冲裁间隙对冲裁件质量的影响

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冲裁间隙对冲裁件质量的影响冲裁间隙对冲裁件质量的影响 Effect of Blanking Clearance on Qual ity of Blanked Part s
陈为国
(南昌航空工业学院)
摘 要:叙述了冲裁间隙和合理冲裁间隙。分析了冲裁间隙与冲裁件质量的关系。讨论了冲裁间隙对冲裁
件质量的影响 ，并提出了解决冲裁件缺陷的措施。
关键词:冲裁 冲裁间隙 冲裁件质量
1 冲裁过程及其冲裁间隙
111 冲裁加工过程简述
冲裁是-个瞬间完成的过程。但在分析冲裁变形
机理时 ，倡冲裁过程分为三个阶段 ，即弹性变形阶
图1冲裁件形貌特征
段、 塑性变形阶段和断裂分
离阶段。冲裁是-个复杂的
变形过程 ，除了剪切变形外 ，
同时还存在压缩、 拉伸、 弯曲
等多种变形和极大的摩擦
力。正是由于这样-种复杂的变形状态 ，使得冲裁断
面有明显的塌角、 光亮带、 断裂带和毛刺四个部分 ，同
时 ，在冲件上留有翘曲 f 和斜角β等冲裁特征(如图 1
所示) 。
112 冲裁间隙及合理冲裁间隙
冲裁变形过程中，塑性变形阶段的材料滑移以及
图2冲裁间隙
断裂分离阶段的裂纹扩展变形都
是沿着最大剪应力方向进行的，
而在断裂分离阶段的最大剪应力
方向并不是与冲压方向平行的，
而是偏离了-个角度 β。为使
凸、 凹模处产生的双向裂纹 相
迎” 分离，则凸、 凹模之间必须存
在-个间隙 c (图 2) 。该值与板
料厚度 t 和产生裂纹时凸模挤入
板料的相对深度b/ t 有关，其几何关系[1 ]
为
c ( t - b) tgβ t (1 -
b
t
) tgβ (1)
式中 c - - - 单边间隙
t - - - 材料厚度
b- - - 光亮带宽度，近似等于产生挤入裂纹时
凸模挤入的深度
b/ t - - - 产生裂纹时凸模挤入材料的相对深度
β- - - 最大剪应力方向与冲压方向的夹角。其值与材料性质有关，-般在4° ～6° 左右
从冲裁变形过程的双向裂纹相迎分离过程可见
冲裁间隙对冲裁变形过程有极大的影响。冲裁间隙不
是随便确定的 ，存在着-个合理的间隙。若仅从 双向
裂纹扩展相迎分离” 的要求来看 ，冲裁间隙可按式(1)
确定。但实际冲裁过程的变形是很复杂的 ，同时 ，冲裁
间隙确定时还应兼顾到其它-些因素 ，故实际生产中
合理冲裁间隙是按 在保证质量和尺寸精度的前提下
模具寿命最高” 的原则确定的。由于对冲裁件断面质
量和尺寸精度的衡量指标的不-致性 ，使得不同行业、
不同国家推荐的合理冲裁间隙存在-定的差异 ，因此
模具设计中 ，冲裁间隙的确定还是有较大的灵活性 ，并
需要有-定的经验。
2 冲裁间隙和冲裁件质量的关系
211 冲裁件质量的评定指标
冲裁件质量的评定指标主要有塌角、 光亮带、 断裂
带和毛刺以及翘曲和斜角等参数(图 1) 。塌角是产生
在板料上与凸模或凹挠触的-面 ，由于板料受到的
弯曲、 拉伸等作用而形成的。塌角-般不大 ，对冲裁件
的使用不会产生影响。相反 ，塌角的存在具有倒角的
作用 ，对冲裁件是有好处的。
光亮带是由于凸模切入板料或板料被挤入凹模时
在压应力和剪应力的作用下而形成的。光亮带是测定
冲裁件尺寸和保持冲裁件外形的基矗因此 ，光亮带
越大 ，对冲裁件尺寸精度的保持性和冲裁件质量是有
好处的。但应注意到 ，普通冲裁工艺中 ，光亮带不可能
太大 ，虽说间隙偏小时的光亮带会增加 ，但它同时带来
了断面上的潜裂纹缺陷以及强烈的挤压摩擦造成的模
具寿命的降低 ，其危害更大。故在正常冲裁条件下 ，光
亮带的宽度约占板料厚度的 1/ 2～1/ 3 左右。材料塑