普通冷板冲裁间隙
冲裁断面质量及间隙
二.冲裁----------冲裁概述1.冲裁的定义:冲裁是利用冲裁模在压力机的作用下,使板料分离的一种冲压工艺方法.从广义上说,冲裁是冲孔、落料、切断、切口、割切等多种分离工序的总称.但一般讲来,冲裁主要指落料和冲孔工序.冲裁是冷冲压加工方法中的基础工序,应用极其广泛,它即可以直接冲制出所需的成品零件,也可以为其它冷冲压工序制备毛丕板料经过冲裁后,被分离成两部分,即冲落部分和带孔部分,若冲裁之目的是为了制取一定外形的外形轮廊和尺寸的冲落部分;则这种冲裁工序称为落料工序,剩余的带孔部分就成为废料.反之,若冲裁的目的是为了制取一定形状和尺寸的内孔.此时,冲落部分变成废料带孔部分即为工件,这种冲裁工序称之为冲孔工序.表2-1 落料与冲孔从冲裁变形本Array质上讲,落料和冲孔是一回事.但是在工艺上必须作为两个工序加以区分.因为在冲模设计中,当具体确定凸凹模刀上尺寸时两者是不一样的.2.冲裁的分类按照切断面的粗糙程度,或冲件的精度,冲裁分为普通冲裁和精密冲裁.普通冲裁就是当工件分离时,由于受到冲模压力作用.在凸凹刃口之间的材料除了受剪切变形外,还存在着拉伸,弯曲横向挤压等变形,材料最终以撕裂的形式实现分离.因此,普通冲裁工件的断面比较粗糙,而且有一定的锥度,其精度较低,精密冲裁由于采用了特殊的冲模结构使凸、凹模刃口处的材料最终以塑性剪切变形形式分离.精密冲裁的零件,断面光洁且与板面垂直,精度较高.目前,一些精度要求高的冲裁零件,如仪器仪表,照像机,钟表,等零件多数是用精密冲裁的方法加工的.冲裁若按分离部分与母材部分的使用要求又可分如冲孔,落料,切断,切口,半剪等.3.变形特点根据金属塑性变形原理分析可知.塑性金属材料在变变形过程中引起金属材料破坏的主要方式是拉断和剪断,这就是说拉应力及拉应变.剪应力及剪应力变是造成金属材料断裂破坏的主要因素.而压应力和压应变只能引起塑性材料的形变,不会导致材料的破坏.冲裁分离过程虽然是一瞬间完成的,但变形分离是很复杂的,冲裁时板料的变形分离分三个阶段:a.弹性变形阶段.板料在凸模压力的作用下,刃口处的材料首先产生弹性压缩,拉伸等变形,凸模略有挤入材料的内部,板料的下面也略微挤入凹模洞口内,凸模下面的材料略有弯曲. 凹模上面的材料开始上翘,如果凸凹模之间的刃口间隙越大,变曲和上翘越严重,但这时,材料内部应力尚未超过极限.当去掉外力后,材料仍可恢复原状.这一阶段称为弹性变形阶段(如图a)b.塑性变形阶段随着凸模的下降,对板料的压力不断增加,材料内部的应力也随之加大.当内应力达到材料的屈服极限时,便开始进入塑性变形阶段,随着凸凹模刃口进一步挤入材料内部.由于凸凹模刃口之间的间隙存在,使材料内部的拉应力和弯曲成分增大,压应力成分减小,金属材料被进一步弯曲和拉伸,使变形区的材料硬化加剧.当冲裁力不断增大直到刃口附近的材料开始产生微裂纹时,冲裁力也达到最大值.微裂纹的出现说明有材料开台破坏,塑性变形阶段也告结束.(如图b)c.分离阶段.凸模继续下降,使板料产生上下裂纹不断扩大.并向材料内部延伸,如图c.当板料上下裂纹相重合时,说明材料纤维被全部撕裂拉断,零件断面开始分离.当凸模再往下降时,将板料的冲落部分推出凹模洞口,同时将初始形成的毛刺进一步拉长.至此,凸模回开完成整个冲裁过程.4,普通冲裁零件的断面特征对普通冲裁间的断面分析,我们可发现这样的规律.零件的断面和零件的平面并非垂直,而是带有一定的锥度;除很窄一部分光亮带外,其余均粗糙无光泽.并有毛刺和塌角.我们把冲裁件断面上的各区域分别称为塌角带(又称圆角带);光亮带(又称剪切带),断裂带和毛刺.(图12-2)高质量的冲裁件断面应该是:光亮带较宽.约占整个断面的1/3以上,塌角,断裂带.毛刺和锥度都很小,整个冲裁间平直无变弯现象.但是影响冲裁冲断面质量的因素十分复杂.它随材料的性能.厚度,刃口间隙.模具结构及冲裁速度的不同而变化.。
浅谈冲裁模的设计中冲裁间隙的确定
浅谈冲裁模的设计中冲裁间隙的确定摘要通过对冲裁变形过程，冲裁间隙、质量，冲裁件的尺寸精度，模具寿命的分析，结合本人的实际经验，给出了冲裁间隙确定的原则与方法。
关键词变形间隙尺寸精度冲裁间隙冲裁间隙是指冲裁的凸模与凹模刃口之间的间隙，在冲裁模的设计中，冲裁间隙合理选取和确定，能保证模具正常工作，提高工件的质量，延长模具使用寿命，提高生产效率，增加经济效益。
－、冲裁变形过程当凸凹模间隙正常时，其冲裁过程大致可以分为三个阶段。
1.弹性变形阶段2.塑性变形阶段3.断裂分离阶段因为在冲载时，只有塑性变形达到一定值时，断裂才能开始，当刃口附近应力达到材料破坏应力时，凸、凹模间的材料先后在靠近凹、凸模刃口侧面产生裂纹，并沿最大剪应力方向向材料内层扩展，使材料分离。
二、冲裁间隙冲裁间隙的数值等于凹模刃口与凸模刃口尺寸之差，如无特殊说明，冲裁是指双边间隙。
冲裁间隙对冲裁尺寸精度、模具寿命、冲裁力、卸料力和推料力也有较大的影响。
因此，冲裁间隙是一个非常重要的工艺参数。
为了获得较高质量的冲裁断面，应该是：光亮带较宽，约占整个断面的1/3以上，塌角、断裂带、毛刺和锥度都很小，整个冲裁零件平面无穹弯现象。
但是，影响冲裁断面质量的因素十分复杂，材料不同，它随材料的性能不同而变化，塑性差的材料，断裂倾向严重，光亮带，塌角及毛刺均较小，而断面大部分是断裂带。
塑性好的材料与此相反，其光亮带所占的比例较大，塌角和毛刺也较大，而断裂带较小，对于同一种材料来说，光亮带、断裂带、塌角和毛刺区四个部分在断面上所占的比例，也不是固定不变的，它与材料本身的厚度、冲裁间隙、模具结构、冲裁速度及刃口锋利程度等因素有关。
其中，影响最大的是冲裁间隙。
三、冲裁的质量冲裁间隙的大小对冲裁件质量的影响，可分下面四种，即：间隙正常、间隙太大、间隙太小、间隙分布不均匀，从冲裁变形过程可知，当冲裁间隙合理时，能够使材料在凸、凹模刃口处产生的上、下裂纹相互重合于同一位置，这样，所得到的冲裁件表面平整尺寸精度符合技术要求的零件。
冲裁间隙标准
冲裁间隙标准1、对于金属材料，我们取5%-10%，非金属材料取2%-4%2、普通冲裁:取板材厚的5~10%3、跟要求的质量有关，高质量有时为0，一般取0.05t,我喜欢取小值，复杂模具可稍大4、如果是比较厚的还是大点的好，如3－5毫米的我们取15％－20％5、一般0.2mm的铜皮放0.01mm6、T*0.077、我们都是10%~12%8、根据断面要求,按片厚不同,5~20%双面间隙不等9、2毫米以内，一般取5--10%，根据材料抗剪性取大小值，2毫米以外，间隙则要随料厚增加而加大取值，另外，和工艺要求，孔型都有关系，当要求光洁冲裁时，可以取极小的间隙10、T<0.3时,取3-5%T为佳11、一般根据材料厚度取料厚的5％～10％，我们公司一般在线切割时进行补偿，不用在凸凹模标注公差。
12、我们选用7%~10%，单面冲裁（剪切）或立切系数减半，最小间隙视加工能力和设备、模具导向精度，我们是0.07。
对中、厚板料和硬料取上限间隙。
13、（4%-8%）*T14、当然我们应当注意材料的硬度及零件的冲裁毛刺要求15、材料厚度小用0.05~0.07XT ;中用0.07~0.09XT;大用0.09~0.12XT16、一般铜材取4%---5%的料厚17、我以前是做集成电路切筋模的,材料:铜厚度:0.126 单边间隙:0.03518、日本JIS标准规定的冲裁间隙值表1材質別抜きクリアランス（板厚に対する％）材質精密抜き一般抜き軟鋼 2～5 6～10硬鋼 4～8 9～15けい素鋼 4～ 6 7～12ステンレス鋼 3～6 7～12銅 1～3 4～7黄銅 1～4 5～10りん青銅 2～5 6～10洋白 2～5 6～10アルミニュウム（軟） 1～3 4～8アルミニュウム（硬） 2～5 6～10バーマロイ 2～4 5～819、和材质料厚都有关，我们用得多的为5%%`%%7，2.0以上的料，间隙会大一些，一般取%%10，对AL材和马口铁会小一些，大约%%2-%%4之间。
冲 裁 间 隙
中华人民共和国国家标准GB/T16743—1997冲裁间隙Blanking clearance1 范围本标准规定了金属材料与非金属材料的冲裁间隙值，以及采用此间隙值时冲裁件可以达到的尺寸精度与切面质量水平。
本标准使用于板料厚度为10mm以下的金属与非金属材料平板冲压件的普通冲裁。
2 定义、符号2.1定义冲裁间隙 blanking clearance冲裁模具中凹模与凸模刃口侧壁之间间隙的距离。
图1 冲裁模示意图2.2 符号c-冲裁间隙（单边间隙），mm；t—材料厚度，mm ；τ—材料抗剪强度，mm；R—塌角高度（以料厚的百分比表示）；B—光亮带高度；（以料厚的百分比表示）；F—断裂带高度（以料厚的百分比表示）；α—断裂角，°；h—毛刺高度，mm；f—平面度，mm；上述符号见图1及表1附图。
3 冲裁间隙3.1 金属材料冲裁间隙国家技术监督局1997—03—04批准1977—09—01实施GB/T 16743—19973.1.1金属材料冲裁间隙分类根据冲裁件尺寸精度、剪切面质量、模具寿命和力能消耗等主要因素，将金属材料间隙分成三种类型，即Ⅰ类（小间隙），Ⅱ类（中等间隙），Ⅲ类（大间隙），列于表1。
3.1.2金属材料冲裁间隙档次按金属材料的的种类、供应状态、抗剪强度，给出相应于表1的三类冲裁间隙值，列于表2。
3.2 非金属材料的冲裁间隙常用非金属材料的冲裁间隙值，列于表3 。
4冲裁间隙选用原则与方法4.1选用原则4.1.1 选用合理冲裁间隙值的主要依据是在保证冲裁件尺寸精度和满足剪切质量要求的前提下，考虑模具寿命、模具结构、冲裁件形状等因素所占的权重综合分析后确定。
4.1.2对下列情况，应酌情增减冲裁间隙值：a)在同样条件下，冲孔间隙比落料时可大些；b)冲小孔（一般为孔径小于料厚）时，凸模易折断，间隙应取大些。
但这时要采取有效措施，防止废料回升；c)硬质合金冲裁模应比钢模的间隙大30﹪左右；d)复合模的凸凹模壁单壁时，为防止胀裂，应放大冲孔凹模间隙；e)硅刚片随含硅量增加，间隙相应取大些；f)采用弹性压料装置时，间隙可大些；g)高速冲压时，模具容易发热，间隙应增大，如行程次数超过每分钟200次时，间隙应增大10﹪左右；h)电火花穿孔加工凹模型孔时，其间隙应比磨削加工取小些；i)加热冲裁时，间隙应小些；j）凹模为侧壁刃口时，应比直壁间隙小；k)对需攻丝的孔，间隙应取小些。
冲裁间隙表
2.3 冲裁模间隙(2013-01-22 08:49:51)转载▼分类：冲模设计与制造冲裁间隙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。
2.3.1 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，详见第2.2节。
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。
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2.2.1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。
冲裁模间隙的合理取值
2.2.2 间隙对模具寿命的影响模具寿命受各种因素的综合影响，间隙是影响模具寿命诸因素中最主要的因素之一。
冲裁过程中，凸模与被冲的孔之间，凹模与落料件之间均有摩擦，而且间隙越小，模具作用的压应力越大，摩擦也越严重。
所以过小的间隙对模具寿命极为不利。
而较大的间隙可使凸模侧面及材料间的摩擦减小，并减缓间隙由于受到制造和装配精度的限制，出现间隙不均匀的不利影响，从而提高模具寿命2.2.3 间隙对冲裁工艺力的影响随着间隙的增大，材料所受的拉应力增大，材料容易断裂分离，因此冲裁力减小。
通常冲裁力的降低并不显著，当单边间隙在材料厚度的5～２０％左右时，冲裁力的降低不超过5～１０％。
?间隙对卸料力、推件力的影响比较显著。
间隙增大后，从凸模上卸料和从凹模里推出零件都省力，当单边间隙达到材料厚度的15～25%左右时卸料力几乎为零。
但间隙继续增大，因为毛刺增大，又将引起卸料力、顶件力迅速增大。
3、间隙对冲裁力的影响冲裁间隙对冲裁力的影晌规律是间隙越小,变形区内压应力成分趟大,拉应力成分越小,材料变形抗力增加,冲裁力就越大。
反之,间隙越大,变形区内拉应力成分就越大,变形抗力降低,冲裁力就小。
间隙达材料厚的5%-20%时，冲裁力下降不明显。
当单边间隙Z增大到材料厚度的15%-20%时，卸料力为0。
4、间隙对模具寿命的影响由于工件与凸、凹模侧壁之间有磨擦的存在，间隙小，磨擦大，模具寿命短。
冲裁过程中,凸模与被冲孔之闻,凹模与落料件之阀均有摩擦,而且闻隙越小,摩擦越严重。
所以过小的间隙对模具寿命极为不利,而较大的间隙可使凸模与凹模的侧面与材料间的摩擦减小,井能减缓间隙不均匀的影响,从而提高模具的寿命。
5、合理间隙值的确定：间隙的选取要使冲裁达到较好的断面质量、较高的尺寸精度，较小的冲裁力，较高的模具寿命。
合理间隙指一个范围值，最大合理间隙，最小合理间隙。
间隙的确定是综合考虑上述各个因素的影响,选择一个适当的问隙范围作为合理间隙。
冲裁模间隙
如何确定冲裁模间隙间隙对冲裁件质量、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。
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。
图2.3.1 冲裁模间隙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 为图 2.3.2 冲裁产生裂纹的瞬时状况合理间隙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。
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。
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损，间隙将有所增加，因而间隙的使用最大数值会超过表列数值。
4． W为碳的质量分数，用其表示钢中的含碳量。
注：冲裁皮革、石棉和纸板时，间隙取08钢的25％。
冲裁间隙的影响理想的间隙应该是板料冲裁断裂时,凸凹模刃口边所产生的裂纹在一条直线上,否则冲片边缘将出现不允许的毛刺,使得刃口粘结，磨损严重，进而影响模具的寿命。
冲 裁 间 隙.
8.2.2 合理冲裁间隙值的确定
通常选择一个合适的间隙范围，在这个范 围内能得到质量令人满意的冲裁件，并且满 足冲裁力较小、模具有较高的使用寿命的要 求。 我们称这个合适的间隙范围为合理间隙， 它是一个范围值 上限为最大合理间隙Zmax 下限为最小合理间隙Zmin。
• 间隙值的选择主要考虑冲裁断面的质量和模具 寿命这两个方面。 • 根据工件和生产上的具体要求可按如下原则选取 间隙值。 • ① 工件的断面质量无严格要求时，选取较大的 间隙值。 • ② 工件的断面质量及制造精度较高时，选取较 小的间隙值。
工件为规则形状的制造公差件见附表8.5。
表8.5 规则形状（圆形、方形件）冲裁凸、凹模的制造公差（mm）
8.3.2 刃口尺寸的计算方法
• 凸模和凹模的刃口尺寸及制造偏差（见图8.5）。
(a) 落料
(b) 冲孔
图 8.5 落料冲孔时各部分尺寸及公差分布
1．凸模和凹模分开加工时的刃口尺寸计算
• 分开加工 是指凸模与凹模分别按各自的图
图8.6 制件图
• 解： （1）冲孔凸、凹模刃口尺寸计算 2-φ6两小孔由冲孔同时获得, 查表8.4、表8.5、表 8.6得 Zmin=0.100 Zmax=0.140 δp= 0.02 δd=0.02 x=0.75
因为0.02+0.02=0.140-0.100
故能满足δd+δp≤Zmax-Zmin，所以，将以上各值 代入式（8.4）和（8.5）得
（1）间隙对冲裁件断面质量的影响
• 间隙过小时，上、下裂纹不能相遇重合，板料将被第 二次剪切，断面会产生两个光亮带，并造成夹层，毛 刺被拉长。 间隙合理时，上、下表面产生的初始裂纹能相遇重 合，光亮带较大，塌角带、断裂带、毛刺区都较小， 锥度也比较小。