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在五金件冲压过程中,冲裁凸模和凹模之间的间隙,不仅对冲裁件的质量有及重要的影响,而且还影响模具寿命、冲裁力、卸料力和推件力等。因此,间隙是冲裁模具设计的一个非常重要的参数。0 J+ d) \& ?, C% A% H; d
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% Q! c$ [1 ^! Q1 v6 b8 E5 ^" k8 m# h/ ]1、 间隙对冲裁件质量的影响
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冲裁件的断面质量主要指塌角的大小、光面(光亮带)约占板厚的比例、毛面(断裂带)的斜角大小及毛刺等。间隙合适时,冲裁时上、下刃口处所产生的剪切裂纹基本重合。这时光面占板厚的1/3~1/2,切断面的塌角、毛刺和斜度均很小,完全可以满足一般冲裁的要求。& c& s- r5 o* A- X: d0 T' n+ O
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间隙过小时。凸模刃口处的裂纹比合理间隙时向外错开一段距离。上、下裂纹之间的材料,随冲裁的进行将被第二次剪切,然后被凸模计入凹模洞口。这样,在冲裁件的切断面上形成第二个光面,在两个光面之间形成毛面,在端面出现挤长的毛刺。这种挤长毛刺虽比合理间隙时的毛刺高一些,但易去除,而且毛面的斜度和塌角小,所以只要中间撕裂不是很深,仍可使用。2 G. ]2 L" n9 [
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间隙过大时,凸模刃口处的裂纹比合理间隙时向内错开一段距离。材料的弯曲与拉伸增大,拉应力增大,塑性变形阶段较早结束,致使断面光面减少,塌角与斜度增大,形成厚而大的拉长毛刺,且难以去除;同时冲裁件的翘曲现象严重,影响生产的正常进行。7 P% ]+ O& c0 Q! G7 r, ~. `
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2、 间隙对冲裁件的影响
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试验证明,随间隙的增大,冲裁力有一定程度的降低,但当单面间隙介于材料厚度的5%~20%范围内,冲裁力的降低不超过5%~10%。因此,在正常情况下,间隙对冲裁力的影响不是很大。间隙对卸料力、推件力的影响比较显著。随间隙增大,卸料力和推件力都将减少。一般当单面间隙增大到材料厚度的15%~25%时,卸料力几乎降到零。) I6 s5 v+ o) i1 i* H; p
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3、 间隙对模具寿命的影响
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* i! h v- m& v( Z: y冲裁模常以刃口磨钝与崩刃的形式而失效。凸、凹模磨钝后,其刃口处形成圆角,冲裁件上就会出现不正常的毛刺。凸模刃口磨钝时,在落料件边缘产生毛刺;凹模刃口磨钝时,所冲孔口边缘产生毛刺;凸、凹刃口均磨钝时,则制作边缘与孔口边缘均产生毛刺。9 |/ e7 v2 Y% l
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由于材料的弯曲变形,材料对模具的反作用力主要集中于凸、凹模刃口部分。当间隙过小时,垂直力和侧压力将增大,摩擦力增大,加剧模具刃口的磨损;随后二次剪切产生的金属碎屑又加剧刃口侧面的磨损;冲裁后卸料和推件时,材料与凸、凹模之间的滑动摩擦还将再次造成刃口侧面的磨损,使得刃口侧面的磨损比端面的磨损大。
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4、 冲裁模间隙值得确定6 _5 M( g& M& T D7 x* Y
n6 V: g' V/ \1 A* N& ?凸模与凹模间每侧的间隙称为单面间隙,两侧间隙之和称为双面间隙。如无特殊说明,冲裁间隙就是指双面间隙。
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从上述的冲裁分析中可以看出,找不到一个固定的间隙值能同时满足冲裁加断面质量最佳,尺寸精度最高,翘曲变形最小,冲模寿命最长,冲裁力、卸料力、推件力最小等各方面的要求。因此,在冲压实际生产中,主要根据冲裁件断面质量、尺寸精度和模具寿命这几个因素给间隙规定一个范围值。只要间隙在这个范围内,就能得到合格的冲裁件和较长的模具寿命。这个间隙范围就称为合理间隙,合理间隙的最小值称为最小合理间隙,最大值称为合理间隙。设计与制造时,应考虑到凸、凹模在使用中会因磨损而是间隙增大,故应按最小合理间隙值来确定模具间隙。
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