冲裁间隙的合理确定对制件质量起到决定作用

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1、冲裁间隙的合理确定对制件质量起到决定作用摘要：近年来，随着我国汽车工业的迅速发展，人们越来越广泛地重视模具在汽车工业中的应用，作为一名工作了十五六年的模具钳工，深深体会冲裁间隙在模具制造中的重要性，合理的间隙，精良的装配，不仅能保证模具的使用寿命，而且能获得高质量的制件。本文在介绍冲裁的变形过程基础上，结合公司冲裁类模具制造加工的实际情况，阐述了冲裁间隙合理选取对制件质量的影响。关键词：冲裁变形、合理间隙、制件质量引言：冲裁是利用模具在压力机上使板料分离的冲压工艺，它包括落料、冲孔、修边、切断等多种工序。冲裁的用途很广，即可制造平板零件或为成形工

2、序备料，也可在冲压件上进行切口、剖切等加工。冲压件的质量包括断面质量、尺寸精度及平行度等三方面的内容。影响冲压件质量的因素有：间隙大小、模具刃口状态、模具结构与制造精度、材料性质等，其中间隙是最主要的因素。本文就如何选取合理的冲裁间隙作重点论述。一.冲裁的变形过程。图1显示了冲裁的变形过程，板料置于凹模之上，凸模下降切入材料，经过弹性变形、塑性变形和断裂分离三个阶段完成冲裁。　　　　　　　　（图1-1：弹性变形阶段）　　　　　（图1-2：塑性变形阶段）　　　　（图1-3：断裂分离阶段）　　　　　　　　　　　　　　图1：冲裁变形过程第一阶段：弹性变

3、形阶段（图1-1）。在凸模压力作用下，板料首先产生弹性压缩和弯曲，并略有挤入凹模洞口的情况。板料与凸、凹模接触处形成很小的圆角。这时板料内应力尚未超过材料的弹性限度。　第二阶段：塑性变形阶段（图1-2）。凸模继续下压，板料内应力超过屈服极限，部分金属被挤入凹模洞口，产生塑剪变形，形成光亮的剪切断面。由于凸、凹模之间存在间隙，因而金属纤维也发生了弯曲和拉深。此阶段直到凸、凹模刃口处由于应力集中出现微小裂纹为止。第三阶段：断裂分离阶段（图1-3）。随凸模继续下压，凸、凹模刃口处出现微小裂纹不断向材料内部扩展，当上下裂纹重合时（在合理间隙的情况下），板

4、料随即被拉断分离。二.间隙对冲压件质量的影响。如图2所示，冲裁模具中凹模与凸模刃口侧壁之间缝隙的距离C称为冲裁间隙。6毛刺断裂带光亮带圆角带图2：冲裁模间隙示意图　　　　　　　图3：制件断面质量图1.间隙对断面质量的影响。如上图3所示，制件具有塌角、光亮带、断裂带、毛刺四个特征带。塌角（也称圆角带）是凸模压入时，刃口附近的材料被拉入变形的结果。在大间隙和软材料冲裁时，塌角较大。光亮带（也称塑剪带）是塑性变形阶段刃口切入板料后，材料受侧面模具挤压变形产生的表面。光亮带光滑、垂直，是断面精度和质量最好的部分，通常光亮带占断面的1/3～2/3。断裂带（

5、也称粗糙带）是刃口裂纹在拉应力作用下不断扩展而形成的撕裂面，表面粗糙无光泽，略呈锥度，不与板面垂直。毛刺是伴随裂纹出现而产生的，毛刺的大小，取决于裂纹的起点。当间隙不合适或刃口变钝时，会产生较大的毛刺。将冲裁间隙分为三类。即Ⅰ类（小间隙）、Ⅱ类（中等间隙）、Ⅲ类（大间隙）。三类不同的冲裁间隙对制件断面产生不同的结果（见表1）。表1：不同间隙产生不同断面质量比较表2.间隙对制件尺寸精度的影响。尺寸精度指冲压件实际尺寸与基本尺寸的差值，测量制件与凸、凹模偏差时，落料件以凹模为基准，冲孔件以凸模为基准。即：落料件尺寸偏差△D＝制件尺寸-凹模尺寸6冲孔件

6、尺寸偏差△D＝制件孔径-凸模外径理想情况是：落料时制件尺寸与凹模尺寸一致，冲孔时制件尺寸与凸模外径一致。这时尺寸精度最高，△D等于零。实际上制件都会产生尺寸偏差，影响偏差的因素很多，其中间隙是最主要的因素，不同情况会出现正负偏差（见图4）。落料:间隙在料厚的5％以内时，大间隙，材料处受剪切外还产生拉伸弹性变形，冲裁后由于“回弹”将使制件尺寸有所减小，减小的程度也随间隙的增大而增加。小间隙，材料除受剪切外还产生压缩弹性变形，冲裁后由于“回弹”而使制件尺寸有所增大，增大的程度也随间隙的减小而增加；间隙在料厚的5％～25％时，制件尺寸不随间隙的增大而增

7、加；间隙在料厚的25％以上时，制件尺寸又会变小。间隙在料厚的2％以内时，制件尺寸比凹模尺寸大。冲孔：间隙在料厚的5％以下时，制件孔径比凸模外径小，间隙增大，孔径变大；间隙在料厚的15％左右时，孔径最大，以后随间隙的增大孔径反而变小。　　　　图4-1：落料时　　　　　　　　　　　　　图4-2：冲孔时图4：间隙对制件尺寸偏差的影响3.间隙对制件平面度的影响。冲裁过程中，板料受弯矩作用产生弯曲，影响制件的平面度（见图5）。通常间隙越大，弯曲越明显，有时在小间隙情况下，由于凹模侧面对制件有挤压作用，也会出现较大的弯曲。图5：平面度与间隙关系三.冲裁间隙的

8、合理确定。6由以上分析可见，合理间隙是一个模糊的概念，没有明确的外延。权衡对冲压件质量、模具寿命和冲裁力能消耗及卸料力、推件力的影响规律