冲裁模间隙

4．2．1 冲裁模间隙对制件、模具等的影响

冲裁间隙是凸、凹模刃口工作部分尺寸之差，Z表示双面间隙，c表示单面间隙。冲裁间隙是保证合理冲裁的重要工艺参数，它对冲裁件的断面质量、尺寸精度起着决定性作用，对模具寿命、冲裁力、卸料力和顶料力等都有较大影响。

（1）对冲裁件质量的影响

如间隙合适，上下裂纹相互重合；如间隙过小，上下两面裂纹不重合；如间隙过大，对于薄料会形成拉长的毛刺，对于厚料会形成塌角；如间隙分布不均，则一边形成光亮带，一边形成塌角。

（2）对冲裁件尺寸的影响

间隙较小时，落料尺寸大于凹模尺寸；冲孔尺寸小于凸模尺寸。间隙较大时，落料尺寸小于凹模尺寸；冲孔尺寸大于凸模尺寸。

（3）对冲模寿命的影响

冲裁时，板料对凸模和凹模刃口产生侧压力N1和N2（见图4．5）。间隙小，侧压力加大，摩擦力μN1和μN2也增大，刃口磨损加剧，寿命下降；间隙偏大，坯料弯曲相应增大，刃口断面上的压力分布不均匀，容易崩刃或产生塑性变形，降低使用寿命。

图4．5 模具刃口受力状况

（4）对各种力的影响

间隙增大时，冲裁力有一定程度的减小，卸料力和推料力也随之降低；反之，间隙减小时，各种力均随之增加。

4．2．2 合理间隙的概念及其确定

（1）合理间隙的概念

在保证断面质量的前提下，影响冲裁件间隙值的主要因素是材料厚度和材料性质。由于各种冲裁件对断面质量和尺寸精度的要求不同，以及采购的材料厚度和材料性质有所差异，因此在生产实践中很难确定统一的间隙数值。综合分析，合理间隙的确定原则是在保证冲裁件断面质量和尺寸精度的前提下，模具寿命最高。

再考虑模具制造中的偏差及使用中的磨损，即可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。考虑模具在使用过程中的磨损使间隙增大，设计与制造新模具时应采用最小合理间隙cmin。

（2）确定合理间隙的方法

确定合理间隙的方法有理论确定法与经验确定法。

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，以获得良好的断面质量。如图4．6所示为冲裁过程中开始产生裂纹的瞬时状态。根据图中三角形ABC的关系可求得间隙值c为：

c＝（t－h0）tanβ＝t（l－h0／t）tanβ（4．1）

式中 h0——凸模切入深度；

β——最大剪应力方向与垂线方向的夹角。

从式（4．1）可以看出，间隙c与材料厚度t、相对切入深度h0／t以及裂纹方向β有关。而h0／t、β又与材料性质有关，材料越硬，h0／t越小。因此影响间隙值的主要因素是材料性质和厚度。材料越硬越厚，所需的合理间隙值越大。

图4．6 冲裁过程中产生裂纹的瞬时状

2）经验确定法

表4．2是依据冲裁时上下裂纹重合而确定的合理间隙，适用于汽车车身等尺寸公差范围较大的零件。由表4．2可知，材料越硬越厚，双面间隙值越大，这与式（4．1）的分析相吻合。

考虑模具在使用过程中的磨损使间隙增大，故设计制造模具时应采用最小合理间隙Zmin。

冲裁间隙的合理数值应在设计凸、凹模工作部分尺寸时给予保证，同时在模具装配时必须保持间隙沿封闭轮廓线分布均匀，这样才能保证满意的效果。

表4．2 冲裁模双面间隙／mm

续表