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1、模具专业课程,李 敏,第二章 冲裁模具间隙,2,教学目标: 1.了解冲裁间隙的概念。 2.熟悉冲裁间隙对模具寿命的影响。 3.熟悉冲裁间隙对冲裁力及卸料力、推件力、顶件力的影响。 4.掌握确定冲裁模具间隙的方法。 教学重点: 1.过小和过大的冲裁间隙对模具寿命的影响。 2.冲裁间隙由小变大时，冲裁力及卸料力、推件力、顶件力的变化。 3.掌握理论计算法和查表法的使用方法。 教学难点: 1.冲裁间隙过小和过大时，凸、凹模的受力分析。 2.冲裁间隙变化时，冲裁力及卸料力、推件力、顶件力的相应变化。,二、重点和难点,2.1 冲裁间隙的概念 2.2 冲裁间隙对模具寿命的影响 2.3 冲裁间隙对冲裁力的影
2、响 2.4 冲裁间隙对卸料力、推件力、顶件力 的影响 2.5 合理间隙的选用 2.6 思考题,第二章 冲裁模具间隙,复习一：间隙对冲裁件断面质量的影响,间隙大小对断面质量的影响有哪些？,复习二：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。,复习三：间隙对冲裁件毛刺的影响,冲裁间隙是影响毛刺大小的主要因素，但材料不同时其影响程度有较大的差别。如右图示为低碳钢板落料件毛刺高度隙间隙的变化规律。 从图中可见，毛刺高度h随相对冲裁间隙Z/t 的变化有一个相对稳定阶段，当Z/t 的值在8%24%之间变化时，
3、h值变化很小。而当Z/t 过大或过小时，h值都可能增大。,间隙对毛刺高度的影响 材料：软钢 板厚：3mm,三、本节内容的参考书目,冲裁单面间隙Z/2 冲裁双面间隙Z：,指冲裁模中凹模刃口横向尺寸D凹与凸模刃口横向尺寸D凸的差值。,2.1 冲裁间隙的概念,图2-1 冲裁间隙,2.2 冲裁间隙对模具寿命的影响,冲裁模具寿命分为刃磨寿命和模具总寿命。 冲裁模具的破坏形式主要有：磨损、啃坏、崩刃、折断、变形和涨裂等。,刃磨：就是将刃口变钝部分磨掉。一般使用的设备为平面磨床 。 刃磨量：凸模长度或凹模厚度的减小量就是刃磨量。刃磨量为0.10.15mm或稍多一些，一般不超过0.30.4mm。 刃磨寿命：通
4、常将两次刃磨之间的冲裁次数称为模具的刃磨寿命。 总寿命：模具到了需要更换凸模和凹模或整副模具都要报废时，总的冲裁次数就称为模具总寿命。,图2-2 凹模刃口有效直线部分h,2.2 冲裁间隙对模具寿命的影响,由下图可见，随着冲裁次数的增加，合金工具钢制造的凸、凹模的磨损越来越大。,图2-3 凸、凹模的磨损形式,冲裁时凸、凹模受力分析： 1、冲裁间隙过小时，由于挤压作用加剧，垂直力F1,F2、侧压力F3,F4和摩擦力增大，造成刃口磨损，甚至使二次剪切产生的金属碎屑与模具之间产生粘结现象，并引起崩刃、凹模胀裂、小凸模折断、凸凹模相互啃刃等异常损坏。 2、冲裁间隙过大时，板料的弯曲拉伸增大，垂直力和力偶
5、M也会相应增大，导致凸凹模端面磨损。,2.2 冲裁间隙对模具寿命的影响,图2-4 裂纹的形成与发展,间隙过小时的断面质量,间隙过大时的断面质量,1、当间隙很小时，由于挤压作用加剧，板料所受拉应力减小，压应力增大，不易产生裂纹，冲裁力较大。 2、当间隙增大时，拉应力增大，上下裂纹重合，冲裁力迅速减小。 3、当间隙继续增大时，凸、凹模刃口产生的裂纹不重合，发生二次断裂，冲裁力下降变缓。间隙达材料厚的5%-20%时，冲裁力下降不明显。,图2-5 间隙大小对冲裁力的影响,2.3 冲裁间隙对冲裁力的影响,1、当间隙增大时，冲裁件光亮带变窄，落料尺寸小于凹模尺寸，冲孔尺寸大于凸模尺寸，卸料力、推件力或顶件
6、力迅速减小。 2、当间隙继续增大时，制件毛刺变大，卸料力、顶件力又会增大。 3、当单边间隙Z增大到材料厚度的15%-20%时，卸料力为0。,图2-6 间隙大小对卸料力的影响,卸料力演示动画：,顶件力演示动画：,2.4 冲裁间隙对卸料力、推件力、顶件力的影响,卸料力、推件力、顶件力分别是指什么？,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，其上限为最大合理间隙,下限为最小合理间隙。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。 观察法：合理的冲裁间隙指塌角带和断裂带小，光亮带占整个断面的1/3左右，不出
7、现二次光亮带，毛刺高度合理。 在具体设计模具时,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。,2.5 合理间隙的选用,一、理论计算法：,图2-7 间隙大小对卸料力的影响,图2-8 冲裁件断面,2.5 合理间隙的选用,tan=（Z/2）/（t-b） Z=2t（1-b/t）tan,其中：t-板料厚度、b/t-相对切入深度、-裂纹方向角,材料塑性越好或硬度越低，则光亮带所占的相对宽度b/t就越大；反之，材料塑性越差或硬度越高，则b/t就越小。,从表
8、中可以看出，间隙值是一个范围，那么请同学们思考，新模具的间隙值选用是用最大合理间隙值还是最小合理间隙值？,2.5 合理间隙的选用,二、查表法,计算冲裁模刃口尺寸时,考虑到模具在使用过程中的磨损会使刃口间隙增大,应当按Zmin值来计算。,这是一种比较实用的、易于记忆的确定合理冲裁间隙的方法。其值用下列公式表达： C=mt 式中：C合理冲裁间隙； t板料厚度； m经验记忆系数，参考数据如下： 软态有色金属：m=48； 硬态有色金属、低碳钢、纯铁：m=610； 中碳钢、不锈钢：m=71 4； 高碳钢、弹簧钢：m=l224； 硅钢：m=510； 非金属(皮革、石棉、胶布板、纸板等)：m=14。,三、经
9、验记忆法,2.5 合理间隙的选用,应当指出，上述记忆系数值是基于常用普通板料冲裁而归纳总结出来的。各行业各企业对此的选取值是不相同的。在使用过程中还应考虑以下因素： (1)对于制件断面质量要求高的其值可取小些； (2)计算冲孔间隙时比计算落料间隙时其值可取大些； (3)为减小冲裁力其值可取大些； (4)为减少模具磨损其值可取大些； (5)计算异形件间隙时比计算圆形件间隙时其值可取大些； (6)冲裁厚板(8mm)时其值可取小些。,2.5 合理间隙的选用,2.6 思考题,1.什么是冲裁间隙? 2.冲裁间隙过大和过小对模具有什么影响？并作简要的受力分析。 3.冲裁间隙对冲裁力的影响是有哪些？ 4.冲裁间隙由小到大时，卸料力、推件力、顶件力是怎么变化的？ 5.理论计算法的公式是？取决于哪些因素？ 6.查表法中，新模具的间隙值应怎么选择？,6,谢谢！,