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【教程】沖壓模具-沖裁力的確定及沖裁模的間隙

發布時間:2019-05-14 16:11:14 星期二
摘要:

制桶工藝學 第七章 沖壓 第二節 沖壓模具 7.2.1 沖裁模 二、沖裁力的確定 裁力是指沖壓時,材料對凸模的最大抵抗能力。是設計模具,選用沖床、校核模具強度的主要依據。 (1)沖裁力的計算。根據實驗, 沖裁力主要與下列因素有關: ①與材料的狀態,機械性質

制桶工藝學

第七章 沖壓

第二節 沖壓模具

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7.2.1 沖裁模

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二、沖裁力的確定

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裁力是指沖壓時,材料對凸模的最大抵抗能力。是設計模具,選用沖床、校核模具強度的主要依據。

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(1)沖裁力的計算。根據實驗, 沖裁力主要與下列因素有關:

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①與材料的狀態,機械性質,材料的厚度,沖壓時凸模進入材料的深度,以及和制件的形狀、大小有關。

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②與模具的凸、凹模間隙大小,凹模的構造、刃口利純及硬度有關。

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③與沖壓時制件材料和模具的潤滑,沖壓速度等有關。

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綜上所述,影響沖裁力的因素很多。當用平刃模進行沖裁時,沖裁力的大小常用下式計算。

P沖= K·L·t·τ

式中 P沖——沖裁力(N);

L——沖裁周邊長度(mm);

t——材料厚度(mm);

τ——材料抗剪強度(N/mm2);

K——修正系數,一般K=1.3。

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桶底蓋、桶口件落料拉伸及桶口件切邊的沖裁力是:

P沖=1.3·πd·tτ=πdt·σB

式中 π——圓周率;

d——直徑(mm);

σB——材料極限強度(N/mm2)

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(2)卸料力、推料力和頂料力的計算。在沖裁中沖裁力是主要的力,此外還有卸料力、推料力和頂料力。

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當沖裁結束后,被沖的孔沿徑向發生彈性收縮,制件會緊箍在凸模上,而沖下的廢料,由于徑向發生彈性變形而擴張,卡在凹模孔內,落料后,制件卡在凹模孔內,而廢料緊箍在凸模上。為了背緊箍在凸模上的料卸下來,需要一定的力,此力稱為卸料力,用符號N卸表示;將卡在凹模中的料推出或頂出(沿著沖裁方向)所需的力,稱為推料力和頂料力,分別用符號N堆和N頂表示。

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卸料力、推料力和頂料力,是由沖床和模具的卸料機構、頂料器直接獲得。選用沖床時,要考慮卸料力、頂料力和推料力的大小也應作必要的計算。

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卸料力、推料力和頂料力受很多因素影響。如制件形狀和尺寸大小、材料種類和厚度,模具結構和凸、凹模間隙、潤滑情況及排樣的搭邊大小等。

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因此生產中,常用經驗公式來計算卸料力、推料力和頂料力,即

N卸=K卸·P沖? (N)

N推=K推·P沖?? (N)

N頂=K頂·P沖?? (N)

式中 K卸、K推、K頂——分別為卸料系數、推料系數、頂料系數,其值如表7-4所示。

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表7-4 系數K卸、K推、K頂

材料厚度

K卸

K推

K頂

1.25~1.5mm

0.04~0.05

0.050

0.06

3mm

0.03~0.04

0.045

0.05

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三、沖裁模的間隙。

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沖裁模在工作時,凸模和凹模間的空隙,稱為間隙。如圖7-16所示。

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間隙的大小等于凹模和凸模工作部分實際尺寸之差。在制桶沖壓中差數總是正值。

圖7-16 間隙對制件斷面質量的影響
? ? ? ? ? ? ? ? ? ?(a)合理間隙;(b)間隙過大;(c)間隙過小

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在沖裁工作中,間隙的大小,分布均勻與否,對制件斷面質量、尺寸精度和沖裁時這種力的大小以及模具壽命等均有影晌。

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(1)間隙對制件斷面質量的影響。沖裁間隙合理時,材料的上下面出現的裂紋,是沿著凸、凹模刃口對應點的連線方向,裂紋相互重合,制件斷面雖略帶錐度,但較光潔,如圖7-6(a)所示。間隙過大或過小時,材料的上下兩裂紋不重合。間隙過大,凸模刃口附近裂紋在凹模刃口附近裂紋的里邊,如圖7-16

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(b)所示。材料受很大的拉伸,使斷面光亮帶減小,毛刺、圓角和錐度都會增加。間隙過小,凸模刃口附近裂紋在凹模刃口附近裂紋的外邊,如圖716(c)所示。上下兩裂紋中間的一部分材料,隨著沖裁的進行,將被第二次剪切,在斷面上形成雙光亮帶。最后,在其間形成撕裂的毛刺和層片。

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(2)間隙對制件尺寸精度的影響。落料時,間隙過大,材料除受剪切外,還產生拉伸變形的彈性恢復,使落料件相對于凹模出現負值誤差,使制件尺寸減小,減小的程度隨間隙的增大而增加,間隙過小,材料除受剪切外,還由于壓縮變形的彈性恢復,將使落料件相對于凹模,出現正值誤差,制件尺寸增大,增大的程度隨間隙的減小而增加,沖孔時的情況和落料相反,即間隙過大,使沖孔尺寸增大;間隙過小,使沖孔尺寸減小。

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在一定間隙范圍內,材料的拉伸與壓縮變形大體上一致,兩者彈性恢復相抵銷,此時,制件實際尺寸接近于凸、凹模的尺寸。

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(3)間隙對沖裁力,卸料力、推科力和模具壽命的影響。根據實驗,間隙增加,沖裁力按比例減小。

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沖裁力的減小,就使凹模和凸模所受的應力減小,有利于延長模具壽命。

間隙小時,沖出的孔尺寸小于凸模,凸模與材料間的摩擦力大,卸料力也大,凸模磨損快,落料件尺寸大于凹模,制件在凹模內堵塞,嚴重時會擠裂凹模,所以凹模磨損快,模具壽命短。

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(4)凸、凹模間隙的選擇和確定。在制桶沖壓中,桶底蓋、封閉器的落料及封閉器的切邊,制件尺寸隨凹模尺寸,故間隙在減小凸模尺寸的方向上取得。

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在桶蓋的拉伸沖孔翻邊復合工序中,沖孔尺寸隨凸模尺寸而定,故間隙應在增大凹模尺寸的方向上取得。

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間隙的大小主要與材料厚度和塑性變形有關。實踐證明,合理間隙在一定范圍內變動,都會得到合格的制件。間隙變動范圍的上限為最大合理間隙,用Z最大表示,下限為最小合理間用Z最小表示。

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在制桶沖壓中,一般取雙面間隙Z=t×(8%~12%)。

其中的t——板材厚度。

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