沖壓模具沖裁間隙選取及異常處理方式

        經(jīng)過分析沖壓模具沖裁板料的進(jìn)程，板料受力狀況、變形機(jī)理及成形斷面狀況，來探討不同間隙情況對(duì)沖裁斷面的影響和沖裁空隙對(duì)沖裁件質(zhì)量的影響，使模具沖裁進(jìn)程及其會(huì)呈現(xiàn)的反常更詳細(xì)地呈現(xiàn)出來，從而討論如何選取適合的沖裁間隙，對(duì)沖裁異常進(jìn)行針對(duì)性處理。

       沖裁過程及斷面分析

沖壓件的斷面具有的區(qū)域特征

           圖1為沖壓模具沖壓板件時(shí)的受力圖，沖裁時(shí)板料在筆直方向壓力、橫向揉捏力、摩擦力、彎矩和拉力的效果下發(fā)生復(fù)雜形變（曲折、拉伸、剪切、揉捏)，其主要進(jìn)程包括彈性變形階段、塑性變形階段、剪切開裂別離。由此發(fā)生的結(jié)果便是在沖壓件的斷面處有顯著的區(qū)域特征，可分為圓角帶、塑剪帶（亮光帶)、剪裂帶（開裂帶)及毛刺四部分區(qū)域，如圖2所示。

其中圓角帶即塌角帶是板料與凹模相觸摸的一側(cè)在沖裁開始時(shí)，被擠入凹模的洞口，由于受拉伸的效果構(gòu)成的，跟著受力的添加而逐漸增大，直到呈現(xiàn)裂紋；它是模具切入時(shí)被下壓的自在外表部分；當(dāng)沖裁空隙增大時(shí)，其相對(duì)應(yīng)的塌角帶也會(huì)相應(yīng)的呈現(xiàn)增大的變化。

         圖1 沖壓模具沖壓板件時(shí)的受力圖
  
塑剪帶（亮光帶)是模具揉捏和切入資料使其發(fā)生塑性變形而構(gòu)成的，是整個(gè)斷面上質(zhì)量杰出的部分，其在整個(gè)斷面區(qū)域的份額會(huì)跟著板料資料、模具的空隙、刃口的尖利程度及工作條件的不同而不同，其中模具的結(jié)構(gòu)方式和凸凹模之間的空隙大小對(duì)沖裁切斷斷面質(zhì)量的影響※為顯著，當(dāng)沖裁空隙增大時(shí)其塑剪帶的寬度將會(huì)相應(yīng)減小。

         剪裂帶也稱為粗糙帶，關(guān)注微信公眾號(hào)，沖壓幫、是刃口處的微裂紋在拉應(yīng)力效果下不斷擴(kuò)展開裂而構(gòu)成的，其外表粗糙且?guī)в绣F度，當(dāng)模具的空隙值合當(dāng)令，在凹凸模刃口鄰近發(fā)生的微細(xì)裂紋繼續(xù)開展，并在最終呈現(xiàn)外表粗糙并且無光澤的狀況；由于這部分為發(fā)生裂紋而破斷的部分，在此處呈現(xiàn)晶粒狀的外表。這種粗糙的剪裂帶跟著沖裁空隙的增大而增大；可是到必定程度后，會(huì)呈現(xiàn)減小的趨勢。

圖2 沖壓件的斷面有顯著的區(qū)域特征

         毛刺區(qū)是在開裂帶周圍構(gòu)成的不規(guī)則的撕裂毛邊，各部分所占份額隨資料性能、料厚、刃口尖利程度、模具結(jié)構(gòu)及凹凸?？障兜确矫娴牟煌兓苄圆畹馁Y料，開裂傾向嚴(yán)重，開裂帶增寬，亮光帶圓角帶所占份額較小，毛刺也小；塑性好的資料則相反。想要進(jìn)步?jīng)_裁件的斷面質(zhì)量，可經(jīng)過添加亮光帶的高度和添加整形工序來完成。添加亮光帶高度是經(jīng)過延長塑性變形階段推延裂紋的發(fā)生來完成的。同時(shí)由于此區(qū)域?yàn)閼?yīng)力會(huì)集區(qū)域，因而也是衡量板料沖裁質(zhì)量的重要參數(shù)目標(biāo)，經(jīng)過板料沖裁斷面及毛刺的呈現(xiàn)方式來對(duì)模具空隙進(jìn)行調(diào)整，使其得到較好的沖裁板料。

沖裁空隙對(duì)板料斷面的影響

       沖裁空隙是影響斷面質(zhì)量的主要因素，只有當(dāng)凹凸模沖裁空隙恰其時(shí)，上下兩條裂紋才干重合，此刻板料斷面斜度很小，比較平直，外表潤滑，毛刺小且無裂紋分層。不同沖裁空隙對(duì)板料斷面發(fā)生不同的影響。

模具空隙過小

      資料在凸模刃口處鄰近發(fā)生的裂紋進(jìn)入凸模下面的壓應(yīng)力區(qū)而停止開展，使資料在凸凹模刃口鄰近發(fā)生的裂紋不重合，此刻斷面資料在兩條裂紋距離較近的當(dāng)?shù)匕l(fā)生二次拉裂，發(fā)生第二亮光帶——雙亮光帶、還有部分資料被擠出外表構(gòu)成毛刺?；蛟S沒有構(gòu)成第二亮光帶，卻在開裂面有斷續(xù)的小亮光塊，即制件斷面亮光帶太寬，有齒狀毛刺，其斷面及毛刺狀況如圖3所示。

模具空隙過大

      資猜中的拉應(yīng)力會(huì)使拉伸開裂過早發(fā)生，因而使得開裂面寬亮光帶變窄。空隙過大時(shí)發(fā)生的裂紋也不重合，第二次拉裂發(fā)生的開裂層的斜度會(huì)添加沖裁斷面呈現(xiàn)的兩個(gè)斜度。有時(shí)斷面中間呈現(xiàn)顯著的凹狀，毛刺不但高并且呈三角狀，即制件斷面粗糙圓角大，亮光帶小，有拉長的毛刺，其毛刺及斷面狀況如圖4所示。

模具空隙不均

      相應(yīng)的沖裁板料也會(huì)呈現(xiàn)部分空隙過大或過小的狀況，即制件斷面亮光帶不均勻或一邊有帶斜度的毛刺，其毛刺狀況及斷面如圖5所示。

圖4 空隙過大發(fā)生的毛刺及斷面狀況    圖5 空隙不均勻發(fā)生的毛刺與斷面狀況

模具刃口尖利度

      模具刃口的尖利狀況也會(huì)對(duì)其沖裁進(jìn)程發(fā)生影響，當(dāng)模具刃口磨損成圓角而變鈍時(shí)，刃口與資料的觸摸面積添加，應(yīng)力會(huì)集效應(yīng)減輕，揉捏效果增大，從而延緩了裂紋的發(fā)生，因而制件圓角大，亮光帶寬，但毛刺高度也變大。

沖裁空隙值的選取

      在沖壓模具中，落料尺度取決于凹模尺度（作為基準(zhǔn)側(cè))，空隙值從凸模上取出；沖孔尺度取決于凸模尺度（作為基準(zhǔn)側(cè))，空隙值從凹模上取出。所謂合理的空隙，便是選用這一空隙進(jìn)行沖裁時(shí)，能夠得到令人滿意的工件斷面質(zhì)量，較高的尺度精度和使沖裁力(卸料力和推件力)※小，并使模具有較長的使用壽命?？墒羌偃邕x用一個(gè)空隙的數(shù)值要求同時(shí)滿足以上許多要求是不可能的。因而，生產(chǎn)上依據(jù)零件的詳細(xì)要求，歸納考慮各種因素的影響，選擇適當(dāng)?shù)目障兑?guī)模作為合理空隙，其上限為※大合理空隙，其下限為小空隙。合理空隙指的是一個(gè)規(guī)模值，在詳細(xì)規(guī)劃沖模時(shí)，依據(jù)零件和生產(chǎn)上的詳細(xì)要求可按下述原則進(jìn)行選取。

⑴當(dāng)對(duì)沖裁件斷面質(zhì)量無特殊要求時(shí)，為了進(jìn)步模具的使用壽命和減小沖裁力，以獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益，能夠選擇較大空隙值。

⑵當(dāng)對(duì)沖裁件斷面質(zhì)量有較高要求時(shí)，應(yīng)選擇較小空隙值。

⑶在規(guī)劃沖裁模刃口尺度時(shí)，考慮到模具在使用進(jìn)程中會(huì)磨損，會(huì)使刃口空隙增大，應(yīng)按※小空隙值來計(jì)算刃口的尺度。因?yàn)橛?jì)算法在生產(chǎn)中使用不方便，故現(xiàn)在普遍使用查表選取法。

不同沖裁空隙的適用規(guī)模：

⑴小空隙。要求有大的直壁斷面，極小的塌角，不進(jìn)行二次加工，并對(duì)模具要求較高的場合。

⑵較小空隙。適用于沖裁成形后需求進(jìn)行修邊的工序。

⑶中等空隙。因剩余應(yīng)力小，能減少變形破裂，適用于需求繼續(xù)曲折、拉伸、成形和翻邊的場合。

⑷較大空隙。要求具有杰出的模具壽命，但不要求有大的直邊切面的場合。

⑸大空隙。要求模具壽命長，對(duì)切斷斷面質(zhì)量要求不高的場合。