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1、冲裁变形过程与凸凹模刃口尺寸计算2.7.1 2.7.1 冲裁变形过程及冲件断面质量冲裁变形过程及冲件断面质量、冲裁的变形过程、冲裁的变形过程 板（带）料在凸、凹模之间被剪切、使板料板（带）料在凸、凹模之间被剪切、使板料产生分离的变形过程，称冲裁变形过程。变形过产生分离的变形过程，称冲裁变形过程。变形过程可分为三个阶段。见图程可分为三个阶段。见图2-642-64。图图2-642-64冲裁变形过程冲裁变形过程冲裁变形过程与凸凹模刃口尺寸计算弹性变形阶段：凸模与板料接触并压下板料，板弹性变形阶段：凸模与板料接触并压下板料，板料产生上翘，下拱。但板料内部应力小于屈服极料产生上翘，下拱。但板料内部应力小
2、于屈服极限。在板料与凸模、凹模接触处出现微痕为止。限。在板料与凸模、凹模接触处出现微痕为止。卸载后，板料能恢复原状。卸载后，板料能恢复原状。塑性变形阶段：，板料内部应力达到并超过屈服塑性变形阶段：，板料内部应力达到并超过屈服极限，此时凸模挤入材料。材料挤入凹模洞口。极限，此时凸模挤入材料。材料挤入凹模洞口。直到应力达到强度极限，板料与凸、凹模接触处直到应力达到强度极限，板料与凸、凹模接触处出现微裂为止。出现微裂为止。剪裂阶段：板料内部应力大于强度极限后，第二剪裂阶段：板料内部应力大于强度极限后，第二阶段产生的微裂逐渐扩大，上、下裂纹重合，板阶段产生的微裂逐渐扩大，上、下裂纹重合，板料产生分离。
3、料产生分离。冲裁变形过程与凸凹模刃口尺寸计算2 2、冲裁件的剪切断面特征、冲裁件的剪切断面特征由于冲裁变形的特点，不仅使冲出的制件或孔有由于冲裁变形的特点，不仅使冲出的制件或孔有毛刺，而且使其剪切断面具有四个部分，见图毛刺，而且使其剪切断面具有四个部分，见图2-2-6565。图图2-65 2-65 冲裁断面状态冲裁断面状态冲裁变形过程与凸凹模刃口尺寸计算圆角带圆角带a a：是塑性变形阶段纤维的拉伸与弯曲所形：是塑性变形阶段纤维的拉伸与弯曲所形成的，软料比硬料圆角大。成的，软料比硬料圆角大。光亮带光亮带b b：是塑性变形阶段凸模挤入材料，材料挤：是塑性变形阶段凸模挤入材料，材料挤入凹模所形成的，
4、其断面光亮垂直，通常占全断入凹模所形成的，其断面光亮垂直，通常占全断面的面的1/21/21/31/3。材料塑性好，模具间隙小，光亮。材料塑性好，模具间隙小，光亮带所占比例大。带所占比例大。断裂带断裂带c c：是断裂阶段凸凹模刃口处的微裂扩展而：是断裂阶段凸凹模刃口处的微裂扩展而形成的，其断面粗糙、有斜度。形成的，其断面粗糙、有斜度。毛刺带毛刺带d d：是断裂阶段材料拉断后的纤维延伸而形：是断裂阶段材料拉断后的纤维延伸而形成的，毛刺太大影响冲件质量。成的，毛刺太大影响冲件质量。冲裁变形过程与凸凹模刃口尺寸计算2.7.2 2.7.2 冲裁凸模与凹模之间的间隙冲裁凸模与凹模之间的间隙 冲裁凸模与凹模
5、之间的间隙又称冲裁间隙。是指凹冲裁凸模与凹模之间的间隙又称冲裁间隙。是指凹模刃口横向尺寸的差值，通常用表示。其值可为正，模刃口横向尺寸的差值，通常用表示。其值可为正，也可为负，但在普通冲裁模中均为正值。也可为负，但在普通冲裁模中均为正值。1 1、间隙对冲裁断面质量和模具寿命的影响、间隙对冲裁断面质量和模具寿命的影响 图图2-66 2-66 间隙对冲裁断面的影响间隙对冲裁断面的影响冲裁变形过程与凸凹模刃口尺寸计算 当间隙过小时，如图当间隙过小时，如图2-66 a2-66 a）所示，上、下裂纹互不）所示，上、下裂纹互不重合，两裂纹之间的材料随着冲裁的进行将被第二次剪切，重合，两裂纹之间的材料随着冲
6、裁的进行将被第二次剪切，在断面上形成第二光亮带，造成潜伏裂纹（夹层）。摩擦在断面上形成第二光亮带，造成潜伏裂纹（夹层）。摩擦磨损严重，模具寿命低（冲硬质材料更为突出）。光亮带磨损严重，模具寿命低（冲硬质材料更为突出）。光亮带宽度增加，圆角、毛刺、斜度、曲翘、穹弯等弊病都有所宽度增加，圆角、毛刺、斜度、曲翘、穹弯等弊病都有所减小，制件质量较高。减小，制件质量较高。 当间隙过大时，如图当间隙过大时，如图2-66 c2-66 c）所示，上，下裂纹仍然）所示，上，下裂纹仍然不重合，使塑性变形较早结束。所以，光亮带变窄，断裂不重合，使塑性变形较早结束。所以，光亮带变窄，断裂带、圆角带增宽，毛刺和斜度较大
7、，穹弯、翘曲现象显著。带、圆角带增宽，毛刺和斜度较大，穹弯、翘曲现象显著。对于厚材料，圆角带增宽更为突出，毛刺更长。因弹性回对于厚材料，圆角带增宽更为突出，毛刺更长。因弹性回复会使外尺寸缩小，内尺寸增大：推料力与卸料力大为减复会使外尺寸缩小，内尺寸增大：推料力与卸料力大为减小，甚至为零。模具寿命较高。小，甚至为零。模具寿命较高。冲裁变形过程与凸凹模刃口尺寸计算2 2、间隙对冲件尺寸精度的影响、间隙对冲件尺寸精度的影响 冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的实际尺寸与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，差值越小，则精度越高，这个基本尺寸的差值，差值越小，则精度越高，这个差值包括两个方面的
8、偏差，一是冲裁件相对于凸差值包括两个方面的偏差，一是冲裁件相对于凸模或凹模尺寸的偏差，一是模具本身的制造偏差。模或凹模尺寸的偏差，一是模具本身的制造偏差。 当凸、凹模间隙较大时，材料所受拉深作用当凸、凹模间隙较大时，材料所受拉深作用增大，冲裁完成后落料尺寸小于凹模尺寸，冲孔增大，冲裁完成后落料尺寸小于凹模尺寸，冲孔孔径大于凸模直径。孔径大于凸模直径。 当凸、凹模间隙较小时，由于材料受凸、凹当凸、凹模间隙较小时，由于材料受凸、凹模压力大。使落料件尺寸增大，冲孔孔径变小。模压力大。使落料件尺寸增大，冲孔孔径变小。冲裁变形过程与凸凹模刃口尺寸计算3 3、间隙大小的确定、间隙大小的确定由以上分析可见，
9、凸、凹模间隙对冲裁件质量、由以上分析可见，凸、凹模间隙对冲裁件质量、冲裁力、模具寿命都有很大的影响。因此，设计冲裁力、模具寿命都有很大的影响。因此，设计模具时一定要选择一个合理的初始间隙。模具时一定要选择一个合理的初始间隙。初始间隙：为模具制造成功时所存在的间隙，也初始间隙：为模具制造成功时所存在的间隙，也是设计时所选用的间隙。是设计时所选用的间隙。考虑到模具制造中的偏差和模具的磨损情况，生考虑到模具制造中的偏差和模具的磨损情况，生产中通常选择一个适当的范围作为合理的初始间产中通常选择一个适当的范围作为合理的初始间隙，只要初始间隙在这个范围内，就可冲出良好隙，只要初始间隙在这个范围内，就可冲出
10、良好的制件的制件, ,这个范围称为最小初始间隙这个范围称为最小初始间隙ZminZmin，和最大，和最大初始间隙初始间隙Zmax Zmax 。冲裁变形过程与凸凹模刃口尺寸计算确定初始间隙的方法一般用经验确定法。确定初始间隙的方法一般用经验确定法。根据近年来的研究与使用经验，在确定初始间隙根据近年来的研究与使用经验，在确定初始间隙值时要按使用要求分类选用。对于尺寸精度、断值时要按使用要求分类选用。对于尺寸精度、断面垂直度要求高的制件，应选用较小初始间隙值。面垂直度要求高的制件，应选用较小初始间隙值。如表如表2-122-12所示。对于断面垂直度与尺寸精度不高所示。对于断面垂直度与尺寸精度不高的制件，应以降低冲裁力，提高模具寿命为主，的制件，应以降低冲裁力，提高模具寿命为主，可采用较大初始间隙值。可采用较大初始间隙值。 更多精品资源请访问更多精品资源请访问更多精品资源请访问更多精品资源请访问
