1、2.3 沖裁模間隙(2013-01-22 08:49:51) 轉載分類： 沖模設計與制造 沖裁間隙Z是指沖裁模中凹模刃口橫向尺寸DA與凸模刃口橫向尺寸dT的差值，如圖2.3.1所示。Z表示雙面間隙，單面間隙用Z/2表示，如無特殊說明，沖裁間隙就是指雙面間隙。Z值可為正，也可為負，但在普通沖裁中，均為正值。 2.3.1 間隙的重要性 間隙對沖裁件質量、沖裁力和模具壽命均有很大影響，是沖裁工藝與沖裁模設計中的一個非常重要的工藝參數。1間隙對沖裁件質量的影響間隙是影響沖裁件質量的主要因素之一，詳見第2.2節。2間隙對沖裁力的影響試驗證明，隨間隙的增大沖裁力有一定程度的降低，但當單面間隙介于材料厚度的

2、5一20范圍內時沖裁力的降低不超過5一l0。因此，在正常情況下，間隙對沖裁力的影響不很大。間隙對卸料力、推件力的影響比較顯著。隨間隙增大，卸料力和推件力都將減小。一般當單面間隙增大到材料厚度的15一25時，卸料力幾乎降到零。但間隙繼續增大會時毛刺增大，又將引起卸料力、頂件力的迅速增大。3間隙對模具壽命的影響 模具壽命分為刃磨壽命和模具總壽命。刃磨壽命是用兩次刃磨之間的合格制件數表示。總壽命是用模具失效為止的總的合格制件數表示。模具失效的原因一般有：磨損、變形、崩刃、折斷和漲裂。沖裁過程中作用于凸、凹模上的力為被沖材料的反作用力，其方向與圖2.2.1所示相反，凸、凹模刃口受著極大的垂直壓力與側壓

3、力的作用，高壓使刃口與被沖材料接觸面之間產生局部附著現象，當接觸面相對滑動時，附著部分就產生剪切而引起磨損。這種附著磨損，是沖模磨損的主要形式。當接觸壓力愈大，相對滑動距離愈大，模具材料愈軟，則磨損量愈大。而沖裁中的接觸壓力，即垂直力、側壓力、摩擦力均隨間隙的減小而增大，且間隙小時，光亮帶變寬，摩擦距離增長，摩擦發熱嚴重，所以小間隙將使磨損增加，甚至使模具與材料之間產生粘結現象。而接觸壓力的增大，還會引起刃口的壓縮疲勞破壞，使之崩刃。小間隙還會產生凹模脹裂，小凸模折斷，凸凹模相互啃刃等異常損壞。當然，影響模具壽命的因素很多，有潤滑條件，模具制造材料和精度、表面粗糙度、被加工材料特性、沖裁件輪廓

4、形狀等，但間隙卻是其中一個主要因素。所以為了減少凸、凹模的磨損，延長模具使用壽命，在保證沖裁件質量的前提下適當采用較大的間隙值是十分必要的。若采用小間隙，就必須提高模具硬度、精度、減小模具粗糙度、良好潤滑，以減小磨損。2.3.2 沖裁模間隙值的確定由以上分析可見，間隙對沖裁件質量、沖裁力、模具壽命等都有很大的影響。但很難找到一個固定的間隙值能同時滿足沖裁件質量最佳、沖模壽命最長，沖裁力、最小等各方面的要求。因此，在沖壓實際生產中，主要根據沖裁件斷面質量、尺寸精度和模具壽命這三個因素綜合考慮，給間隙規定一個范圍值。只要間隙在這個范圍內，就能得到質量合格的沖裁件和較長的模具壽命。這個間隙范圍就稱為

5、合理間隙，這個范圍的最小值稱為最小合理間隙（Zmin），最大值稱為最大合理間隙（Zmax）。考慮到在生產過程中的磨損使間隙變大，故設計與制造新模具時應采用最小合理間隙Zmin。確定合理間隙值有理論法和經驗確定法兩種。1理論確定法主要是根據凸、凹模刃口產生的裂紋相互重合的原則進行計算。圖2.3.2所示為沖裁過程中開始產生裂紋的瞬時狀態，根據圖中幾何關系可求得合理間隙Z為圖2.3.1 沖裁模間隙 圖 2.3.2 沖裁產生裂紋的瞬時狀況上式可看出，合理間隙Z與材料厚度t、凸模相對擠入材料深度 、裂紋角 有關，而 及又與材料塑性有關，見表2.3.1。因此，影響間隙值的主要因素是材料性質和厚度。材料厚度

6、越大，塑性越低的硬脆材料，則所需間隙Z值就越大；材料厚度越薄，塑性越好的材料，則所需間隙Z值就越小。由于理論計算法在生產中使用不方便，故目前廣泛采用的是經驗數據。 2經驗確定法根據研究與實際生產經驗，間隙值可按要求分類查表確定。對于尺寸精度、斷面質量要求高的沖裁件應選用較小間隙值（表2.3.2），這時沖裁力與模具壽命作為次要因素考慮。對于尺寸精度和斷面質量要求不高的沖裁件，在滿足沖裁件要求的前提下，應以降低沖裁力、提高模具壽命為主，選用較大的雙面間隙值（表2.3.3）。可詳見GB/T16743-1997。需要指出的是,當模具采用線切割加工，若直接從凹模中制取凸模，此時凸、凹模間隙決定于電極絲直徑、放電間隙和研磨量，但其總和不能超過最大單面初始間隙值。（表2.3.2）。可詳見GB/T 16743-1997.注：1初始間隙的最小值相當于間隙的公稱數值。2初始間隙的最大值是考慮到凸模和凹模的制造公差所增加的數值。3在使用過程中，由于棋具工作部分的磨損，間隙將有所增加，因而間隙的使用最大數值會超過表列數值。4 為碳的質量分數，用其表示鋼中的含碳量