冲裁间隙对冲裁件质量的影响

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1、冲裁间隙对冲裁件质量的影响EffectofBlankingClearanceonQualityofBlankedParts陈为国(南昌航空工业学院)摘要:叙述了冲裁间隙和合理冲裁间隙。分析了冲裁间隙与冲裁件质量的关系。讨论了冲裁间隙对冲裁件质量的影响,并提出了解决冲裁件缺陷的措施。关键词:冲裁冲裁间隙冲裁件质量b/t———产生裂纹时凸模挤入材料的相对深度1冲裁过程及其冲裁间隙β———最大剪应力方向与冲压方向的夹角。其值与材料性质有关,一般在4°～6°左右111冲裁加工过程简述从冲裁变形过程的双向裂纹相迎分离过程可见,冲裁是一个瞬间完成的过程。但在分析冲裁变

2、形冲裁间隙对冲裁变形过程有极大的影响。冲裁间隙不机理时,常将冲裁过程分为三个阶段,即弹性变形阶是随便确定的,存在着一个合理的间隙。若仅从“双向段、塑性变形阶段和断裂分裂纹扩展相迎分离”的要求来看,冲裁间隙可按式(1)离阶段。冲裁是一个复杂的确定。但实际冲裁过程的变形是很复杂的,同时,冲裁变形过程,除了剪切变形外,间隙确定时还应兼顾到其它一些因素,故实际生产中,同时还存在压缩、拉伸、弯曲图1冲裁件形貌特征合理冲裁间隙是按“在保证质量和尺寸精度的前提下,等多种变形和极大的摩擦模具寿命最高”的原则确定的。由于对冲裁件断面质力。正是由于这样一种复杂的变形状态,使得

3、冲裁断量和尺寸精度的衡量指标的不一致性,使得不同行业、面有明显的塌角、光亮带、断裂带和毛刺四个部分,同不同国家推荐的合理冲裁间隙存在一定的差异,因此,时,在冲件上留有翘曲f和斜角β等冲裁特征(如图1模具设计中,冲裁间隙的确定还是有较大的灵活性,并所示)。需要有一定的经验。112冲裁间隙及合理冲裁间隙2冲裁间隙和冲裁件质量的关系冲裁变形过程中,塑性变形阶段的材料滑移以及断裂分离阶段的裂纹扩展变形都211冲裁件质量的评定指标是沿着最大剪应力方向进行的,冲裁件质量的评定指标主要有塌角、光亮带、断裂而在断裂分离阶段的最大剪应力带和毛刺以及翘曲和斜角等参数(图1)。

4、塌角是产生方向并不是与冲压方向平行的,在板料上与凸模或凹模接触的一面,由于板料受到的而是偏离了一个角度β。为使弯曲、拉伸等作用而形成的。塌角一般不大,对冲裁件凸、凹模处产生的双向裂纹“相的使用不会产生影响。相反,塌角的存在具有倒角的迎”分离,则凸、凹模之间必须存作用,对冲裁件是有好处的。在一个间隙c(图2)。该值与板图2冲裁间隙光亮带是由于凸模切入板料或板料被挤入凹模时料厚度t和产生裂纹时凸模挤入在压应力和剪应力的作用下而形成的。光亮带是测定[1]板料的相对深度b/t有关,其几何关系为冲裁件尺寸和保持冲裁件外形的基础。因此,光亮带c=(t-b)tgβ=t(

5、1-b)tgβ(1)越大,对冲裁件尺寸精度的保持性和冲裁件质量是有t好处的。但应注意到,普通冲裁工艺中,光亮带不可能式中c———单边间隙太大,虽说间隙偏小时的光亮带会增加,但它同时带来t———材料厚度了断面上的潜裂纹缺陷以及强烈的挤压摩擦造成的模b———光亮带宽度,近似等于产生挤入裂纹时具寿命的降低,其危害更大。故在正常冲裁条件下,光凸模挤入的深度亮带的宽度约占板料厚度的1/2～1/3左右。材料塑·50·性好,光亮带宽度就大一点。带、翘曲、斜角和毛刺均增大。断裂带是凸模进入板料或板料被挤入凹模一定深度时由于拉应力和剪应力的作用在凸、凹模刃口附近产生裂纹并逐

6、渐扩展、相迎、分离后形成的。断裂带的表面粗糙,并存在一定的斜角。因此,它对冲裁件的质量带来了不利的影响。普通冲裁工艺中,断裂带的存在是不可避免的,但我们应了解断裂带的变化情况。图3间隙对冲裁件质量的影响一般情况下,冲裁间隙增大,则断裂带增大。从保证冲当间隙偏小(图3a)时,光亮带增加,甚至出现第裁件质量的角度看,断裂带的宽度不宜过大。因此,对二光亮带。塌角、断裂带、翘曲和斜角等均减小,而毛冲裁件质量有更高要求时,应采用其它冲压工艺(如精刺仍是较大。冲)或增加后续的修整工序。在前面谈到的评定指标中,光亮带、毛刺是人们较毛刺也是普通冲裁工艺不可避免的一种冲压缺

7、感兴趣的两个参数。陷,是由于在断裂分离阶段的初期,断裂裂纹的产生不间隙对光亮带的影响是很明显的,间隙减小,光亮是正对着凸、凹模刃口,而是在刃口附近偏向凸、凹模带增加,但当间隙小到一定程度时,在断面上将出现第侧壁处,因此,断裂分离后的冲裁件上留有毛刺。毛刺二光亮带(又称二次剪切面)和潜裂纹,潜裂纹的存在,的存在对冲裁件的使用是不利的。衡量毛刺的大小用使第二光亮带的质量受到影响,容易变形和脱落。所毛刺的高度h表示,如图1所示。冲裁件上的毛刺越以,这种增大的光亮带并不能提高冲裁件质量。要想小越好。正常条件下,毛刺的高度不超过材料厚度的增加光亮带的宽度,只能改变冲

8、压工艺或增加后续的10%左右。修整工序等。翘曲是冲压后板料平面出现