1、8.2 冲 裁 间 隙,凸、凹模每侧间隙称为单边间隙 两侧间隙之和称为双边间隙Z=Dd-Dp 式中Z冲裁间隙（mm）；Dp凸模刃口尺寸（mm）；Dd凹模刃口尺寸（mm）。,图8.3 冲裁间隙,冲裁件质量包括冲裁断面质量、尺寸精度和弯曲度三个方面。,8.2.1 冲裁间隙对冲裁工序的影响,1冲裁间隙对冲裁件质量的影响,间隙过小时，上、下裂纹不能相遇重合，板料将被第二次剪切，断面会产生两个光亮带，并造成夹层，毛刺被拉长。,（1）间隙对冲裁件断面质量的影响,间隙合理时，上、下表面产生的初始裂纹能相遇重合，光亮带较大，塌角带、断裂带、毛刺区都较小，锥度也比较小。,间隙过大时，上、下裂纹仍然不重合，因应力
2、状态中的拉应力成分增大，材料容易产生裂纹、使塑性变形较早结束。 所以光亮带变窄，断裂带、圆角带增大，毛刺相对较大，锥度也较大。,间隙大小对断面质量的影响,间隙过小,间隙合适,间隙过大,冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的实际尺寸与基本尺寸的差值。这个差值包含两个方面的偏差： 一是冲裁件相对凸模或凹模刃口尺寸的偏差 二是模具本身的制造偏差。,（2）间隙对冲裁件尺寸精度的影响,一 冲裁间隙是决定弹性恢复量大小的重要因素。,当间隙较小时，材料的侧向挤压变形大，冲裁后弹性恢复使落料件外径扩张，使冲出的孔径收缩，结果是落料件尺寸大于凹模尺寸，冲孔孔径小于凸模直径。,当间隙较大时，材料的拉变形大，冲裁后，弹性恢复
3、使落料件外径收缩，使冲孔孔径扩张，结果是落料件尺寸小于凹模尺寸，冲出的孔径大于凸模尺寸,二 冲裁件的尺寸精度主要取决于模具本身的制造精度,表8.2 冲裁件的尺寸精度与冲模的制造精度,间隙对弯曲度的影响是：间隙愈大，弯曲愈严重。为了减小弯曲度， 可在模具上加压料板或另外加校平工序。,（3）间隙对弯曲度的影响,2间隙对冲裁力的影响,间隙愈小 冲裁变形区的压应力成分越大，拉应力成分越小，材料变形抗力大，冲裁力越大,3间隙对模具寿命的影响,间隙越小，摩擦越严重，模具寿命越短。 较大的间隙，不仅可以减小磨损，也可以缓解间隙不均匀的影响，从而提高模具的寿命,模具寿命分为刃磨寿命和模具总寿命。,模具失效的原
4、因一般有：磨损、变形、崩刃、折断和胀裂。,小间隙将使磨损增加，甚至使模具与材料之间产生粘结现象，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。,通常选择一个合适的间隙范围，在这个范围内能得到质量令人满意的冲裁件，并且满足冲裁力较小、模具有较高的使用寿命的要求。 我们称这个合适的间隙范围为合理间隙，它是一个范围值 上限为最大合理间隙Zmax 下限为最小合理间隙Zmin。,8.2.2 合理冲裁间隙值的确定,间隙值的选择主要考虑冲裁断面的质量和模具寿命这两个方面。 根据工件和生产上的具体要求可按如下原则选取间隙值。 工件的断面质量无严格要求时，选取较大的间隙值。 工件的断面质量及制造精
5、度较高时，选取较小的间隙值。, 在设计计算冲模刃口尺寸时，考虑模具在使用过程中因磨损而导致间隙增大，应当按Zmin来计算。 确定间隙值的方法有理论计算法、经验确定法。 实际生产中常用经验数表或经验公式确定，其中经验数表法应用最广。,一般来说，电子、仪表行业对制件断面质量和尺寸精度要求较高，可选用较小间隙，推荐用表8.3。汽车、拖拉机行等行业，其制件尺寸公差较大，采用较大间隙，推荐用表8.4。 表8.3、表8.4为国内企业常用初始间隙值。,表8.3 冲裁模刃口初始双面间隙Z（较高精度）（mm）,计算间隙值的经验公式为 Z = mt t材料厚度； m系数，与材料厚度、性质有关，不同的行业也有差异。
6、表8.4 冲裁模刃口初始双面间隙Z（较低精度）（mm）,注：冲裁皮革、石棉、纸板时，间隙取08钢的25%。,生产实践证明：1冲裁件断面都带有锥度。光亮带是测量和使用部位，落料件的光亮带处于大端尺寸，冲孔件的光亮带处于小端尺寸；且落料件的大端（光面）尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小端（光面）尺寸等于凸模尺寸。2凸模轮廓越磨越小，凹模轮廓越磨越大，结果使间隙越用越大。,8.3 冲裁模刃口尺寸的计算,8.3.1 尺寸计算的原则, 首先区分冲裁部位是冲孔还是落料如果是落料，则以凹模刃口尺寸为计算基准，凸模刃口基本尺寸按凹模刃口基本尺寸减去最小合理间隙（Zmin）来满足；如果是冲孔，则以凸模刃口尺寸为计算基
7、准，凹模刃口基本尺寸按凸模刃口基本尺寸加上最小合理间隙（Zmin）来满足。,在确定冲裁模刃口尺寸及公差时，应该遵循下列基本原则：, 考虑磨损规律和为了提高模具的使用寿命，应使冲模刃口的基本尺寸具有最大实体状态，即：对落料件凹模刃口的基本尺寸取工件的最小极限尺寸；对于冲孔件，凸模刃口的基本尺寸取工件的最大极限尺寸。, 冲模刃口尺寸制造偏差方向采取单向向金属实体内部标注，即凹模（内表面）刃口尺寸取正值（+d）；凸模（外表面）刃口尺寸取负值（-p）；对于磨损后刃口尺寸不变化的尺寸，取双向偏差（d、p）。, 冲模刃口尺寸制造公差的大小主要取决于冲裁件的精度和形状。一般冲模的精度较冲件精度高2、3级。对
8、于规则形状可按IT6-7级或表8.5选取；对于复杂形状刃口的制造公差可按工件相应部位公差值的1/4选取；,如果工件无公差要求，按IT14级取值。工件为规则形状的制造公差件见附表8.5。,表8.5 规则形状（圆形、方形件）冲裁凸、凹模的制造公差（mm）,凸模和凹模的刃口尺寸及制造偏差（见图8.5）。,8.3.2 刃口尺寸的计算方法,(a) 落料,(b) 冲孔,图 8.5 落料冲孔时各部分尺寸及公差分布,分开加工是指凸模与凹模分别按各自的图纸单独加工 该方法要求制造公差与间隙满足:d+pZmax-Zmin （8.2）或p=0.4（Zmax-Zmin）d=0.6（Zmax-Zmin） （8.3）,1
9、凸模和凹模分开加工时的刃口尺寸计算,由刃口尺寸计算原则，分开加工时凸、凹模刃口尺寸的计算公式如下 冲孔（设工件孔的尺寸为d0+），以凸模为基准计算凹模，则（8.4）（8.5）,落料（设工件的尺寸为D -0），以凹模为基准计算凸模，则（8.6） (8.7） 在同一工步冲制两个以上的孔，其凹模孔中心距Ld：Ld=L/8 （8.8）,式中dp、dd分别为冲孔时凸、凹模刃口尺寸（mm）；Dp、Dd分别为落料时凸、凹模刃口尺（mm）；D、d分别为落料外径和冲孔件孔的基本尺寸（mm）；工件的制造公差（mm）；Zmin 最小初始双边间隙（mm）；p、d 分别为凸、凹模制造公差（mm）；,x磨损系数目的是使冲
10、裁件的实际尺寸接近其公差范围内的中间尺寸。x的取值见表8.6。,凸、凹模分开加工的优点:凸、凹模具有互换性，便于模具成批加工；,缺点模具制造比较困难，成本高，制造周期也长, 适用于圆形等形状简单的工件或大批量生产冲模时采用。,表8.6 磨损系数x,例8.1 如图8.6所示制件，材料为Q235（A3），料厚1mm，采用分开加工制造模具，计算凸、凹模刃口部分尺寸及公差。,图8.6 制件图,解： （1）冲孔凸、凹模刃口尺寸计算2-6两小孔由冲孔同时获得, 查表8.4、表8.5、表8.6得Zmin=0.100 Zmax=0.140p= 0.02 d=0.02 x=0.75,因为0.02+0.02=0.140-0.100故能满足d+pZmax-Zmin，所以，将以上各值代入式（8.4）和（8.5）得,孔距尺寸Ld=L/8 =180.18/8=180.023,36外圆尺寸由落料获得,查表8.4、表8.5、表8.6得Zmin=0.100 Zmax=0.140 p=0.02 d=0.03 x=0.5因为0.02+0.030.140-0.100，不满足d+pZmax-Zmin此时只有缩小制造公差才能保证间隙，所以取,（2）落料凸、凹模刃口尺寸计算,p= 0.4（0.140-0.100）=0.016 d=0.6（0.140-0.100）=0.024 然后代入相应式（8.6）和(8.7)得,
