均匀的有如下因素:a 模具制造误差-冲模零件加工不符合图纸、底板平行度不好等;b 模具装配误差-导向部分间隙大、凸凹模装配不同心等;c 压力机精度差—如压力机导轨间隙过大,滑块底面与工作台表面的平行度不好,或是滑块行程与压力机台面的垂直度不好,工作台刚性差,在冲裁时产生挠度,均能引起间隙的变化;d 安装误差—如冲模上下底板表面在安装时未擦干净或对大型冲模上模的紧固方法不当,冲模上下模安装不同心(尤其是无导柱模)而引起工作部分倾斜;e 冲模结构不合理-冲模及工作部分刚度不够,冲裁力不平衡等;d 钢板的瓢曲度大-钢板不平。
1.2 刀口钝刃口磨损变钝或啃伤均能产生毛刺。
影响刃口变钝的因素有:a 模具凸、凹模的材质及其表面处理状态不良,耐磨性差;b 冲模结构不良,刚性差,造成啃伤;c 操作时不及时润滑,磨损快;d 没有及时磨锋刃口。
1.3 冲裁状态不当如毛坯(包括中间制件)与凸模或凹模接触不好,在定位相对高度不当的修边冲孔时,也会由于制件高度低于定位相对高度,在冲裁过程中制件形状与刃口形状不服帖而产生毛刺。
1.4 模具结构不当1.5 材料不符工艺规定材料厚度严重超差或用错料(如钢号不对)引起相对间隙不合理而使制件产生毛刺。
1.6 制件的工艺性差-形状复杂有凸出或凹入的尖角均易因磨损过快而产生毛刺。
冲压件缺陷分析
冲压件缺陷分析摘要:汽车冲压件产品种类丰富、形状复杂,在冲压生产时,经常会发生一些不良现象。
本文结合笔者工作实际,对如何避免在冲压生产时出现不良现象。
关键词:冲压件;缺陷;质量冲压加工在国民经济各个领域应用范围相当广泛,关系我们生活的方方面面,在工业生产过程中,也得到普遍的运用。
在我国汽车生产过程,如汽车车身、车架及车圈等零部件都是冲压加工出来的,而且汽车冲压件产品种类日趋丰富、形状日趋复杂,在冲压生产时,经常会发生一些不良质量现象,如何避免问题的产生,本文结合自身工作实际,对此做进一步探索。
1 冲压件质量缺陷1.1 凸凹模间隙引起的冲裁断面质量缺陷影响冲裁断面而引起质量缺陷的主要原因是冲裁间隙。
在冲压件加工过程中,冲裁间隙主要是由材料厚度、材料材质、初冲截材料的供应状态、润滑方式等等因素影响。
由于生产过程中,冲压件设计精度要求、生产条件不同,在实际加工时,无法确定一个统一的间隙值。
冲裁间隙对冲压件冲裁断面的质量、模具使用状况、冲压精度、力能消耗等多个工艺参数有较大的影响,因此,需要我们根据冲压件毛刺大小、冲压断面残余应力大小、模具使用时间的长短,来确定一个最佳间隙值,作为生产的一个指导值,从而保证冲裁断面质量。
1.2 凸凹模质量缺陷引起的冲裁断面质量缺陷在冲裁断面时,若其所用刃口磨损,往往导致冲裁断面周边有二次剪切出现,因为裂纹产生的滞后的原因,有较高且薄的毛刺产生。
再者因为在使用过程中,局部刃口塌边的出现,使局部出现超差间隙,从而冲压件出现高度不均、毛刺根部R增大。
而导到局部刃口塌边出现,往往是因为局部刃口磨损或者是刃口热处理效果不良所到,需要对刃口做修复处理后,再开始生产作业。
当全锥度凹模研磨超差或凹模垂直度降低时,也都会导到冲裁断面出现质量问题,一般表现为斜度变大、出现塌角等。
当凸凹模硬度过高或定心严重超差时,容易出现卷刃和引起凸凹模局部缺口,这些,都直接导致冲裁面凸凹形线条出现。
凹模孔表面精度是否达到设计要求,避免因粗糙面的存在,导致冲压件质量缺陷。
冲压件常见不良现象及造成原因
一.间隙的问题①制件断面光亮带太宽,有齿状毛刺,冲裁间隙太小,减小落料模的凸模或加大冲孔模的凹模并保证合理间隙②制件断面粗糙圆角大,光亮带小,有拉长的毛刺,冲裁间隙太大,更换或返修落料模的凸模或冲孔模的凹模并保证合理间隙③制件断面光亮带不均匀或一边有带斜度的毛刺,冲裁间隙不均匀,返修凸模或凹模并调整到间隙均匀二.冲压毛刺维修①.设计或线割间隙不合理★规范设计和线割间隙②.材质及热处理不当,产生凹模倒锥或刃口不锋利★.合理选材、模具工作部分材料用硬质合金,合理热处理③.冲压磨损或凸模进入凹模太深★.研磨冲头或镶件,调整凸模进入凹模深度④.导向结构不精密或操作不当★.检修模具内导柱导套及冲床导向精度,规范冲床操作三.冲压时跳废料模具间隙较大、冲压速度太高、凸模较短、材质的影响(硬性、脆性),冲压油过粘或油滴太快造成的附着作用,冲压振动产生料屑发散,真空吸附及模芯未充分消磁等均可造成废屑带到模面上①.在冲头上加顶杆来防止跳废料,实用于比较规则的废料②.将冲头头部磨成异形,适用于料比较薄的不锈钢等材料③.设计增大废料的复杂程度④.查检其他影响因素四.啃口②.推件块上的孔不垂直,使小凸模偏位★.返修或更换推件块③.凸模或导柱安装不垂直★.重新装配,保证垂直度④.平行度误差积累★.重新修磨装配五.脱料不正常①.脱料板与凸模配合过紧,脱料板倾斜或其他脱料件装置不当★.修整脱料件,脱料螺钉采用套管及内六角螺钉相结合的形式②.弹簧或橡胶弹力不够★.更换弹簧或橡胶③.凹模落料孔与下模座漏料孔没有对正★.修整漏料孔④.凹模有倒锥★.修整凹模六.工件底部有压痕①.料带或模面有废屑、油污★.清除废屑油污②.模具表面不光滑★.提高模具表面光洁度③.零件表面硬度不够★.表面镀铬、渗碳、渗硼④.材料应变而失稳★.减少润滑,增加压应力,调节弹簧力七.落料后制件呈弧形面凹模有倒锥或顶板与制件接触面小,返修凹模,调整顶板八.工件扭曲①.材料内应力造成★.改变排样或对材料正火处理②.顶出制件时作用力不均匀★.调整模具使顶板正常工作九.工件成形部分尺寸偏差,xx上下模及送料步距精度十.每批零件间的误差,对每批材料进行随机检查并加以区分后再用。
冲压工艺与模具设计思考与练习参考答案(第2版)
《冲压工艺与模具设计(第2版)》思考与练习参考答案思考与练习11.什么是冲压加工?冲压加工常用的设备和工艺装备是什么?答:冲压加工是在室温下利用安装在压力机上的模具对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形,从而获得具有一定形状、尺寸和性能的零件的压力加工方法。
常用的设备一般有机械压力机、液压机、剪切机和弯曲校正机。
冲压模具是冲压加工所用的工艺装备。
2.冲压工艺有何特点?列举几件你所知道的冲压制件,说明用什么冲压工序获得的?答:冲压工艺与其它加工方法相比,有以下特点:①用冷冲压加工方法可以得到形状复杂、用其它加工方法难以加工的工件,如薄板薄壳零件等。
冲压件的尺寸精度是由模具保证的,因此,尺寸稳定,互换性好。
②材料利用率高、工件重量轻、刚性好、强度高、冲压过程耗能少。
因此,工件的成本较低。
③操作简单、劳动强度低、生产率高、易于实现机械化和自动化。
④冲压加工中所用的模具结构一般比较复杂,生产周期较长、成本较高。
冲压加工是一种制件质量较好、生产效率高、成本低,其它加工方法无法替代的加工工艺。
汽车覆盖件、饭盒、不锈钢茶杯等是通过落料拉深工序完成;垫圈是通过落料冲孔工序完成;电脑主机箱外壳是通过落料冲孔、翻边成形等弯曲工序完成。
3.简单叙述曲柄压力机的结构组成及工作原理。
结构组成:工作机构(曲柄滑块机构)、传动系统(带传动和齿轮传动等机构)、操纵系统(离合器、制动器及其控制装置)、能源系统(电动机和飞轮)、支承部件(床身)。
尽管曲柄压力机有各种类型,但其工作原理和基本组成是相同的。
如图1-2所示的开式双柱可倾压力机的工作原理见图1-6所示,其工作原理如下:电动机5的能量和运动通思考与练习参考答案过带传动传给中间传动轴,再由齿轮传动传给曲轴9,连杆10上端套在曲轴上,下端与滑块11铰接,因此,曲轴的旋转运动通过连杆转变为滑块的往复直线运动。
将上模装在滑块上,下模装在工作台垫板1上,压力机便能对置于上、下模间的材料进行冲压,将其制成工件。
冲压件常见质量缺陷及原因分析整改对策
适用!最全的冲压件弊端产生原因及其预防措施一、图片显现常有的弊端有 9 类,分别是:开裂、叠料、波浪、拉毛、变形、毛刺、缺料、尺寸不符、坑、包以及压伤。
二、冲压件弊端原因及预防1.冲压废品1〕原因:原资料质量低质;冲模的安装调整、使用不当;操作者没有把条料正确的沿着定位送料也许没有保证条料按必然的缝隙送料;冲模由于长远使用,发生缝隙变化或自己工作零件及导向零件磨损;冲模由于受冲击振动时间过长紧固零件松动使冲模各安装地址发生相对变化;操作者的马虎,没有按操作规程进行操作。
2〕对策:原资料必定与规定的技术条件相吻合 (严格检查原资料的规格与牌号,在有条件的情况下对尺寸精度和表面质量要求高的工件进行化验检查。
);对于工艺规程中所规定的各个环节应全面的严格的遵守;所使用的压力机和冲模等工装设备,应保证在正常的工作状态下工作;生产过程中建立起严格的检验制度,冲压件首件必然要全面检查,检查合格后才能投入生产,同时加强巡检,当发买卖外时要及时办理; >前沿数控技术微信不错,记得关注。
坚持文明生产制度,如工件和坯件的传达必然要用适合的工位器具,否那么会压伤和擦伤工件表面影响到工件的表面质量;在冲压过程中要保证模具腔内的干净,工作场所要整理的有条理加工后的工件要摆放整齐。
2.冲裁件毛刺1〕原因:冲裁缝隙太大、太小或不均匀;冲模工作局部刃口变钝;凸模和凹模由于长远的受振动冲击而中心线发生变化,轴线不重合,产生单面毛刺。
2〕对策:保证凸凹模的加工精度和装置质量,保证凸模的垂直度和承受侧压力及整个冲模要有足够的刚性;在安装凸模时必然要保证凸凹模的正确缝隙并使凸凹模在模具固定板上安装牢固,上下模的端面要与压力机的工作台面保持相互平行;要求压力机的刚性要好,弹性变形小,道轨的精度以及垫板与滑块的平行度等要求要高;要求压力机要有足够的冲裁力;冲裁件剪裂断面赞同毛刺的高度冲裁板材厚度 >0.3>0.3-0.5>0.5-1.0>1.0-1.5>1.5-2.0新试模毛刺高度≤0.015≤0.02≤0.03≤0.04≤0.05生产时赞同的毛刺高度≤0.05≤0.08≤0.10≤0.13≤0.153.冲裁件产生翘曲变形1〕原因:有缝隙作用力和反作用力不在一条线上产生力矩。
冲裁间隙计算
包括两方面的偏差: 冲裁件相对凸模或凹模尺寸的偏差; 模具本身的制造偏差
2 间隙对尺寸精度的影响
冲裁件相对凸模或凹模尺寸的偏差: 由于冲裁过程中,材料受挤压、拉伸、 弯曲等作用引起的变形,工件脱离模具 时,产生弹性恢复而造成。 影响这一偏差主要是凸、凹模的间隙。
间隙过小,裂纹之间的材料将产生二次剪切, 将产生第二次光亮带,还可能产生夹层。在端 面出现挤长毛刺,但毛刺易去除。且冲压件较 平整,断面垂直、可用。
间隙过大时,材料的拉应力增大,容易产生裂 纹。裂纹向里错开,最终拉断实现材料分离。 因此断面光亮带小,裂纹寸精度的影响
三、合理间隙的确定
冲裁间隙对冲裁件质量、模具寿命、卸料力均有影响。 实际生产中,某一间隙值不可能同时满足以上各方面 的要求,只能取一个合适的值
1 理论确定:
理论计算依据:保证凸、凹模
刃口产生的裂纹能直线会合。
Z=2(t-h0)tgβ =2t(1-h0/t)tgβ
t—料厚(mm) β—最大切应力方向(裂纹线)
为了提高模具寿命,在不影响加工工件 质量的前提下,可适当采用大间隙。
间隙过大:
板材的弯曲拉伸相应增大,使模具刃口端面上 的正压力增大,容易产生崩刃或产生塑性变形 使磨损加剧,降低模具寿命。
对冲裁力和卸料力的影响:
间隙减少,冲裁力增加。 对卸料力的影响:
间隙增大时落料件尺寸 偏差为负,冲孔尺寸偏 差为正,使卸料力、顶 件力和推件力减少。当 间隙继续增大时,制件 毛刺增大,卸料力、顶 件力迅速增大。
与垂线间的夹角
h0—产生裂纹时的凸模压入深度mm
2 查表确定
对于断面质量和尺寸精度要求高的工件,应选 用较小间隙值;
冲压设计-冲裁间隙
冲压设计-冲裁间隙在冲裁过程中,材料受到弯矩的作用,工件产生穹弯,而不平整。
由于冲裁变形的特点,在冲裁断面上具有明显的4个特征区(图2—3),即“a一塌角、b一光亮带、c一断裂带和d一毛刺。
冲裁件的4个特征区在整个断面上所占比例的大小并非一成不变,而是随着材料的力学性能.冲裁问隙、刃口状态等条件的不同而变化的。
冲裁问隙的大小对冲裁件质量、模具寿命、计中的一个重要的工艺参数。
冲裁间隙系指冲裁模的凸模与凹模刃口之间的间隙,单面间隙用c表示.双面间隙隙用z表示(图2—7)。
图2-7 冲裁间隙示意图一、间隙的影响1.对冲裁质量的影响冲裁什的质量主要是指断面质量、尺寸精度和弯曲度。
(1)对断面质量的影响冲裁断面应平直、光洁、圆角小;光亮带应^有一定的比例,毛刺较小,冲裁件表面应尽可能平整,尺寸应在图样规定的公差范围之内。
影响冲裁件质量的因素有:凸、凹模间隙值大小及其分布的均匀性,模具刃口锋利状态,模具结构与制造精度、材料性能等。
其中。
间隙值大小与分布的均匀程度是主要因素。
冲裁时,间隙合适,可使上下裂纹与最大切应力方向重合,此时产生的冲裁断面比较平直、光洁、毛刺较小,制件的断面质量较好(图2—8b)。
间隙过小或过大将导致上、下裂纹不重合。
间隙过小时,上、下裂纹中间部分被第二次剪切,在断面上产生撕裂面,坪形成第二个光亮带(图2—8a),在端面出现挤长毛刺。
间隙过大.板料所受弯曲与拉伸均变大,断面容易撕裂,使光亮带所占比例减小.产生较大塌角,粗糙的断裂带斜度增大,毛刺大而厚,难于除去.使冲裁断面质量下降(图2 8c)。
图2-8间隙对工件断面质量的影响a) 间隙过小b) 间隙合适c) 间隙过大1—断面带2—光亮带3—圆角带(2)对尺寸精度的影响冲裁件的尺寸精度是指冲裁件实际尺寸与基本尺寸的差值,差值越小,精度越高。
该差值包括两方面的偏差,一是冲裁件相对于凸模或凹模尺寸之偏差,二是模具本身的制造偏差。
冲裁件对于凸模或凹模尺寸的偏差。
冲压模具基础习题与解答
第2章冲压变形基础(答案)一、填空1.在室温下,利用安装在压力机上的模具对被冲材料施加一定的压力,使之产生分离和塑性变形,从而获得所需要形状和尺寸的零件(也称制件)的一种加工方法。
2.用于实现冷冲压工艺的一种工艺装备称为冲压模具。
3.冲压工艺分为两大类,一类叫分离工序,一类是变形工序。
4.物体在外力作用下会产生变形,若外力去除以后,物体并不能完全恢复自己的原有形状和尺寸,称为塑性变形.5.变形温度对金属的塑性有重大影响。
就大多数金属而言,其总的趋势是:随着温度的升高,塑性增加,变形抗力降低。
6.以主应力表示点的应力状态称为主应力状态,表示主应力个数及其符号的简图称为主应力图。
可能出现的主应力图共有九种。
7.塑性变形时的体积不变定律用公式来表示为:ε1+ε2+ε3=0。
8.加工硬化是指一般常用的金属材料,随着塑性变形程度的增加,其强度、硬度和变形抗力逐渐增加,而塑性和韧性逐渐降低。
9.在实际冲压时,分离或成形后的冲压件的形状和尺寸与模具工作部分形状和尺寸不尽相同,就是因卸载规律引起的弹性回复(简称回弹)造成的。
10. 材料对各种冲压成形方法的适应能力称为材料的冲压成形性能。
冲压成形性能是一个综合性的概念,它涉及的因素很多,但就其主要内容来看,有两个方面:一是成形极限,二是成形质量。
二、判断(正确的在括号内打√,错误的打×)1.(× )主应变状态一共有9种可能的形式。
2.(×)材料的成形质量好,其成形性能一定好。
3.(√)热处理退火可以消除加工硬化(冷作硬化)。
4.(√)屈强比越小,则金属的成形性能越好。
5.(×)拉深属于分离工序。
三、选择1.主应力状态中, A ,则金属的塑性越好。
A.压应力的成份越多,数值越大 B. 拉应力的成份越多,数值越大。
2.当坯料三向受拉,且σ1>σ2>σ3>0时,在最大拉应力σ1方向上的变形一定是 A ,在最小拉应力σ3方向上的变形一定是 BA.伸长变形 B。
常见冲压质量问题及解决方法
常见冲压质量问题及解决方法摘要:冲压行业是一个涉及领域极其广泛的行业,深入到了制造业的方方面面。
故在近三十年受到大力推广及应用。
在我国汽车生产过程,如汽车车身、车架等零部件都是冲压加工出来的,而且汽车冲压件产品种类日趋丰富、形状日趋复杂,在冲压加工过程中,易产生各种不良质量问题,给公司带来损失。
本文首先对造成冲压产品质量问题的几种原因进行了概述,详细探讨了提高冲压模具零件精加工的注意事项,旨在推动现代冲压模具的广泛运用。
关键词:冲压质量问题;解决方法冲压是现代机械零件精加工的最常用的一种加工方法,采用冲床和模具对不同材料施加压力,使其发生分离或者是形变,最终生产出所需的机械零件。
零件加工是机械生产过程中必要的步骤,在传统的零件加工过程中仅能够实现粗加工,生产后的零件还需要在车床上进行人工的修整,以保证其符合生产规格的要求。
但随着现代机械加工技术的不断进步,也使得零件加工技术不断提升,冲压模具的应用使得精加工成为了可能,降低了人力资源的消耗,提高了机械零件生产的速率。
1 造成冲压产品质量问题的几种原因1.1 模具隙不合理引起的冲裁件质量问题对于冲裁件影响产品质量的重要因素就是冲裁间隙。
冲裁模间隙过大与过小或者间隙不均匀都会引起制件产生毛刺。
而产生不合理的冲裁间隙原因有:(1)模具问题:冲裁模具零件不合格,尺寸精度不达标。
模具装配精度不够,导向间隙大,上下模具同心度差等问题都会导致间隙不合理。
(2)设计问题:模具设计间隙不合理,设计人员缺乏实际经验,给出的间隙值过大或者过小。
(3)冲压设备问题:压力机精度差、滑块与工作台面平行度不好、滑块行程方向与压力机台面垂直度不好等原因都会造成模具间隙问题。
(4)操作者问题:模具安装过程中未能严格遵守操作规程,工作台表面没有清理干净,安装紧固螺栓顺序错误等也会造成间隙问题产生。
在生产过程中,冲压件精度要求、生产的条件不同,在实际加工时,无法确定一个统一的间隙值。
冲压件常见不良现象及造成原因
冲压件常见不良现象及造成原因一.间隙的问题①制件断面光亮带太宽,有齿状毛刺,冲裁间隙太小,减小落料模的凸模或加大冲孔模的凹模并保证合理间隙②制件断面粗糙圆角大,光亮带小,有拉长的毛刺,冲裁间隙太大,更换或返修落料模的凸模或冲孔模的凹模并保证合理间隙③制件断面光亮带不均匀或一边有带斜度的毛刺,冲裁间隙不均匀,返修凸模或凹模并调整到间隙均匀二.冲压毛刺维修①.设计或线割间隙不合理★规范设计和线割间隙②.材质及热处理不当,产生凹模倒锥或刃口不锋利★.合理选材、模具工作部分材料用硬质合金,合理热处理③.冲压磨损或凸模进入凹模太深★.研磨冲头或镶件,调整凸模进入凹模深度④.导向结构不精密或操作不当★.检修模具内导柱导套及冲床导向精度,规范冲床操作三.冲压时跳废料模具间隙较大、冲压速度太高、凸模较短、材质的影响(硬性、脆性),冲压油过粘或油滴太快造成的附着作用,冲压振动产生料屑发散,真空吸附及模芯未充分消磁等均可造成废屑带到模面上①.在冲头上加顶杆来防止跳废料,实用于比较规则的废料②.将冲头头部磨成异形,适用于料比较薄的不锈钢等材料③.设计增大废料的复杂程度④.查检其他影响因素四.啃口①.导柱与导套间隙过大★.返修或更换导柱导套②.推件块上的孔不垂直,使小凸模偏位★.返修或更换推件块③.凸模或导柱安装不垂直★.重新装配,保证垂直度④.平行度误差积累★.重新修磨装配五.脱料不正常①.脱料板与凸模配合过紧,脱料板倾斜或其他脱料件装置不当★.修整脱料件,脱料螺钉采用套管及内六角螺钉相结合的形式②.弹簧或橡胶弹力不够★.更换弹簧或橡胶③.凹模落料孔与下模座漏料孔没有对正★.修整漏料孔④.凹模有倒锥★.修整凹模六.工件底部有压痕①.料带或模面有废屑、油污★.清除废屑油污②.模具表面不光滑★.提高模具表面光洁度③.零件表面硬度不够★.表面镀铬、渗碳、渗硼④.材料应变而失稳★.减少润滑,增加压应力,调节弹簧力七.落料后制件呈弧形面凹模有倒锥或顶板与制件接触面小,返修凹模,调整顶板八.工件扭曲①.材料内应力造成★.改变排样或对材料正火处理②.顶出制件时作用力不均匀★.调整模具使顶板正常工作九.工件成形部分尺寸偏差,修正上下模及送料步距精度十.每批零件间的误差,对每批材料进行随机检查并加以区分后再用2013.12.9郭文禮。
冲裁间隙对冲压件质量影响探讨
冲裁间隙对冲压件质量影响探讨引言冲裁是一种常见的工艺,用于加工金属材料,特别是薄板材料。
在冲裁过程中,冲裁间隙是一个重要的因素,它会直接影响冲裁件的质量。
本文将探讨冲裁间隙对冲压件质量的影响,并提供一些建议来优化冲裁间隙,以提高冲压件的质量。
冲裁间隙的定义和作用冲裁间隙是冲裁模和冲裁板之间的距离。
它的大小直接影响到冲裁后的件的尺寸和形状。
适宜的冲裁间隙能够确保冲裁件的尺寸精确,并防止材料的变形和开裂。
冲裁间隙的影响1. 尺寸偏差冲裁间隙的大小会直接影响冲裁件的尺寸。
如果冲裁间隙过大,冲裁后的件将比设计尺寸要大。
相反,如果冲裁间隙过小,冲裁后的件将比设计尺寸要小。
因此,适宜的冲裁间隙能够确保冲裁件的尺寸与设计尺寸一致。
2. 外表质量冲裁间隙的大小还会影响冲裁件的外表质量。
如果冲裁间隙过大,冲裁后的件外表可能会出现较大的划痕和刺痕。
相反,如果冲裁间隙过小,冲裁后的件外表可能会有明显的毛刺和变形。
因此,恰当的冲裁间隙能够保证冲裁件的外表质量。
3. 材料变形和开裂冲裁间隙的大小还与材料的变形和开裂有关。
如果冲裁间隙过大,冲裁件在冲裁过程中容易出现材料的变形和开裂。
相反,如果冲裁间隙过小,冲裁件可能会遭受过大的应力,导致材料的开裂。
因此,适当的冲裁间隙可以防止材料的变形和开裂。
冲裁间隙的优化建议1. 恰当的冲裁间隙选择根据冲裁材料的性质和厚度选择恰当的冲裁间隙。
一般来说,冲裁间隙的选择要根据冲裁材料的硬度、强度和厚度来决定。
对于不同的材料和厚度,应该使用不同的冲裁间隙。
2. 冲裁间隙的控制在实际冲裁过程中,要严格控制冲裁间隙的大小。
可以使用适宜的工具和设备来测量和调整冲裁间隙。
3. 冲裁模和冲裁板的磨损修复冲裁模和冲裁板在长时间的使用过程中会发生磨损,磨损会使冲裁间隙变大,影响冲压件的质量。
因此,定期进行冲裁模和冲裁板的磨损修复,以确保冲裁间隙的稳定性。
结论冲裁间隙是冲裁过程中一个重要的因素,它会直接影响冲压件的质量。
冲裁间隙对冲裁件质量的影响及其选择方法
冲裁间隙对冲裁件质量的影响及其选择方法冲裁是一种金属加工工艺,常用于冲压、冲剪、冲孔等生产工艺中。
在冲裁过程中,冲裁间隙是一个至关重要的因素,它直接影响着冲裁件的质量。
合适的冲裁间隙可以保证产品的精度和质量,而不恰当的冲裁间隙则会导致产品质量不佳甚至无法使用。
冲裁间隙的选择对于冲裁件的质量至关重要。
本文将从冲裁间隙对冲裁件质量的影响以及冲裁间隙的选择方法两个方面展开讨论。
一、冲裁间隙对冲裁件质量的影响1. 冲裁间隙对尺寸精度的影响冲裁间隙的大小会直接影响到冲裁件的尺寸精度。
如果冲裁间隙过大,会导致冲裁件的尺寸偏大,影响产品的装配和使用;如果冲裁间隙过小,会导致冲裁件的尺寸偏小,甚至会出现毛刺和变形现象,降低产品的使用价值。
2. 冲裁间隙对表面质量的影响合适的冲裁间隙可以保证冲裁件的表面质量,而不适当的冲裁间隙则会导致冲裁件的表面出现划痕、毛刺等表面缺陷,降低产品的外观质量。
3. 冲裁间隙对材料利用率的影响冲裁间隙的大小直接关系到材料的利用率。
如果冲裁间隙设置过大,会导致材料的浪费;而如果冲裁间隙设置过小,则会导致材料利用率低,增加生产成本。
4. 冲裁间隙对冲模寿命的影响冲裁间隙的选择也会对冲模的寿命产生影响。
合适的冲裁间隙可以减小模具的磨损,延长模具的使用寿命;而不合适的冲裁间隙则会加大模具的磨损,降低模具的使用寿命。
二、冲裁间隙的选择方法1. 根据冲裁件的材料和厚度选择冲裁间隙不同的冲裁材料和厚度需要采用不同的冲裁间隙。
一般而言,对于薄板冲裁,应该选择较小的冲裁间隙;而对于厚板冲裁,则需要选择较大的冲裁间隙。
2. 根据冲裁件的形状和要求选择冲裁间隙不同形状的冲裁件可能需要采用不同的冲裁间隙。
对于边缘光滑度要求较高的冲裁件,应该选择较小的冲裁间隙;而对于需要快速冲裁的冲裁件,则可以选择较大的冲裁间隙。
3. 根据冲裁件的使用要求选择冲裁间隙冲裁件的使用要求也会对冲裁间隙的选择产生影响。
对于需要高精度的冲裁件,应该选择较小的冲裁间隙;而对于一般要求的冲裁件,则可以选择较大的冲裁间隙。
试论关于冲压模具冲裁过程间隙问题
试论关于冲压模具冲裁过程间隙问题发表时间:2020-07-09T07:29:03.341Z 来源:《科技新时代》2020年4期作者:刘再华陈巨[导读] 冲裁间隙,属于冲压模具具体制作加工期间一项重要参数,直接关系着制件加工的精度及质量,更会对模具的使用寿命产生直接影响。
鉴于此,本文主要针对围绕着冲压模具在冲裁过程中的间隙问题开展深入的研究和探讨,望能够为相关专家及学者对这一课题的深入研究提供有价值的参考或者依据。
刘再华陈巨祥鑫科技股份有限公司广东东莞 523000[摘要]冲裁间隙,属于冲压模具具体制作加工期间一项重要参数,直接关系着制件加工的精度及质量,更会对模具的使用寿命产生直接影响。
鉴于此,本文主要针对围绕着冲压模具在冲裁过程中的间隙问题开展深入的研究和探讨,望能够为相关专家及学者对这一课题的深入研究提供有价值的参考或者依据。
[关键词]冲压模具;冲裁;间隙问题;前言:冲裁模,主要是借助模具,让板材能够有效分离的一种冲压工序,而把握好冲压模具在冲裁过程中的间隙问题,对于保证模具实际使用寿命和制件质量来说,往往有着一定积极作用。
因而,深入研究冲压模具在冲裁过程中的间隙问题,有着一定的的现实意义和价值。
1、简述冲压模具的冲裁过程冲压模具的冲裁过程,属于一种分离工序,即为工件受力从弹塑性的变形开始,并以断裂为止。
凸模下降后与板料接触,板料受凹凸模压力影响而有弹性变形现象产生,这冲件的塑性变形起点为刃口,伴随切刃持续深入,该变形区域会向着板料深度的方向逐渐延伸,以至于到板料整个的厚度方向有塑性变形为止,板料一部分则相对另外部分处于移动状态[1]。
2、综合分析冲裁过程的间隙问题 2.1 分析冲压件断面区域特征冲裁期间,板料处于垂直方向上的压力拉力、弯矩、摩擦力、横向的挤压力等作用之下,会有如挤压、剪切、拉伸、弯曲等各种复杂的形变产生,这一过程以弹性和塑性变形、剪切性断裂分离为主。
而所产生最终结果则为冲压件所处断面上会有一些区域特征被呈现出来,以毛刺、断裂带、塑剪带、圆角带为主。
冲裁间隙对冲压件质量影响的
控制材料质量
保证材料的表面质量和厚度精度,可以提高冲 压件的质量。
加强生产管理
制定合理的生产工艺流程,加强生产过程中的质量控制,可以提高冲压件的质 量。
05
实际应用与案例分析
实际应用情况
汽车制造行业
冲裁间隙对汽车覆盖件、结构件 等的质量影响显著,合理的间隙 设置可以提高零件的平整度和光 洁度,减少回弹和扭曲。
06
结论与展望
研究结论
冲裁间隙的大小直接影响冲压件的质量,间隙过大或过小都会导致冲压件 质量下降。
通过实验和模拟分析,发现适当的冲裁间隙可以降低冲压件的毛刺和撕裂 现象,提高尺寸精度和表面质量。
冲裁间隙对冲压件的材料消耗和模具寿命也有影响,合理的间隙设置可以 降低材料浪费和模具磨损。
研究展望
01
04
如何通过调整冲裁间隙提高冲 压件质量
优化冲裁间隙的确定方法
理论计算法
根据材料力学、弹塑性力学等理论,结合实际工况,计算出最佳 的冲裁间隙值。
试验法
通过不断调整冲裁间隙,进行冲压试验,观察冲压件的质量变化 ,从而确定最佳的冲裁间隙值。
经验法
根据实际生产经验,结合多种因素,确定适合的冲裁间隙值。
02
优化间隙设置
根据实验结果,优化间隙设置,以提高冲压件的质量和降低生产成本。
03
为实际生产提供指导
通过研究,为实际生产中冲裁间隙的设置提供理论依据和实践指导。
02
冲裁间隙的基本概念
冲裁间隙的定义
冲裁间隙是指冲裁模中凹模与凸模之 间的尺寸差,它决定了材料在冲裁过 程中的分离断面。
冲裁间隙的大小对冲压件的质量、尺 寸精度和模具寿命等方面都有重要影 响。
尺寸精度。
冲裁间隙对冲裁件质量的影响
冲裁间隙对冲裁件质量的影响E ffect of Blanking Clearance on Quality of Blanked Parts陈为国(南昌航空工业学院)摘 要:叙述了冲裁间隙和合理冲裁间隙。
分析了冲裁间隙与冲裁件质量的关系。
讨论了冲裁间隙对冲裁件质量的影响,并提出了解决冲裁件缺陷的措施。
关键词:冲裁 冲裁间隙 冲裁件质量1 冲裁过程及其冲裁间隙111 冲裁加工过程简述冲裁是一个瞬间完成的过程。
但在分析冲裁变形机理时,常将冲裁过程分为三个阶段,即弹性变形阶图1 冲裁件形貌特征段、塑性变形阶段和断裂分离阶段。
冲裁是一个复杂的变形过程,除了剪切变形外,同时还存在压缩、拉伸、弯曲等多种变形和极大的摩擦力。
正是由于这样一种复杂的变形状态,使得冲裁断面有明显的塌角、光亮带、断裂带和毛刺四个部分,同时,在冲件上留有翘曲f 和斜角β等冲裁特征(如图1所示)。
112 冲裁间隙及合理冲裁间隙冲裁变形过程中,塑性变形阶段的材料滑移以及图2 冲裁间隙断裂分离阶段的裂纹扩展变形都是沿着最大剪应力方向进行的,而在断裂分离阶段的最大剪应力方向并不是与冲压方向平行的,而是偏离了一个角度β。
为使凸、凹模处产生的双向裂纹“相迎”分离,则凸、凹模之间必须存在一个间隙c (图2)。
该值与板料厚度t 和产生裂纹时凸模挤入板料的相对深度b/t 有关,其几何关系[1]为c =(t -b )tgβ=t (1-bt)tg β(1)式中 c ———单边间隙t ———材料厚度b ———光亮带宽度,近似等于产生挤入裂纹时凸模挤入的深度b/t ———产生裂纹时凸模挤入材料的相对深度β———最大剪应力方向与冲压方向的夹角。
其值与材料性质有关,一般在4°~6°左右从冲裁变形过程的双向裂纹相迎分离过程可见,冲裁间隙对冲裁变形过程有极大的影响。
冲裁间隙不是随便确定的,存在着一个合理的间隙。
若仅从“双向裂纹扩展相迎分离”的要求来看,冲裁间隙可按式(1)确定。
五金模具冲裁间隙对冲压件质量有什么影响
五金模具冲裁间隙对冲压件质量有什么影响五金模具冲裁间隙对冲压件质量有什么影响间隙对模具寿命的影响由于工件与凸、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,凸模与被冲孔之闻,凹模与落料件之阀均有摩擦,而且闻隙越小,摩擦越严重。
所以过小的间隙对模具寿命极为不利,而较大的间隙可使凸模与凹模的侧面与材料间的摩擦减小,井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。
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:(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。
(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。
间隙对断面质量的影响正常:上下裂纹重合,光亮带大,塌角、毛刺、锥度小,表面平整;过大:上下裂纹不重合,撕裂拉断,断面粗、光亮带小、塌角、刺锥度大;过小:上下裂纹不重合,发生二次剪切,形成第二光亮带,毛刺大;不均:间隙小的一边出现小质量断面特征,间隙大的一边出现大间隙断面质量特征。
间隙对尺寸精度的影响由于弹性变形的存在,冲裁结束后出现弹性恢复,使尺寸与凸凹模刃口尺寸产生尺寸偏差,而弹性变形大小与冲裁间隙有直接的关系。
间隙变化冲孔落料间隙增大金属受向内拉程度增大弹性回复使工件尺寸增大(孔尺寸)金属的拉伸度增大,弹性回复工件尺寸减小(下工件尺寸)。
间隙变小金属受压程度增大,孔尺寸减小金属受内压程度增大,工件尺寸增大。
间隙对冲裁力的影响冲裁间隙对冲裁力的影晌规律是间隙越小,变形区内压应力成分趟大,拉应力成分越小,材料变形抗力增加,冲裁力就越大。
冲裁间隙对冲压件质量影响探讨
冲裁间隙对冲压件质量影响探讨冲裁间隙对冲压件质量阻碍的实验研究吕建强,王玲(1. 淮阴工学院 , 机械工程学院 江苏 淮安 223003)摘要:本文通过一套刚性卸料冲模,以一组十个不同尺寸的冲头,形成不同的冲裁间隙,研究了在自由冲裁状态时,冲裁间隙的取值对冲裁件尺寸精度、冲裁面质量、平面度的阻碍。
关键词:冲裁件;间隙;断面质量中图分类号:TG386.41 文献标识码:A 文章编号:前言冲裁是利用模具使板料分离的冲压工序,在自由冲裁时〔即在没有压板和顶出器的情形下〕,板料冲裁变形区的受力状态如图1所示。
冲裁时板料最大的塑性变形集中在以凸模与凹模刃口连线为中线的纺锤形区域内〔图1-b 〕所示〕,纺锤形内以剪切变形为主。
当凸模与凹模的间隙〔以下称冲裁间隙〕较小时,纺锤形区域的宽度将减小,冲裁变形将更接近剪切。
由于冲裁间隙的存在,使得板料在受到凸、凹模正压力作用的同时还受到弯矩M 的作用。
由于弯矩M 的阻碍,材料的变形及受力情形变的专门复杂,且随冲裁间隙的变化及冲裁过程的进行而发生相应的变化。
a 〕b 〕图1 刃口处的受力情形由冲裁变形过程的分析可知,冲裁过程的变形是专门复杂的,所有这些冲裁间隙值是要紧的阻碍因素。
本文从冲裁间隙值的变化对冲裁件的质量阻碍作一次探讨。
研究条件及试验数据材料为厚2.5mm 的08F 钢板,正装下出料刚性卸料冲模一副,凹模刃口尺寸:mm D d 82.34Φ=,为了得到不同的冲裁间隙,采纳表一所示凸模刃口不同尺寸的一组十个冲头,进行冲裁比较。
表一 凸模刃口参数 组号 凸模参考尺寸(mm)相对间隙〔Z/t ×100%〕保证间隙Z 值177.341Φ=p D2.5%0.052 72.342Φ=p D 5% 0.13 67.343Φ=p D 7.5% 0.154 62.344Φ=p D 10% 0.25 57.345Φ=p D 12.5% 0.256 52.346Φ=p D15% 0.3 7 42.347Φ=p D 20% 0.4 8 32.348Φ=p D25% 0.5 9 22.349Φ=p D 30% 0.6 1012.3410Φ=p D35%0.7我们对每组冲裁出的零件进行了零件尺寸、光亮带宽度、圆角带宽度、内斜角和平面度的测量,数据列于表二。
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冲裁间隙对冲压件质量影响的实验研究吕建强,王玲(1. 淮阴工学院 , 机械工程学院 江苏 淮安 223003)摘要:本文通过一套刚性卸料冲模,以一组十个不同尺寸的冲头,形成不同的冲裁间隙,研究了在自由冲裁状态时,冲裁间隙的取值对冲裁件尺寸精度、冲裁面质量、平面度的影响。
关键词:冲裁件;间隙;断面质量中图分类号:TG386.41 文献标识码:A 文章编号:前言冲裁是利用模具使板料分离的冲压工序,在自由冲裁时(即在没有压板和顶出器的情况下),板料冲裁变形区的受力状态如图1所示。
冲裁时板料最大的塑性变形集中在以凸模与凹模刃口连线为中线的纺锤形区域内(图1-b )所示),纺锤形内以剪切变形为主。
当凸模与凹模的间隙(以下称冲裁间隙)较小时,纺锤形区域的宽度将减小,冲裁变形将更接近剪切。
由于冲裁间隙的存在,使得板料在受到凸、凹模正压力作用的同时还受到弯矩M 的作用。
由于弯矩M 的影响,材料的变形及受力情况变的非常复杂,且随冲裁间隙的变化及冲裁过程的进行而发生相应的变化。
a )b )图1 刃口处的受力情况由冲裁变形过程的分析可知,冲裁过程的变形是很复杂的,所有这些冲裁间隙值是主要的影响因素。
本文从冲裁间隙值的变化对冲裁件的质量影响作一次探讨。
研究条件及试验数据材料为厚2.5mm 的08F 钢板,正装下出料刚性卸料冲模一副,凹模刃口尺寸:mm D d 82.34Φ=,为了得到不同的冲裁间隙,采用表一所示凸模刃口不同尺寸的一组十个冲头,进行冲裁比较。
表一 凸模刃口参数 组号 凸模参考尺寸(mm)相对间隙(Z/t ×100%)保证间隙Z 值1 77.341Φ=p D2.5% 0.05 2 72.342Φ=p D 5% 0.1 3 67.343Φ=p D 7.5% 0.15 4 62.344Φ=p D 10% 0.2 557.345Φ=p D12.5%0.256 52.346Φ=p D 15% 0.37 42.347Φ=p D 20% 0.48 32.348Φ=p D 25% 0.59 22.349Φ=p D 30% 0.6 1012.3410Φ=p D35%0.7我们对每组冲裁出的零件进行了零件尺寸、光亮带宽度、圆角带宽度、内斜角和平面度的测量,数据列于表二。
断面的光亮带、圆角带情况如图2所示,端面的圆角带情况如图3所示。
表二 冲裁件的质量情况 (mm)组号 零件直径(mm ) 光亮带宽度(平均) 塌角 内斜角(°) 平面度h/t(%)断面形态 1 34.8261 — 10.3% — 均匀双光亮带 2 34.8127 53.0% 13.1% 3.757连续岛形双光亮带 3 34.8240 50.4% 13.7% 3.782 连续岛形双光亮带 4 34.8126 44.4% 14.5% 4.568 断续岛形双光亮带 5 34.8174 40.0% 15.9% 5.494 点状岛形双光亮带 6 34.8018 37.0% 16.4% 6.252 点状岛形双光亮带7 34.8097 35.5% 17.7% 7.132 单光亮带 8 34.8091 34.6% 20.1% 9.462 单光亮带 9 34.8071 32.0% 20.9% 10.22 单光亮带 1034.778131.4%25.5%13.42单光亮带图2 光亮带、断面圆角带图3 端面圆角冲裁间隙对冲裁件尺寸精度的影响尺寸精度是指制件的实际尺寸与图样上标注的基本尺寸的差值δ所能达到的公差等级。
冲裁件的外形尺寸精度主要受凸、凹模刃口尺寸制造精度和冲裁间隙的影响。
若忽略材料的弹塑性共存规律的影响,则理论上落料件的尺寸与凹模孔尺寸一致,但是,由于材料塑性变形时具有弹塑性共存规律,冲裁结束后制件从模具中脱离出来,原来在冲裁时所承受的力及产生的变形将发生一定程度的弹性回复,这使得冲裁件与凹模的刃口尺寸及形状产生了偏差。
图4所示,当冲裁间隙(Z/t 值)较小时,凸、凹模刃口周围的材料,所受弯矩较小,此时拉应力较小,挤压应力较大,凸、凹模刃口周围材料的径向呈弹性压缩变形,落料后因板料的弹性恢复使落料件尺寸将大于凹模孔尺寸,产生正偏差。
随冲裁间隙(Z/t 值)的增大,弯矩逐渐变大,拉应力增大,凸、凹模刃口周围材料的径向呈弹性拉伸变形,落料后因板料的弹性恢复使冲裁件向实体方向收缩,则产生负偏差。
由图4变化趋势分析,理论上当冲裁间隙值为一特定值时,偏差可能为零(但这在实际中是不可能的)。
冲裁间隙 Z/t(%)零件尺寸 D (m m)图4 零件尺寸精度冲裁间隙对冲裁件光亮带、圆角带的影响由变形区应力特征点的分析可知,凹模侧壁靠近刃口处的静水压力最低,材料呈现的塑性较差。
当凸模切入板料一定深度时,由于加工硬化和组织缺陷的增多,促使材料塑性进一步降低。
随着材料内部的应力达到强度极限,裂纹首先在凹模侧壁刃口处出现。
图5-a)所示,当凸模与凹模的间隙正常时,裂纹的发展可能有两种方式:一是如A 曲线所示,凹模侧壁产生的裂纹在向凸模刃口方向发展的过程中,因为进入压应力区比较困难,此时在凸模刃口侧壁也将产生裂纹,上、下裂纹对向发展,贯通后便使冲裁件断裂分离开来,形成粗糙的断裂面(又称为断裂带);第二种如B 曲线所示,凹模刃口侧壁产生的裂纹选择静水压力较低的路径发展,且直接到达凸模刃口侧壁而贯通。
一般第一种情况比较多见。
a) b) c) d)图5 冲裁间隙对冲裁件断面质量的影响当冲裁间隙值较小时,由于弯曲作用的减小,冲裁变形区的静水压力明显增大。
从凹模刃口侧壁产生的裂纹在向凸模刃口方向发展的过程中将进入强压应力区,使裂纹无法继续扩展而隐没在材料内部,成为潜伏裂纹。
当凸模继续下压时,将发生二次剪切现象,冲裁结束时将形成明显的第二光亮带。
在第一与第二光亮带之间有区域较小的断裂带,圆角的高度也很小(如图画5-b)所示)。
图5-c)所示,随冲裁间隙增大时,因为静水压力作用有所减弱,下裂纹可能向材料深处发展,形成较深的潜伏裂纹。
由图2、图6可见随冲裁间隙增大(Z/t约为5%—15%),第一光亮带逐渐减小,同时第二光亮带呈块状分布,并形成逐渐强度较小的尖舌状的断面,称为舌片(或舌翘)。
在冲裁中一些舌片的脱落,而粘附在凸、凹模刃口,加大了凸、凹模间的磨料磨损,加剧了凸、凹模的磨损。
目前多数观念认为,大间隙可以提高模具使用寿命,这也是采用大间隙以离开产生岛形光亮带的刃口间隙区,减小磨料磨损的影响。
当冲裁间隙过大时,由于弯矩的增大,凹模刃口侧壁处的材料所受的拉应力将明显增大,材料的塑性变得较差。
如图5-d)所示,在凸模切入板料深度不大时,凹模刃口侧壁处的裂纹提前产生,这时凸模刃口侧壁往往不产生裂纹。
凹模刃口侧壁处的裂纹一般发展不大就停止了,当凸模下压达到一定程度时,裂纹至凸模刃口侧壁处的材料才逐渐缩颈直至断裂。
所得的冲裁件的圆角高度、断裂带高度及斜角β明显增大,光亮带宽度大大减小(如图6所示)。
5101520253035h/t(%)1020304050冲裁间隙Z/t(%)光亮带圆角带图6 圆角带、光亮带与冲裁间隙的变化关系冲裁间隙对冲裁件平面度的影响图1-a)所示,由于凸、凹模之间存在间隙,板料在受到凸、凹模正压力作用的同时还受到冲裁力与间隙形成的弯矩M的作用。
弯矩M使板料产生了弯曲变形,造成凹模口外的板料上翘,凸模端面下的板料下凹,影响冲裁件的平面度。
图7为凸模与零件接触变形情况,由图可见凸模仅在刃口处很小的一般范围内与零件有接触痕迹,这也验证了图1-a)所述冲裁时凸、凹模与板料仅在刃口附近的狭小区域内保持接触。
因此凸、凹模作用于上、下板面的正压力的分布是不均匀的,越靠近刃口压力越大,这也是凸、凹模的磨损主要集中于刃口处及崩刃产生的主要原因。
图7 凸模与零件接触痕迹由于板料的弯曲变形,对凸、凹模刃口的侧壁产生了挤压作用,同时刃口侧壁也对材料产生了反挤压。
反挤压形成了弯矩M´,其方向与弯矩M相反,阻止了板料的进一步弯曲变形。
因此自由冲裁时冲压制件虽有一定的不平整度,但程度有限。
冲裁间隙过大时,对制件的平整度也有较大的影响。
这是由于间隙越大,弯曲作用就越大,从而引起的板料翘曲变形就越严重。
如图8所示,当冲裁间隙不超过20%时,制件平整度基本能满足一般性的使用要求。
冲裁间隙Z/t(%)图8 零件平面度结束语冲模间隙较小时,落料件的尺寸接近于凹模,甚至大于凹模尺寸,且零件光亮带尺寸大、零件也较平整,零件精度高,但此时零件和模口的接触面积和接触应力增加,将使凸、凹模的磨损急剧增加,影响模具的使用寿命。
一般在满足零件质量要求的前提下应尽量取较大的冲裁间隙,以提高模具的使用寿命。
当零件的质量要求较高时,可设置压料装置,以减小刃口处的弯矩,减小零件的不平度,增加光亮带宽度,确需取较小冲裁间隙时,凸、凹模应选用特殊的模具材料,同时要提高凸、凹模刃口处的硬度和降低粗糙度。
在剪切变形时,由于凸、凹模与材料接触面的相对运动而产生了摩擦力,刃口侧壁的摩擦力对板料断裂分离过程的影响要比端面的摩擦力大得多,但其影响机制尚需进一步研究。
另外,摩擦力对凸、凹模刃口造成的磨损是影响模具寿命的重要因素之一。
由冲裁件的断裂特点,冲裁中凸模不必进入凹模,这样不仅可以防止发生啃刃现象,同时可以减少凸模刃口侧面的磨损,提高凸模修磨的质量。