模具设计中凹凸模间隙对模具寿命的影响.doc

模具设计中凹凸模间隙对模具寿命的影响秦俊峰(宁夏理工机械管理学院,机械系,43910230) 摘 要:当冲裁模间隙合理时，能够使材料在凸凹模人口处产生的上下裂纹相互重合于同一位置。这样所得到冲裁断面光亮带区域较大，而塌面和毛刺较小断裂锥度适中，零件表面较平整。冲裁件可得到较满意的质量。而间隙较小时模具寿命也较小，但得到的制件的质量较好。而间隙较大时模具寿命也较大，但得到的制件的质量较差关键词:模具;冲压;影响。1引言在模具设计中，凹凸模冲裁间隙不仅对制造的断面质量,尺寸精度及冲裁力,卸料力,推料力，顶料力等产生影响，更为重要的是对模具寿命的影响。2正文2.1凹凸模间隙的重要作用以及对模具寿命的影响凹凸模间隙是指凹模与凸模刃口间缝隙的距离。如无特殊要求，通常指双边间隙，即凹刃口十寸减去凸刃口尺寸。理想的间隙应该是板料冲裁断裂时,凸凹模刃口边所产生的裂纹在一条直线上,否则冲片边缘将出现不允许的毛刺,使得刃口粘结严重,磨损加快,进而影响模具的寿命。在间隙变化的过程中，不同厚度的相同材质，或相同厚度的不同材质，其各质量因素与磨损方式都在进行着自己的演变。因此，一个间隙值不可能同时满足多个因素的要求，只能在不同的质量要求的前提下，各取所需，尽可能地提高模具寿命 。冲压过程中，模具作用的压应力越大，摩擦也越严重。所以过小的间隙对冲压模具寿命极为不利。 而较大的间隙可使凸模侧面及材料间的摩擦减小，并减缓间隙由于受到制造和装配精度的限制，出现间隙不均匀的不利影响，从而提高冲压模具寿命模具作用的压应力越大，摩擦也越严重。所以过小的间隙对冲压模具寿命极为不利。 而较大的间隙可使凸模侧面及材料间的摩擦减小，并减缓间隙由于受到制造和装配精度的限制，出现间隙不均匀的不利影响，从而提高冲压模具寿命。2.2凹凸模间隙的合理选择 由以上分析可见，凸 、凹模间隙对冲压件质量、冲压工艺力、冲压模具寿命都有很大的影响。因此，设计冲压模具时一定要选择一个合理的间隙，以保证冲压件的断面质量、尺寸精度满足产品的要求、所需冲裁力小、冲压模具寿命高。但分别从质量、冲压力、冲压模具寿命等方面的要求确定的合理间隙并不是同一个数值，只是彼此接近。考虑到冲压模具制造中的偏差及使用中的磨损、生产中通常只选择一个适当的范围作为合理间隙，只要间隙在这个范围内，就可冲出良好的制件，这个范围的最小值称为最小合理间隙 cmin，最大值称为最大合理间隙cmax。考虑到冲裁模具在使用过程 中的磨损使间隙增大， 故设计 与制造新冲压模具时要采用最小合理间隙值 cmin。确定合理间隙的方法有理论确定法与经验确定法。2.2.1理论确定法理论确定法的主要依据是保证上下裂纹会合，以便获得良好的断面。根据三角形 ABC的关系可求得间隙值c为：c =( t - h0 ) tan = t (1-h0/t) tan。式中， h 凸 模切入深度；最大剪应力方向与垂线方向的夹角。从上式看出，间隙 c与材料厚度t、相对切入深度ht以及裂纹方向有关。而h与又与材料性质有关，材料愈硬， ht愈小。因此影响间隙值的主要因素是材料性质 和厚度。材料愈硬愈厚，所需合理间隙值越大。2.2.2经验确定法根据近年来的研究与使用经验，在确定间隙值时要按要求分类选用。对于尺寸精度、断面垂直度要求高的制件应选用较小间隙值，对于断面垂直度与尺寸精度要求不高的制件，应以降低冲裁力、提高冲压模具寿命为主，可采用较大间隙值。其值可按下列经验公式和实用间隙表选用：软材料：t 1 mm, c= 3% 4% t t = 1 3mm, c = (5% 8%)t t = 3 5mm ,c =(8% 10%)t 硬材料 ： t 1mm,c = ( 4% 5% )t t = 1 3mm, c = ( 6% 8% ) t = 3 8mm, c = ( 8% 1