如何确定冲裁模间隙值

如何确定冲裁模间隙值？

2011-01-17 15:25

间隙对冲裁件质量、冲裁力、模具寿命等都有很大的影响。但很难找到一个固定的间隙值能同时满足冲裁件质量最佳、冲模寿命最长，冲裁力、最小等各方面的要求。因此，在冲压实际生产中，主要根据冲裁件断面质量、尺寸精度和模具寿命这三个因素综合考虑，给间隙规定一个范围值。模具制造网只要间隙在这个范围内，就能得到质量合格的冲裁件和较长的模具寿命。这个间隙范围就称为合理间隙，这个范围的最小值称为最小合理间隙（Zmin），最大值称为最大合理间隙（Zmax）。模具制造网考虑到在生产过程中的磨损使间隙变大，故设计与制造新模具时应采用最小合理间隙Zmin。

确定合理间隙值有理论法和经验确定法两种。

一般冲压加工的材料的厚度在2mm以内的冲裁模的间隙值可以取

10%以下，如果要求毛刺小的话，可以取到5%左右（双边间隙）。

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。

1．理论确定法

主要是根据凸、凹模刃口产生的裂纹相互重合的原则进行计算。图2.3.2所示为冲裁过程中开始产生裂纹的瞬时状态，模具制造网根据图中几何关系可求得合理间隙Z为

图2.3.1 冲裁模间隙

图 2.3.2 冲裁产生裂纹的瞬时状况

上式可看出，合理间隙Z与材料厚度t、凸模相对挤入材料深度、裂纹角有关，而及又与材料塑性有关，见表2.3.1。因此，模具制造网影响间隙值的主要因素是材料性质和厚度。材料厚度越大，塑性越低的硬脆材料，则所需间隙Z 值就越大；材料厚度越薄，塑性越好的材料，则所需间隙Z值就越小。模具制造网由于理论计算法在生产中使用不方便，故目前广泛采用的是经验数据。

2．经验确定法

根据研究与实际生产经验，间隙值可按要求分类查表确定。模具制造网对于尺寸精度、断面质量要求高的冲裁件应选用较小间隙值（表2.3.2），这时冲裁力与模具寿命作为次要因素考虑。对于尺寸精度和断面质量要求不高的冲裁件，模具制造网在满足冲裁件要求的前提下，应以降低冲裁力、提高模具寿命为主，选用较大的双面间隙值（表2.3.3）。可详见GB/T16743-1997。

需要指出的是,当模具制造网模具采用线切割加工，若直接从凹模中制取凸模，此时凸、凹模间隙决定于电极丝直径、放电间隙和研磨量，但其总和不能超过最大单面初始间隙值。（表2.3.2）。可详见GB/T 16743-1997.

注：

1．初始间隙的最小值相当于间隙的公称数值。

2．初始间隙的最大值是考虑到凸模和凹模的制造公差所增加的数值。

3．在使用过程中，由于棋具工作部分的磨损，间隙将有所增加，因而间隙的使用最大数值会超过表列数值。

4．为碳的质量分数，用其表示钢中的含碳量。

注：冲裁皮革、石棉和纸板时，间隙取08钢的25％。

需要指出的是,当模具制造网模具采用线切割加工，若直接从凹模中制取凸模，此时凸、凹模间隙决定于电极丝直径、放电间隙和研磨量，但其总和不能超过最大单面初始间隙值。

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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

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