《冲裁间隙教学》PPT课件.ppt

模具专业课程模具专业课程李李 敏敏 第二章第二章 冲裁模具冲裁模具间隙隙2教学目教学目标:1.1.了解冲裁了解冲裁间隙的概念。隙的概念。2.2.熟悉冲裁熟悉冲裁间隙隙对模具寿命的影响。模具寿命的影响。3.3.熟悉冲裁熟悉冲裁间隙隙对冲裁力及卸料力、推件力、冲裁力及卸料力、推件力、顶件力的影响。件力的影响。4.4.掌握确定冲裁模具掌握确定冲裁模具间隙的方法。隙的方法。教学重点教学重点:1.1.过小和小和过大的冲裁大的冲裁间隙隙对模具寿命的影响。模具寿命的影响。2.2.冲裁冲裁间隙由小隙由小变大大时，冲裁力及卸料力、推件力、，冲裁力及卸料力、推件力、顶件力的件力的变化。化。3 3.掌握掌握理理论计算法和算法和查表法的使用方法。表法的使用方法。教学教学难点点:1.1.冲裁冲裁间隙隙过小和小和过大大时，凸、凹模的受力分析。，凸、凹模的受力分析。2.2.冲裁冲裁间隙隙变化化时，冲裁力及卸料力、推件力、，冲裁力及卸料力、推件力、顶件力的相件力的相应变化。化。二、重点和难点2.1 2.1 冲裁间隙的概念冲裁间隙的概念2.2 2.2 冲裁间隙对模具寿命的影响冲裁间隙对模具寿命的影响2.3 2.3 冲裁间隙对冲裁力的影响冲裁间隙对冲裁力的影响2.4 2.4 冲裁间隙对卸料力、推件力、顶件力冲裁间隙对卸料力、推件力、顶件力 的影响的影响2.5 2.5 合理间隙的选用合理间隙的选用2.6 2.6 思考题思考题第二章第二章 冲裁模具间隙冲裁模具间隙复习一：间隙对冲裁件断面质量的影响 间隙大小对断面质间隙大小对断面质量的影响有哪些？量的影响有哪些？复习二：间隙对尺寸精度的影响。由于弹性变形的存在，冲裁结束后出现弹性恢复，使由于弹性变形的存在，冲裁结束后出现弹性恢复，使尺寸与凸凹模刃口尺寸产生尺寸偏差，而弹性变形大小与尺寸与凸凹模刃口尺寸产生尺寸偏差，而弹性变形大小与冲裁间隙有直接的关系。冲裁间隙有直接的关系。间隙变化间隙变化冲冲 孔孔落落 料料间隙增大间隙增大金属受向内拉程度增大金属受向内拉程度增大,弹性回复使弹性回复使工件尺寸增大（孔尺寸）。工件尺寸增大（孔尺寸）。金属的拉伸度增大，弹性回复工金属的拉伸度增大，弹性回复工件尺寸减小（下工件尺寸）。件尺寸减小（下工件尺寸）。间隙变小间隙变小金属受压程度增大，孔尺寸减小。金属受压程度增大，孔尺寸减小。金属受内压程度增大，工件尺寸金属受内压程度增大，工件尺寸增大。增大。复习三：间隙对冲裁件毛刺的影响 冲裁间隙是影响毛刺大小的主要因素，但材料不同时其影响程度有较大的差别。如右图示为低碳钢板落料件毛刺高度隙间隙的变化规律。从图中可见，毛刺高度h随相对冲裁间隙Z/t 的变化有一个相对稳定阶段，当Z/t 的值在8%24%之间变化时，h值变化很小。而当Z/t 过大或过小时，h值都可能增大。间隙对毛刺高度的影响间隙对毛刺高度的影响材料：软钢材料：软钢 板厚：板厚：3mm3mm三、本节内容的参考书目冲裁单面间隙Z/2冲裁双面间隙Z：指冲裁模中凹模刃口横向尺寸D凹与凸模刃口横向尺寸D凸的差值。2.1 冲裁间隙的概念图图2-1 2-1 冲裁间隙冲裁间隙2.2 冲裁间隙对模具寿命的影响冲裁模具寿命分冲裁模具寿命分为刃磨寿命刃磨寿命和和模具模具总寿命寿命。冲裁模具的破坏形式主要有：冲裁模具的破坏形式主要有：磨磨损、啃坏坏、崩刃崩刃、折断折断、变形形和和涨裂裂等。等。刃磨刃磨：就是将刃口变钝部分磨掉。一般使用的设备为平面磨床：就是将刃口变钝部分磨掉。一般使用的设备为平面磨床。刃磨量刃磨量：凸模长度或凹模厚度的减小量就是刃磨量。刃磨量为或稍：凸模长度或凹模厚度的减小量就是刃磨量。刃磨量为或稍多一些，一般不超过。多一些，一般不超过。刃磨寿命刃磨寿命：通常将两次刃磨之间的冲裁次数称为模具的刃磨寿命。：通常将两次刃磨之间的冲裁次数称为模具的刃磨寿命。总寿命总寿命：模具到了需要更换凸模和凹模或整副模具都要报废时，总：模具到了需要更换凸模和凹模或整副模具都要报废时，总的冲裁次数就称为模具总寿命。的冲裁次数就称为模具总寿命。图图2-2 2-2 凹模刃口有效直线部分凹模刃口有效直线部分h h2.2 冲裁间隙对模具寿命的影响 由下由下图可可见，随着冲裁次数的增加，合金工具，随着冲裁次数的增加，合金工具钢制造的制造的凸、凹模的磨凸、凹模的磨损越来越大。越来越大。图图2-3 2-3 凸、凹模的磨损形式凸、凹模的磨损形式冲裁时凸、凹模受力分析：冲裁时凸、凹模受力分析：1 1、冲裁间隙过小时，由于挤压作用加剧，、冲裁间隙过小时，由于挤压作用加剧，垂直力垂直力F1,F2F1,F2、侧压力、侧压力F3,F4F3,F4和摩擦力增大，和摩擦力增大，造成刃口磨损，甚至使二次剪切产生的金造成刃口磨损，甚至使二次剪切产生的金属碎屑与模具之间产生粘结现象，并引起属碎屑与模具之间产生粘结现象，并引起崩刃、凹模胀裂、小凸模折断、凸凹模相崩刃、凹模胀裂、小凸模折断、凸凹模相互啃刃等异常损坏。互啃刃等异常损坏。2 2、冲裁间隙过大时，板料的弯曲拉伸增、冲裁间隙过大时，板料的弯曲拉伸增大，垂直力和力偶大，垂直力和力偶M M也会相应增大，导致也会相应增大，导致凸凹模端面磨损。凸凹模端面磨损。2.2 冲裁间隙对模具寿命的影响图图2-4 2-4 裂纹的形成与发展裂纹的形成与发展间隙过小时的断面质量间隙过小时的断面质量间隙过大时的断面质量间隙过大时的断面质量1 1、当间隙很小时，由于挤压作用加剧，、当间隙很小时，由于挤压作用加剧，板料所受拉应力减小，压应力增大，不易板料所受拉应力减小，压应力增大，不易产生裂纹，冲裁力较大。产生裂纹，冲裁力较大。2 2、当间隙增大时，拉应力增大，上下裂、当间隙增大时，拉应力增大，上下裂纹重合，冲裁力迅速减小。纹重合，冲裁力迅速减小。3 3、当间隙继续增大时，凸、凹模刃口产、当间隙继续增大时，凸、凹模刃口产生的裂纹不重合，发生二次断裂，冲裁力生的裂纹不重合，发生二次断裂，冲裁力下降变缓。下降变缓。间隙达材料厚的间隙达材料厚的5%-20%5%-20%时，冲时，冲裁力下降不明显。裁力下降不明显。图图2-5 2-5 间隙大小对冲裁力的影响间隙大小对冲裁力的影响2.3 冲裁间隙对冲裁力的影响1 1、当间隙增大时，冲裁件光亮带变窄，、当间隙增大时，冲裁件光亮带变窄，落料尺寸小于凹模尺寸，冲孔尺寸大于凸落料尺寸小于凹模尺寸，冲孔尺寸大于凸模尺寸，卸料力、推件力或顶件力迅速减模尺寸，卸料力、推件力或顶件力迅速减小。小。2 2、当间隙继续增大时，制件毛刺变大，、当间隙继续增大时，制件毛刺变大，卸料力、顶件力又会增大。卸料力、顶件力又会增大。3 3、当单边间隙当单边间隙Z Z增大到材料厚度的增大到材料厚度的15%-15%-20%20%时，卸料力为时，卸料力为0 0。图图2-6 2-6 间隙大小对卸料力的影响间隙大小对卸料力的影响卸料力演示动画：卸料力演示动画：顶件力演示动画：顶件力演示动画：2.4 冲裁间隙对卸料力、推件力、顶件力的影响卸料力、推件力、卸料力、推件力、顶件力分别是指顶件力分别是指什么？什么？间隙的选取要使冲裁达到较好的间隙的选取要使冲裁达到较好的断面质量、较高的尺寸精度，较小的断面质量、较高的尺寸精度，较小的冲裁力，较高的模具寿命。冲裁力，较高的模具寿命。合理间隙指一个范围值，合理间隙指一个范围值，其上限为最大合理间隙其上限为最大合理间隙,下限为最小下限为最小合理间隙。间隙的确定是综合考虑上合理间隙。间隙的确定是综合考虑上述各个因素的影响述各个因素的影响,选择一个适当的选择一个适当的问隙范围作为合理间隙。问隙范围作为合理间隙。观察法：合理的冲裁间隙指塌角观察法：合理的冲裁间隙指塌角带和断裂带小，光亮带占整个断面的带和断裂带小，光亮带占整个断面的1/31/3左右，不出现二次光亮带，毛刺左右，不出现二次光亮带，毛刺高度合理。高度合理。在在具具体设计模具时体设计模具时,根据工件和根据工件和生产上的具体要求可按下列原则进行生产上的具体要求可按下列原则进行选取：选取：(l)(l)当工件的断面质量没有严格当工件的断面质量没有严格要求时要求时,为了提高模具寿命和减小冲为了提高模具寿命和减小冲裁力裁力,可以选择较大间隙值。可以选择较大间隙值。(2)(2)当工件断面质量及制造公差当工件断面质量及制造公差要求较高时应选择较小间隙值。要求较高时应选择较小间隙值。2.5 合理间隙的选用一一、理论计算法：、理论计算法：图图2-7 2-7 间隙大小对卸料力的影响间隙大小对卸料力的影响图图2-8 2-8 冲裁件断面冲裁件断面2.5 合理间隙的选用tan=tan=（Z/2Z/2）/（t-bt-b）Z=2tZ=2t（1-b/t1-b/t）tantan其中：其中：t-t-板料厚度、板料厚度、b/t-b/t-相对切入深度、相对切入深度、-裂纹方向角裂纹方向角 材料塑性越好或硬度越低，则光亮带材料塑性越好或硬度越低，则光亮带所占的相对宽度所占的相对宽度b/tb/t就越大；反之，材料就越大；反之，材料塑性越差或硬度越高，则塑性越差或硬度越高，则b/tb/t就越小。就越小。从表中可以看出，间从表中可以看出，间隙值是一个范围，那隙值是一个范围，那么请同学们思考，新么请同学们思考，新模具的间隙值选用是模具的间隙值选用是用最大合理间隙值还用最大合理间隙值还是最小合理间隙值？是最小合理间隙值？2.5 合理间隙的选用二、查表法二、查表法计算冲裁模刃口尺寸计算冲裁模刃口尺寸时时,考虑到模具在使用考虑到模具在使用过程中的磨损会使刃过程中的磨损会使刃口间隙增大口间隙增大,应当按应当按Zmin值来计算。值来计算。这是一种比较实用的、易于记忆的确定合理冲裁间隙的方法。其值用下列公式表达：C=mtC=mt式中：C合理冲裁间隙；t板料厚度；m经验记忆系数，参考数据如下：软态有色金属：m=48；硬态有色金属、低碳钢、纯铁：m=610；中碳钢、不锈钢：m=71 4；高碳钢、弹簧钢：m=l224；硅钢：m=510；非金属(皮革、石棉、胶布板、纸板等)：m=14。三、经验记忆法三、经验记忆法2.5 合理间隙的选用 应当指出，上述记忆系数值是基于常用普通板料冲裁而归应当指出，上述记忆系数值是基于常用普通板料冲裁而归纳总结出来的。各行业各企业对此的选取值是不相同的。在使纳总结出来的。各行业各企业对此的选取值是不相同的。在使用过程中还应考虑以下因素：用过程中还应考虑以下因素：(1)(1)对于制件断面质量要求高的其值可取小些；对于制件断面质量要求高的其值可取小些；(2)(2)计算冲孔间隙时比计算落料间隙时其值可取大些；计算冲孔间隙时比计算落料间隙时其值可取大些；(3)(3)为减小冲裁力其值可取大些；为减小冲裁力其值可取大些；(4)(4)为减少模具磨损其值可取大些；为减少模具磨损其值可取大些；(5)(5)计算异形件间隙时比计算圆形件间隙时其值可取大些；计算异形件间隙时比计算圆形件间隙时其值可取大些；(6)(6)冲裁厚板冲裁厚板(8mm)8mm)时其值可取小些。时其值可取小些。2.5 合理间隙的选用2.6 思考题 1.1.什么是冲裁间隙什么是冲裁间隙?2.2.冲裁间隙过大和过小对模具有什么影响？并冲裁间隙过大和过小对模具有什么影响？并作简要的受力分析。作简要的受力分析。3.3.冲裁间隙对冲裁力的影响是有哪些？冲裁间隙对冲裁力的影响是有哪些？4.4.冲裁间隙由小到大时，卸料力、推件力、顶冲裁间隙由小到大时，卸料力、推件力、顶件力是怎么变化的？件力是怎么变化的？5.5.理论计算法的公式是？取决于哪些因素？理论计算法的公式是？取决于哪些因素？6.6.查表法中，新模具的间隙值应怎么选择？查表法中，新模具的间隙值应怎么选择？6谢谢！谢谢！