冲压模具间隙对模具寿命的影响
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３ ＤＥＦＯＲＭ ｕ８ｅｒ ｍａｎｕａｌ．１９８５ ４ ＡＳＭ Ｈａｎｄｂｏｏｋ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ ＡＳＭ ｍｅｔａｌｓ ｈａｎｄｂｏｏｋ［Ｍ］，ｒｏｌｌ４ Ｐ１０１６ ＡＳＭ
ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ．１９９３ ５ Ｂｒｏｋｋｅｎ．ＩＸｒｋ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｏｆ ｄｕｃｔｉｌｅ ｆｒａｃｔｕｒｅ ｉｎ ｂｌａｎｋｉｎｇ［Ｍ］．
６结论
间隙是冲裁模具设计、制造过程中一个很重要的因素，长久 以来，我国工程技术人员沿用原来苏联的技术标准体系，模具制
造间隙整体偏小，模具寿命难以达到理想状态。本文根据工厂常 用的模具钢材Ｄ：进行了间隙、变形、寿命相关的分析。根据分析 结果可以得出：
（１）间隙随着从零逐渐变大到一定范围，凸模的冲裁力逐渐
Ｔｅｃｈｎｉｓｃｈｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｅｉｔ Ｅｉｎｄｂｏｖｅｒｌ．Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｅｉｔｓｄｌｕｋｋｅｒｉｊ ＴＵ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ， Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ，Ｔｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ，１９９９ ６ Ｖｉｇｇｏ Ｔｖｅｒｇａａｒｄ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｕｎｄｅｄｏａｄｓｏｒ ｏｖｅｒｌｏａｄｓ ｉｎ ｆａｔｉｇｕｅ ｃｒａｃｋ ｇｒｏｗｔｈ ｂｙ ｃｒａｃｋ－－ｔｉｐｂｌｕｎｔｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＦｒａｃｔｕｒｅ Ｍｅｅｈａｎｉｃｓ［Ｊ］，２００６，７３：８６９～８７９
为Ｏ．１ｍｍ，凸模外径Ｄ凸为９．８ｍｍ。为防止刚度矩阵的奇异，凸凹 模圆角分别取０．０５、０．０８ｒａｍ。板料为不锈钢ＡＩＳＩ ３０４，厚度ｌｍｍ， 杨氏模量Ｅ为２．ＩＥ５ ＭＰａ，屈服极限以为３６５ＭＰａ，泊松比７为 ０．２９，为统一计算比较，所有速度按ｌｍｍ／ｓ（主要便于观察各个细 分的计算步，同时防止过大的速度导致板料工具相互嵌入过大， 网格重新划分的工作量过大１１１）。金属剪切摩擦按ｏ．０８计。
蓦露 ＹＩ，ｍ，４ｆ～，Ｉｍ¨Ⅷ…
ⅢＩ＂Ｒｉ＃目 ｍｕ目２所ｉ为冲拽帅“戳月模膳幽Ⅲ为对称横喇的ｔ般． 板料中Ｍ”弥约求。扳料Ｈ赫划分往Ｗｎ扯加啊，为Ｔ碱小嗣格 数据自碱轻１１算衄．在ＤＦＯＦＩＭ２ＰＴＭ中日“先将模其零件陆怍 刚性体¨箅扳料的变形．为Ｔ｛ｇ到模县零件鲫受力状卷再将《
辩｛形过秤数《…＾Ｄｉｅ自㈣＊Ａｎａｌｙｓｉｓ梗Ｒ—ｌ一映自倒幔＃嶙什
（２）间隙变大在一定范围内会使模具磨损寿命提高（本文算 例为小于１２％料厚），超出该范围后寿命会显著降低，然后间隙
再变大时（算例大于１５％料厚），寿命变化不是特别明显；相应的 刃磨量趋势与寿命变化趋势基本一致。模具的总寿命是在若干 次的刃磨后总体表达出来的。只给出了每次刃磨模具能够使用的 寿命。
（３）对于高速冲裁，其真实环境的模拟更为重要，对于小间隙
万方数据
图８模具磨损分布图
根据图８的算例结果，假设模具的公差要求为（ｍ０２）ｍｍ，
就可以算出该凸模的磨损使用寿命，图示最大单次冲裁磨损量是
６．２５ｘ１０－‰，可冲裁次数为０．０２／（６．２５ｘｌＯ。６），即该凸模的使用寿
命约为３２００次冲裁。为了使凸模能够得到最初的形状需要刃磨，
最小刃磨量可根据最大磨损量的位置和区域大小测量出来。（本
【摘 要】利用一轴对称冲裁模形，研究了冲裁变形过程和的各个阶段，间隙变化对冲裁力的影响规 律，以及在不同的间隙条件下，凸模的预期磨损使用寿命的计算方法。
关键词：模具；冲压；影响 【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｂａｓｅｄ ｏｎ ａ ｓｙｍｍｅｔｒｙ ｂｌａｎｋｉｎｇ ｍｏｄｅｌ，ｉｔ ｉｎｔｅｒｐｒｅｔｓ ｔｈｅ ｂｌａｎｋｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｉｔｓ ｄｅｆｏｒｍａ－ ｔｉｏｎ．Ｄｉｓｃｕｓｓｉｎｇ ｖａｌ＇ｉｏｌｌ２ ｃｌｅａｒａｎｃｅ ｌｅａｄｓ ｔｏ ｔｈｅ ｔｒｅｎｄ ｏｆｐｕｎｃｈｆｏｒｃｅ．ｍ ｌａｓｔ ｂｙ ｔｈｅ ｍｅＱｌｌ，￥ｏｆｔｏｏｌ ｗｅａｌ＂ｃ口２０配一 ｌａｔｅｓ ｔｈｅ ｌｉｆｅ ｏｆｐｕｎｃｈｆｏｒ ｎｏｒｍｏｌ ｕｓｅ ｂｅｆｏｒｅ ｓｈａｒｐｅｎｉｎｇ ｔｏ ｒｅｓｔｏｒｅ ｉｔｓ ｏｎｇｉｎｃａ ｓｈａｐｅ．
模具在冲裁次数达到２０００次／分时，冲头有时温度可达到３００。Ｃ 以上，此时磨损寿命会比常温更低。同时在高速冲裁的条件下，凸 模与板料刚接触的动态响应产生极大的瞬间冲压力，会造成模具 的疲劳破坏，有时比模具磨损寿命更低，所以高速冲裁这个因素 不能忽略。关于这方面的内容留待后续研究，本文不涉及。 参考文献 １方刚，曾攀．金属板料冲裁过程的有限元模拟金属学报．２００１，１３７（６） ２贾建军，彭颖红等．精冲过程的韧性断裂上海交通大学学报，１９９９，３３（２）
４结束语
本文对搅拌叶片模型的制作的工艺化实现进行了研究，提供
图ｌＯ搅拌系统现场实物Ｉ垒ｌ
Ｆｉ昏ｌＯ Ｍｉｘｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｆｉｅｌｄ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｆｉｇｕｒｅ
参考文献 ｌ邢普．仪垂杰笔非等角对数螺旋线搅拌叶片的设计研究．工程机械，２００６
（４）：２９＂－３２
２郧建国，王锦红．基于ＶＭＴ的叶片模具曲面加工技术研究．机床与液压， ２００３（２）：３５－３６
第９期
机械设计与制造
２０１０年９月
Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｄｅｓｉｇｎ＆Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ
２２９
文章编号：１００１—３９９７（２０１０）０９－０２２９—０３
冲压模具间隙对模具寿命的影响 索
江秉华成虹彭志平 （成都电子机械高等专科学校，成都６１００３１）
Ｓｔａｍｐｉｎｇ ｄｉｅ Ｉｉｆｅ ｏｆ ｄｉｅ ｇａｐｏｎ ＪＩＡＮＧ Ｂｉｎｇ－ｈＨａ，ＣＨＥＮＧ Ｈｏｎｇ，ＰＥＮＧ Ｚｈｉ－ｐｉｎｇ （Ｃｈｅｎｇｄｕ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００３１，Ｃｈｉｎａ）
不如间隙影响大，间隙因素为越来越多的技术人员所重视。目前 参考文献关于间隙对模具寿命的影响大多是定性分析，能够定量 分析并给出工程技术人员以直接指导的并不多见。
２模型建立 ，wk.baidu.com如图１所示，一轴对称冲裁模型，为了防止板料在冲压过程
中发生翘曲影响冲件平整度，一般需要配置压料板。算例凸凹模 选材均为ＡＩＳＩ—Ｄ２ ＣＯＬＤ，凹模内孔直径Ｄ凹为ｌＯｍｍ，单边间隙
例为０．２２）。根据这种方法，将不同的间隙条件下求得的最大磨损
量、磨损区域大小、距离凸模底部的距离等参数，如表ｌ所示。
表１不同间隙条件下的磨损情况（料厚１ｍｍ）
间隙大小㈣０．０２ Ｏ．０５ ０．０８ ０．１０ Ｏ．１２ ０．１５ ０．１８ Ｏ．２０
最大磨损量ｌＯ。６ｍｍ ６．２５ ３．２５ ２．５ ２．１３ １．２５ ３．７５ ３．２５ ２．５
距底部位置ｔｏｎｉ ０．１４５ ０．１５ ０．２６６ ０．２８ ０．２７６ Ｏ．１８８ ０．１８ ０．１９８
磨损Ⅸ域ｉｎｎｌ
０．０６ ０．０８ ０．０６８ ０．２８４ ０．３６６ ０．１５ ０．１４８ ０．１３
根据表上的数据町以得出：随着间隙增大，最大磨损量是逐
渐减小的，但在间隙超出一定范围之后（本例是０．１２）磨损量又会
有０．０２ｒａｍ时得出的间隙与寿命的关系。从图中可以看出，随着 间隙变大，模具的寿命相应提高，在（ｏ．１－０．１２）ｒａｍ（料厚ｌｍｍ）寿 命较高，（０．１２－Ｏ．１５）ｍｍ的间隙寿命急剧下降，然后间隙再增大 寿命逐渐提高，但变化比较平缓。与图９相对应的刃磨量在图１０ 上反映出来，其基本走势与磨损寿命关系图的走势比较一致。亦 即寿命长的凸模为了得到原始形状，相应的刃磨长度也会变大。 比较特殊的情况是在（０．１５－－Ｏ．２０）ｍｍ间隙时。随着间隙变大，寿 命增加，但所需刃磨长度并没有明显增加。文章不涉及疲劳裂纹 出现的刃磨，如果出现疲劳裂纹，为了能够得到合理的冲裁凸模 形状，需要及时刃模，以消除裂纹急剧扩展导致凸模报废阿。
ｆ：Ⅱ算．此时横且零仆艘＆作ｊｍ性体进行汁竹“
＋０ｑ一 一ＩＩｌｌ．ｉ，ｉｌｌ —ｌｌＩｌｌｌＩｊ
月２ Ｈ－＃目ｍｉ＊目
３板料冲裁的过程分析
Ⅻ目３Ｍｍ．为∥ｉＭ横间隙为ｏＩ时冲裁变ｍ的择个阶段． （ａＩ足弹性变形阶段，ｆｈ）足甥性变形阶段．ｈ）是Ｈ模¨附近的裂 纹生成扩＆阶殷．（ｒ】足ｊ．Ｆ裂纹重台目制什目翘升自。
合理的寿命估算，模具的成本在这个生产过程中就显得特别高。 影响模具寿命的因素有很多，模具材料、模具润滑形式、板材
性能、零件表面粗糙度、模具材料热处理工艺、模具几何形状、冲 裁间隙都是不可忽略的因素，但实际生产中，板材因产品限定无 法更改的，而模具一旦加工出来，就只有润滑形式、模具装配间隙 是可调的。相对于成型类模具，润滑形式对冲裁类模具寿命影响
变大，然后逐渐减小。磨损区域较集中，中心部位多集中在距底部
（０．１５－－０．２５）ｍｍ的范围。
ｌ
矧
蕤
０
５
ｌＯ
１５
２０
间隙料厚百分比
图９间隙与凸模磨损寿命关系图
０４５ ０．４０
ｌ ０３０３；
霉０㈣．２５
ｏ．１５
ＱｌＯ
０
５
１０
１５
２０
间粥ｌ辞厚百分比
图ｌＯ间隙与凸模刃磨关系图
如图９所示，是根据表２的结果，假设凸模的最大磨损量只
两一翮 司一一
“…”‘：黑。。。箍ｉ；鬻““…“
如Ｊ目４所ｍ，足拄０｝问隙条件Ｔ，Ｉ［ＴＩ雠所需的冲敖山‘ｉＩ“ｌ 模形《柏关系，ｍＴ，～撵∞丝驰速度麒＊为Ｉｍｎｌ，ｓ目此＃㈣’ｊ
万方数据
豚ｉ熬受ｉ｝ｊ｛
Ｉ■塑墅ｌ
瓯
Ｎｏ．９
Ｓｅｐ．２０１０
机械设计与制造
２３ｌ
５模具磨损寿命分析
在模具的使用过程中，板料与模具之间有较大的摩擦，凸模底 部、侧壁；凹模顶部、侧壁都有较大的磨损。本文凸、凹模的材料均选 用从，并且凸模热处理硬度预设ＨＲＣ５６，凹模热处理硬度设为 ＨＲＣ６０，板料为不锈钢３０４，硬度ＨＲＣｌ６。磨损模型选用Ａｒｃａｒｄ，以 ＡＬＥ（Ａｒｂｉｔｒａｒｙ【丑ｇｒａｎｇｅＥｕｌｅｒ）算法％如图８所示，是料厚为ｌｍｍ， 凸模圆角ＯＤ５ｍｍ，凹模圆角０．０８ｒａｍ，凸凹模间隙为０．０２ｒａｍ的条 件下，冲裁断裂后凸、凹模的整个磨损分布。分析得出模具底部相对 于圆弧侧壁磨损的区域要小，凹模相对凸模来讲磨损区域和磨损程 度要小。因此，本文重点研究凸模的圆弧、例铲部分的哓坝
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｄｉｅ；Ｓｔａｍｐｉｎｇ；Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ
中图分类号：ＴＨｌ６文献标识码：Ａ
１引言
当前由于产品变化更新较快，同时，大部分技术人员为了保 证模具的寿命对模具的选材尽量沿着高端走，模具寿命的问题在 冲压类模具企业没有显得特别突出，因而模具寿命在许多冲压类 模具企业并没有受到太大的重视。对于产品批量要求大、模具寿 命要求长时，大多生产商为了保证其正常生产节奏，要么采用快 换凸模的模具结构形式，要么干脆备用—套模具。由于对模具没有
变小。由于在小间隙状态下一般采用精冲工艺，压板一般采用齿 圈压板，本文为对比试验所有压板均用平面压板。而且均以压板 接触材料为初始边界条件，压板不再施加外力，便于在同一条件 下比较。事实上，压板上所使用的压料力对板料的冲裁是有影响 的，如本文的例子在间隙达到０．３ｍｍ以上时，凸模所需的冲裁力 会变大，而不再继续变小，由于间隙较大，变形的初期更像是拉延 变形的过程，若压料力不够大，部分材料会沿着凹模口流入凹模， 使得塑性变形的区域变得较大，整体显示出凸模的冲裁力加大。 但在实际模具制造过程中，如此大的间隙已没有实际工程价值。
★来稿１３期：２００９—１１－１０★基金项目：四川省教育厅资助项目（０６ｅ０３４）
了一种快速叶片模具制造方法，为缩短搅拌叶片的试制周期提供 了方便。
图９焊援中的前锥
Ｆｉｇ．９ Ｔｈｅ ｆｏｒｍｅｒ ｗｅｌｄｉｎｇ ＣＯｌｌｅ
为了使多个不同螺旋线规律的搅拌叶片做实验对比，我们将
搅拌筒和动力装置用法兰盘连接，便于快速拆换。具体装配图，如 图１０所示。
万方数据
２３０
汪隶毕等：冲压槿具问隙甘模具寿命的影响
第９期
树料的￡附、＆…｝ｂ鞍￥．＾ｌ啦吐ｎ水庙ｒ仍址《＂ｔ曲Ⅶ＆Ｈｐ
≈悒蔽Ｈ－准则Ⅻ…Ｍｌ·帅Ｊ ｔ＆ｋⅢｋⅧｌｎ＆ｈｌｔｈｍⅥ“ｌ…“ｋ
ｎｅｅ＆ＩｎＬｙ瞢等奉史昕｛Ｉ掉倒造甩ｍ ｋｎ·ｎ＆‰ｈｍ准删
，、｛《冲ＪｌｔＪ＂ｔＭ置系嘲址鲰的Ｈ ｒ·ｆ“肴ｊｆｊ．妊太巾龇力是 ｎ凸摸进＾扳辩为ｎ２５５ｍｍ的时性，此时受ｎ为２７７００十：
ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ．１９９３ ５ Ｂｒｏｋｋｅｎ．ＩＸｒｋ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｏｆ ｄｕｃｔｉｌｅ ｆｒａｃｔｕｒｅ ｉｎ ｂｌａｎｋｉｎｇ［Ｍ］．
６结论
间隙是冲裁模具设计、制造过程中一个很重要的因素，长久 以来，我国工程技术人员沿用原来苏联的技术标准体系，模具制
造间隙整体偏小，模具寿命难以达到理想状态。本文根据工厂常 用的模具钢材Ｄ：进行了间隙、变形、寿命相关的分析。根据分析 结果可以得出：
（１）间隙随着从零逐渐变大到一定范围，凸模的冲裁力逐渐
Ｔｅｃｈｎｉｓｃｈｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｅｉｔ Ｅｉｎｄｂｏｖｅｒｌ．Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｅｉｔｓｄｌｕｋｋｅｒｉｊ ＴＵ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ， Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ，Ｔｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ，１９９９ ６ Ｖｉｇｇｏ Ｔｖｅｒｇａａｒｄ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｕｎｄｅｄｏａｄｓｏｒ ｏｖｅｒｌｏａｄｓ ｉｎ ｆａｔｉｇｕｅ ｃｒａｃｋ ｇｒｏｗｔｈ ｂｙ ｃｒａｃｋ－－ｔｉｐｂｌｕｎｔｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＦｒａｃｔｕｒｅ Ｍｅｅｈａｎｉｃｓ［Ｊ］，２００６，７３：８６９～８７９
为Ｏ．１ｍｍ，凸模外径Ｄ凸为９．８ｍｍ。为防止刚度矩阵的奇异，凸凹 模圆角分别取０．０５、０．０８ｒａｍ。板料为不锈钢ＡＩＳＩ ３０４，厚度ｌｍｍ， 杨氏模量Ｅ为２．ＩＥ５ ＭＰａ，屈服极限以为３６５ＭＰａ，泊松比７为 ０．２９，为统一计算比较，所有速度按ｌｍｍ／ｓ（主要便于观察各个细 分的计算步，同时防止过大的速度导致板料工具相互嵌入过大， 网格重新划分的工作量过大１１１）。金属剪切摩擦按ｏ．０８计。
蓦露 ＹＩ，ｍ，４ｆ～，Ｉｍ¨Ⅷ…
ⅢＩ＂Ｒｉ＃目 ｍｕ目２所ｉ为冲拽帅“戳月模膳幽Ⅲ为对称横喇的ｔ般． 板料中Ｍ”弥约求。扳料Ｈ赫划分往Ｗｎ扯加啊，为Ｔ碱小嗣格 数据自碱轻１１算衄．在ＤＦＯＦＩＭ２ＰＴＭ中日“先将模其零件陆怍 刚性体¨箅扳料的变形．为Ｔ｛ｇ到模县零件鲫受力状卷再将《
辩｛形过秤数《…＾Ｄｉｅ自㈣＊Ａｎａｌｙｓｉｓ梗Ｒ—ｌ一映自倒幔＃嶙什
（２）间隙变大在一定范围内会使模具磨损寿命提高（本文算 例为小于１２％料厚），超出该范围后寿命会显著降低，然后间隙
再变大时（算例大于１５％料厚），寿命变化不是特别明显；相应的 刃磨量趋势与寿命变化趋势基本一致。模具的总寿命是在若干 次的刃磨后总体表达出来的。只给出了每次刃磨模具能够使用的 寿命。
（３）对于高速冲裁，其真实环境的模拟更为重要，对于小间隙
万方数据
图８模具磨损分布图
根据图８的算例结果，假设模具的公差要求为（ｍ０２）ｍｍ，
就可以算出该凸模的磨损使用寿命，图示最大单次冲裁磨损量是
６．２５ｘ１０－‰，可冲裁次数为０．０２／（６．２５ｘｌＯ。６），即该凸模的使用寿
命约为３２００次冲裁。为了使凸模能够得到最初的形状需要刃磨，
最小刃磨量可根据最大磨损量的位置和区域大小测量出来。（本
【摘 要】利用一轴对称冲裁模形，研究了冲裁变形过程和的各个阶段，间隙变化对冲裁力的影响规 律，以及在不同的间隙条件下，凸模的预期磨损使用寿命的计算方法。
关键词：模具；冲压；影响 【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｂａｓｅｄ ｏｎ ａ ｓｙｍｍｅｔｒｙ ｂｌａｎｋｉｎｇ ｍｏｄｅｌ，ｉｔ ｉｎｔｅｒｐｒｅｔｓ ｔｈｅ ｂｌａｎｋｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｉｔｓ ｄｅｆｏｒｍａ－ ｔｉｏｎ．Ｄｉｓｃｕｓｓｉｎｇ ｖａｌ＇ｉｏｌｌ２ ｃｌｅａｒａｎｃｅ ｌｅａｄｓ ｔｏ ｔｈｅ ｔｒｅｎｄ ｏｆｐｕｎｃｈｆｏｒｃｅ．ｍ ｌａｓｔ ｂｙ ｔｈｅ ｍｅＱｌｌ，￥ｏｆｔｏｏｌ ｗｅａｌ＂ｃ口２０配一 ｌａｔｅｓ ｔｈｅ ｌｉｆｅ ｏｆｐｕｎｃｈｆｏｒ ｎｏｒｍｏｌ ｕｓｅ ｂｅｆｏｒｅ ｓｈａｒｐｅｎｉｎｇ ｔｏ ｒｅｓｔｏｒｅ ｉｔｓ ｏｎｇｉｎｃａ ｓｈａｐｅ．
模具在冲裁次数达到２０００次／分时，冲头有时温度可达到３００。Ｃ 以上，此时磨损寿命会比常温更低。同时在高速冲裁的条件下，凸 模与板料刚接触的动态响应产生极大的瞬间冲压力，会造成模具 的疲劳破坏，有时比模具磨损寿命更低，所以高速冲裁这个因素 不能忽略。关于这方面的内容留待后续研究，本文不涉及。 参考文献 １方刚，曾攀．金属板料冲裁过程的有限元模拟金属学报．２００１，１３７（６） ２贾建军，彭颖红等．精冲过程的韧性断裂上海交通大学学报，１９９９，３３（２）
４结束语
本文对搅拌叶片模型的制作的工艺化实现进行了研究，提供
图ｌＯ搅拌系统现场实物Ｉ垒ｌ
Ｆｉ昏ｌＯ Ｍｉｘｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｆｉｅｌｄ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｆｉｇｕｒｅ
参考文献 ｌ邢普．仪垂杰笔非等角对数螺旋线搅拌叶片的设计研究．工程机械，２００６
（４）：２９＂－３２
２郧建国，王锦红．基于ＶＭＴ的叶片模具曲面加工技术研究．机床与液压， ２００３（２）：３５－３６
第９期
机械设计与制造
２０１０年９月
Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｄｅｓｉｇｎ＆Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ
２２９
文章编号：１００１—３９９７（２０１０）０９－０２２９—０３
冲压模具间隙对模具寿命的影响 索
江秉华成虹彭志平 （成都电子机械高等专科学校，成都６１００３１）
Ｓｔａｍｐｉｎｇ ｄｉｅ Ｉｉｆｅ ｏｆ ｄｉｅ ｇａｐｏｎ ＪＩＡＮＧ Ｂｉｎｇ－ｈＨａ，ＣＨＥＮＧ Ｈｏｎｇ，ＰＥＮＧ Ｚｈｉ－ｐｉｎｇ （Ｃｈｅｎｇｄｕ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００３１，Ｃｈｉｎａ）
不如间隙影响大，间隙因素为越来越多的技术人员所重视。目前 参考文献关于间隙对模具寿命的影响大多是定性分析，能够定量 分析并给出工程技术人员以直接指导的并不多见。
２模型建立 ，wk.baidu.com如图１所示，一轴对称冲裁模型，为了防止板料在冲压过程
中发生翘曲影响冲件平整度，一般需要配置压料板。算例凸凹模 选材均为ＡＩＳＩ—Ｄ２ ＣＯＬＤ，凹模内孔直径Ｄ凹为ｌＯｍｍ，单边间隙
例为０．２２）。根据这种方法，将不同的间隙条件下求得的最大磨损
量、磨损区域大小、距离凸模底部的距离等参数，如表ｌ所示。
表１不同间隙条件下的磨损情况（料厚１ｍｍ）
间隙大小㈣０．０２ Ｏ．０５ ０．０８ ０．１０ Ｏ．１２ ０．１５ ０．１８ Ｏ．２０
最大磨损量ｌＯ。６ｍｍ ６．２５ ３．２５ ２．５ ２．１３ １．２５ ３．７５ ３．２５ ２．５
距底部位置ｔｏｎｉ ０．１４５ ０．１５ ０．２６６ ０．２８ ０．２７６ Ｏ．１８８ ０．１８ ０．１９８
磨损Ⅸ域ｉｎｎｌ
０．０６ ０．０８ ０．０６８ ０．２８４ ０．３６６ ０．１５ ０．１４８ ０．１３
根据表上的数据町以得出：随着间隙增大，最大磨损量是逐
渐减小的，但在间隙超出一定范围之后（本例是０．１２）磨损量又会
有０．０２ｒａｍ时得出的间隙与寿命的关系。从图中可以看出，随着 间隙变大，模具的寿命相应提高，在（ｏ．１－０．１２）ｒａｍ（料厚ｌｍｍ）寿 命较高，（０．１２－Ｏ．１５）ｍｍ的间隙寿命急剧下降，然后间隙再增大 寿命逐渐提高，但变化比较平缓。与图９相对应的刃磨量在图１０ 上反映出来，其基本走势与磨损寿命关系图的走势比较一致。亦 即寿命长的凸模为了得到原始形状，相应的刃磨长度也会变大。 比较特殊的情况是在（０．１５－－Ｏ．２０）ｍｍ间隙时。随着间隙变大，寿 命增加，但所需刃磨长度并没有明显增加。文章不涉及疲劳裂纹 出现的刃磨，如果出现疲劳裂纹，为了能够得到合理的冲裁凸模 形状，需要及时刃模，以消除裂纹急剧扩展导致凸模报废阿。
ｆ：Ⅱ算．此时横且零仆艘＆作ｊｍ性体进行汁竹“
＋０ｑ一 一ＩＩｌｌ．ｉ，ｉｌｌ —ｌｌＩｌｌｌＩｊ
月２ Ｈ－＃目ｍｉ＊目
３板料冲裁的过程分析
Ⅻ目３Ｍｍ．为∥ｉＭ横间隙为ｏＩ时冲裁变ｍ的择个阶段． （ａＩ足弹性变形阶段，ｆｈ）足甥性变形阶段．ｈ）是Ｈ模¨附近的裂 纹生成扩＆阶殷．（ｒ】足ｊ．Ｆ裂纹重台目制什目翘升自。
合理的寿命估算，模具的成本在这个生产过程中就显得特别高。 影响模具寿命的因素有很多，模具材料、模具润滑形式、板材
性能、零件表面粗糙度、模具材料热处理工艺、模具几何形状、冲 裁间隙都是不可忽略的因素，但实际生产中，板材因产品限定无 法更改的，而模具一旦加工出来，就只有润滑形式、模具装配间隙 是可调的。相对于成型类模具，润滑形式对冲裁类模具寿命影响
变大，然后逐渐减小。磨损区域较集中，中心部位多集中在距底部
（０．１５－－０．２５）ｍｍ的范围。
ｌ
矧
蕤
０
５
ｌＯ
１５
２０
间隙料厚百分比
图９间隙与凸模磨损寿命关系图
０４５ ０．４０
ｌ ０３０３；
霉０㈣．２５
ｏ．１５
ＱｌＯ
０
５
１０
１５
２０
间粥ｌ辞厚百分比
图ｌＯ间隙与凸模刃磨关系图
如图９所示，是根据表２的结果，假设凸模的最大磨损量只
两一翮 司一一
“…”‘：黑。。。箍ｉ；鬻““…“
如Ｊ目４所ｍ，足拄０｝问隙条件Ｔ，Ｉ［ＴＩ雠所需的冲敖山‘ｉＩ“ｌ 模形《柏关系，ｍＴ，～撵∞丝驰速度麒＊为Ｉｍｎｌ，ｓ目此＃㈣’ｊ
万方数据
豚ｉ熬受ｉ｝ｊ｛
Ｉ■塑墅ｌ
瓯
Ｎｏ．９
Ｓｅｐ．２０１０
机械设计与制造
２３ｌ
５模具磨损寿命分析
在模具的使用过程中，板料与模具之间有较大的摩擦，凸模底 部、侧壁；凹模顶部、侧壁都有较大的磨损。本文凸、凹模的材料均选 用从，并且凸模热处理硬度预设ＨＲＣ５６，凹模热处理硬度设为 ＨＲＣ６０，板料为不锈钢３０４，硬度ＨＲＣｌ６。磨损模型选用Ａｒｃａｒｄ，以 ＡＬＥ（Ａｒｂｉｔｒａｒｙ【丑ｇｒａｎｇｅＥｕｌｅｒ）算法％如图８所示，是料厚为ｌｍｍ， 凸模圆角ＯＤ５ｍｍ，凹模圆角０．０８ｒａｍ，凸凹模间隙为０．０２ｒａｍ的条 件下，冲裁断裂后凸、凹模的整个磨损分布。分析得出模具底部相对 于圆弧侧壁磨损的区域要小，凹模相对凸模来讲磨损区域和磨损程 度要小。因此，本文重点研究凸模的圆弧、例铲部分的哓坝
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｄｉｅ；Ｓｔａｍｐｉｎｇ；Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ
中图分类号：ＴＨｌ６文献标识码：Ａ
１引言
当前由于产品变化更新较快，同时，大部分技术人员为了保 证模具的寿命对模具的选材尽量沿着高端走，模具寿命的问题在 冲压类模具企业没有显得特别突出，因而模具寿命在许多冲压类 模具企业并没有受到太大的重视。对于产品批量要求大、模具寿 命要求长时，大多生产商为了保证其正常生产节奏，要么采用快 换凸模的模具结构形式，要么干脆备用—套模具。由于对模具没有
变小。由于在小间隙状态下一般采用精冲工艺，压板一般采用齿 圈压板，本文为对比试验所有压板均用平面压板。而且均以压板 接触材料为初始边界条件，压板不再施加外力，便于在同一条件 下比较。事实上，压板上所使用的压料力对板料的冲裁是有影响 的，如本文的例子在间隙达到０．３ｍｍ以上时，凸模所需的冲裁力 会变大，而不再继续变小，由于间隙较大，变形的初期更像是拉延 变形的过程，若压料力不够大，部分材料会沿着凹模口流入凹模， 使得塑性变形的区域变得较大，整体显示出凸模的冲裁力加大。 但在实际模具制造过程中，如此大的间隙已没有实际工程价值。
★来稿１３期：２００９—１１－１０★基金项目：四川省教育厅资助项目（０６ｅ０３４）
了一种快速叶片模具制造方法，为缩短搅拌叶片的试制周期提供 了方便。
图９焊援中的前锥
Ｆｉｇ．９ Ｔｈｅ ｆｏｒｍｅｒ ｗｅｌｄｉｎｇ ＣＯｌｌｅ
为了使多个不同螺旋线规律的搅拌叶片做实验对比，我们将
搅拌筒和动力装置用法兰盘连接，便于快速拆换。具体装配图，如 图１０所示。
万方数据
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汪隶毕等：冲压槿具问隙甘模具寿命的影响
第９期
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