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沖裁模間隙對模具壽命有何影響

圖文 更新时间:2024-09-04 02:22:35

一、沖裁間隙的含義

沖裁模的凸模橫斷面,一-般小于凹模孔。凹模與凸模刃口部分,在垂直于沖裁力方向的投影尺寸之差,稱為沖裁間隙。

間隙有兩種含義:一種指凹模與凸模間每側空隙的數值,稱為單面間隙;另--種指凹模與凸模間兩側空隙之和,稱為雙面間隙。對于圓形刃口的凸、凹模來說,雙面間隙就是兩者直徑之差。習慣上常說的多少間隙,是指雙面間隙,用符号C表示。單面用Z/2表示。

二、間隙對沖裁的影響

生産實踐證明,間隙值的大小、分布是否均勻等,對沖裁件的斷面質量、尺寸精度、沖裁力和模具壽命等均有直接影響。凸、凹模之間的間隙大小可分三種基本情況,即間隙合理、間隙過大利和l間隙過小,如圖3-8所示。

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1.沖裁件的斷面質量

間隙合理,材料在分離時,凸、凹模刃口處的裂紋重合,沖裁斷面比較平直、光滑,塌角和毛刺均較小,制件質量較好(見圖a)。但合理的沖裁間隙并非是一-個絕對值,而是某一個數值範圍,沖裁間隙在此範圍内都可得到沖裁斷面好的制件。間隙過大,凸、凹模刃口處的裂紋不重合,凸模刃口附近的裂紋在凹模刃口附近裂紋的裡邊(見圖b),材料受很大的拉伸,光亮帶小,毛刺、塌角及斜度都較大。間隙過小,裂紋也不重合,凸模刃口附近的裂紋在凹模刃口附近裂紋的外邊(見圖C),兩條剪裂紋之間的--部分材料随沖裁的繼續又被二次剪切和擠壓,在斷面上形成第二次光亮帶,并在其間出現夾層和毛刺。

表3-4為低碳鋼沖裁斷面與間隙關系的試驗數值。

表3-4 低碳鋼沖裁面與間隙的關系

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2.尺寸精度

落料或沖孔後,因發生彈性恢複,會影響尺寸精度。間隙小到一定界限,由于壓縮變形彈性恢複,落料件尺寸會大于凹模尺寸,而使沖出的孔小于凸模。間隙大到一定界限,由于拉伸變形彈性恢複,落料件尺寸會小于凹模,而使沖出的孔大于凸模。如圖3-9所示,間隙對于沖孔和落料精度的影響規律是不同的,且與材料軋制的纖維方向有關。

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3.沖裁力和模具壽命

間隙值大時,沖裁力有一定程度的減小,卸料力和推件力也随之降低。

沖裁時,坯料對凸模與凹模刃口産生側壓力,并在凸模與被沖孔之間以及凹模與落料件之間均有摩擦力。間隙越小,側壓力和摩擦力随之增大。此外,在實際生産中,模具因受到制造誤差和裝配精度的限制,凸模不可能絕對垂直于凹模平面,而間隙分布也不可能十分均勻。所以,過小的間隙會使凸、凹模刃口磨損加劇,壽命下降。而較大的間隙則可使凸、凹模側面與材料問摩擦減小,并減緩間隙不勻的不利影響,從而提高模具壽命」但間隙過大,坯料彎曲相應增大,使凸模與凹模刃口端面上的壓應力分布不均勻,容易産生崩刃或産生塑性變形,因而對模具壽命也不利。

三、沖裁間隙方向的确定原則

沖裁時,由于凸、凹模之間存在間隙,因此落下的料或沖出的孔均帶有錐度,其大端尺寸基本等于凹模尺寸,小端尺寸基本等于凸模尺寸。測量時,也是按沖孔的小端和落料的大端作為基準量取尺寸的。又由于在生産中,凸、凹模都要與沖件或廢料發生摩擦,凸模愈磨愈小,凹模愈磨愈大,使間隙随之增大。基于這一分析,确定沖裁間隙值的原則是:落料時因制件尺寸随凹模尺寸而定,故間隙應在減小凸模尺寸的方向上取得,沖孔時因孔尺寸随凸模尺寸而定,故間隙應在增大凹模尺寸的方向上取得。

考慮到凹、凸模的磨損,在設計與制造新模具時,取最小合理間隙。

四、确定沖裁間隙的方法

經驗确定法

經驗确定法是比較實用的一種沖裁間隙确定法,其值用被沖闆料厚度乘以系數表示。即:

C= mt

式中,C為合理沖裁間隙(mm), t為闆料厚度(mm) , m為系數,與料厚及材料性質有關,見表3-5。

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注:表中适用于願10mm以下的金展材料,考慮到料厚對間隙系數的影響,将料厚分成0.1~1; 1.2~3;3.5~6;7~10mm四檔,當料厚為0.1~1mn時,各類間隙系數取下限值,并以此為基數。随着料厚的增加。再逐漸遞增(1~2)%t(有色金屬和低碳鋼取小值,中碳鋼和高碳鋼取大值)。

五、合理選用沖裁間隙

确定沖裁間隙值的主要依據,是在保證制件斷面質量和尺寸精度的前提下,使模具壽命最高。選用沖裁間隙時,可根據制件技術要求、使用特點和生産條件等因素,按表3-6确定拟采用的間隙類别,然後相應地選取該類間隙系數(見表3-5),并經計算得到間隙值。此外,選取間隙系數時,還應根據具體情況作适當增減。即:1.在同樣條件下,沖孔間隙比落

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料時可大些;2沖小孔(一般孔徑小于料厚)時,凸模易折斷,間隙應取大些(這時應采取有效的解決卸料及防止廢料回升的措施。3.硬質合金模應比鋼模的間隙值大30%左右;4.凹模為斜刃口時,應比直刃口時間隙小y5.電火花穿孔加工凹模型孔時,間隙值應比磨削加工取小(0.5~~2)%t,6.複合模的凸凹模的壁較薄時,為防止脹裂,應放大沖孔間隙z7.高速沖壓時,模具易發熱,間隙應增大,如行程次數超過200min1時的間隙應增大10%左右;8.采用彈壓料裝置時,間隙可大些;9.矽鋼片随含矽量增加,間隙相應取大些,10.需攻絲的孔,其間隙應取小些。

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