冲压工艺与模具制造教案--6.doc

新会冈州职业技术学校教案首页课程名称：冲压模结构与模具制造 授课教师：黄浴梅 授课班级13模具、13数控授课日期2014年 9 月19 日 至 2014 年9 月 25日（第 三 周星期 五 至 第 四 周星期 四 ）授课内容（章节名称）项目三：冲裁工艺与模具设计（冲裁间隙及合理间隙的确定）授课方式讲授教 具教学目标1、理解间隙的重要性；2、掌握冲裁间隙及合理间隙的确定。教学重点讲授冲裁间隙及合理间隙的确定。教学难点懂得合理间隙的确定。教学过程时间分配共 4 课时；其中：每2课时时间安排1、复习旧课（10分钟）2、引入新课：（20分钟）3、讲授新课（100分钟）4、小结（20分钟）5、布置作业（10分钟）课后体会：新会冈州职业技术学校教案 第 1 页一、复习旧课（10分钟）1、模具的分类；2、分析冲裁模典型结构及其特点。二、引入新课：（20分钟） 利用视频分别演示冲裁模间隙取值过大或过小对冲裁产品质量的影响，说明冲裁间隙在模具设计中的重要性。 三、讲授新课（100分钟）项目三：冲裁工艺及冲裁模具设计冲裁间隙及合理间隙的确定 一、冲裁间隙的定义冲裁间隙Z是指冲裁模中凹模刃口横向尺寸DA与凸模刃口横向尺寸dT的差值，如图2.3.1所示。Z表示双面间隙，单面间隙用Z/2表示，如无特殊说明，冲裁间隙就是指双面间隙。Z值可为正，也可为负，但在普通冲裁中，均为正值。二、间隙的重要性 间隙对冲裁件质量、冲裁力和模具寿命均有很大影响，是冲裁工艺与冲裁模设计中的一个非常重要的工艺参数。 1间隙对冲裁件质量的影响 间隙是影响冲裁件质量的主要因素之一。 2间隙对冲裁力的影响 试验证明，随间隙的增大冲裁力有一定程度的降低，但当单面间隙介于材料厚度的5一20范围内时冲裁力的降低不超过5一l0。因此，在正常情况下，间隙对冲裁力的影响不很大。 间隙对卸料力、推件力的影响比较显著。随间隙增大，卸料力和推件力都将减小。一般当单面间隙增大到材料厚度的15一25时，卸料力几乎降到零。但间隙继续增大会时毛刺增大，又将引起卸料力、顶件力的迅速增大。 3间隙对模具寿命的影响 模具寿命分为刃磨寿命和模具总寿命。刃磨寿命是用两次刃磨之间的合格制件数表示。总寿命是用模具失效为止的总的合格制件数表示。 模具失效的原因一般有：磨损、变形、崩刃、折断和涨裂。新会冈州职业技术学校教案 第 2 页 冲裁过程中作用于凸、凹模上的力为被冲材料的反作用力，其方向与图1所示相反，凸、凹模刃口受着极大的垂直压力与侧压力的作用，高压使刃口与被冲材料接触面之间产生局部附着现象，当接触面相对滑动时，附着部分就产生剪切而引起磨损。这种附着磨损，是冲模磨损的主要形式。当接触压力愈大，相对滑动距离愈大，模具材料愈软，则磨损量愈大。而冲裁中的接触压力，即垂直力、侧压力、摩擦力均随间隙的减小而增大，且间隙小时，光亮带变宽，摩擦距离增长，摩擦发热严重，所以小间隙将使磨损增加，甚至使模具与材料之间产生粘结现象。而接触压力的增大，还会引起刃口的压缩疲劳破坏，使之崩刃。小间隙还会产生凹模胀裂，小凸模折断，凸凹模相互啃刃等异常损坏。当然，影响模具寿命的因素很多，有润滑条件，模具制造材料和精度、表面粗糙度、被加工材料特性、冲裁件轮廓形状等，但间隙却是其中一个主要因素。 所以为了减少凸、凹模的磨损，延长模具使用寿命，在保证冲裁件质量的前提下适当采用较大的间隙值是十分必要的。若采用小间隙，就必须提高模具硬度、精度、减小模具粗糙度、良好润滑，以减小磨损。三、冲裁模间隙值的确定 由以上分析可见，间隙对冲裁件质量、冲裁力、模具寿命等都有很大的影响。但很难找到一个固定的间隙值能同时满足冲裁件质量最佳、冲模寿命最长，冲裁力、最小等各方面的要求。因此，在冲压实际生产中，主要根据冲裁件断面质量、尺寸精度和模具寿命这三个因素综合考虑，给间隙规定一个范围值。只要间隙在这个范围内，就能得到质量合格的冲裁件和较长的模具寿命。这个间隙范围就称为合理间隙，这个范围的最小值称为最小合理间隙（Zmin），最大值称为最大合理间隙（Zmax）。考虑到在生产过程中的磨损使间隙变大，故设计与制造新模具时应采用最小合理间隙Zmin。确定合理间隙值有理论法和经验确定法两种。 1理论确定法主要是根据凸、凹模刃口产生的裂纹相互重合的原则进行计算。图2.3.2所示为冲裁过程中开始产生裂纹的瞬时状态，根据图中几何关系可求得合理间隙Z为 新会冈州职业技术学校教案 第 3 页 图1 冲裁模间隙 图2 冲裁产生裂纹的瞬时状况上式可看出，合理间隙Z与材料厚度t、凸模相对挤入材料深度 、裂纹角 有关，而 及 又与材料塑性有关，见表2.3.1。因此，影响间隙值的主要因素是材料性质和厚度。材料厚度越大，塑性越低的硬脆材料，则所需间隙Z值就越大；材料厚度越薄，塑性越好的材料，则所需间隙Z值就越小。由于理论计算法在生产中使用不方便，故目前广泛采用的是经验数据。2经验确定法 根据研究与实际生产经验，间隙值可按要求分类查表确定。对于尺寸精度、断面质量要求高的冲裁件应选用较小间隙值（表2.3.2），这时冲裁力与模具寿命作为次要因素考虑。对于尺寸精度和断面质量要求不高的冲裁件，在满足冲裁件要求的前提下，应以降低冲裁力、提高模具寿命为主，选用较大的双面间隙值（表2.3.3）。可详见GB/T16743-1997。 需要指出的是,当模具采用线切割加工，若直接从凹模中制取凸模，此时凸、凹模间隙决定于电极丝直径、放电间隙和研磨量，但其总和不能超过最大单面初始间隙值。（表2.3.2）。可详见GB/T 16743-1997。新会冈州职业技术学校教案 第 4 页 注： 1初始间隙的最小值相当于间隙的公称数值。 2初始间隙的最大值是考虑到凸模和凹模的制造公差所增加的数值。 3在使用过程中，由于棋具工作部分的磨