冲裁间隙
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。
2.1.4-5冲裁间隙(模具设计与制造)
Z = D凹 一D凸 如无特殊说明，冲裁间隙一 般是指双边间隙。
2020/7/9
教育部十一五规划教材《模具设计与制造》
第2章 冲裁模结构与设计
2．1．4 冲裁间隙 冲裁时受力分析
2020/7/9
教育部十一五规划教材《模具设计与制造》
第2章 冲裁模结构与设计
2．1．4 冲裁间隙
合理的冲裁间隙 由冲裁变形过程的
分析可知，决定合理间 隙值的理论依据是应保 证在塑性剪切变形结束 后，由凸模和凹模刃口 处所产生的上、下剪切 裂纹重合。如图2.8所示。
2020/7/9
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第2章 冲裁模结构与设计
2．1．4 冲裁间隙 冲裁间隙关系式：
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第2章 冲裁模结构与设计
2．1．5 凸模和凹模工作部分尺寸的计算
1．尺寸计算的原则 （1）落料时，落料件的尺寸是由凹模决定的，因 此应以落料凹模为设计基准。
冲孔件的尺寸是由凸模决定的，因此应以冲 孔凸模为设计基准。
寸配作，保证间隙值在Zmin -Zmax之内。这种方法多用
于冲裁件的形状复杂、间隙较小的模具。
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第2章 冲裁模结构与设计
2．1．5 凸模和凹模工作部分尺寸的计算
1．尺寸计算的原则； 2．凸模和凹模分别加工时的尺寸的计算； 3．凸模和凹模单配加工时的尺寸的计算；
第2章 冲裁模结构与设计
2．1．4 冲裁间隙
冲裁间隙对模具的影响：
（1）间隙小时： 冲裁过程的挤压作用加剧，冲裁力F与摩擦力
冲裁间隙
(二) 注意事项 A 间隙在(5--20)%*t 范围内 增大 时,冲裁力降低不明显 B 间隙大时,卸料力,推料力都明 变小.
五 间隙对模具寿命的影响 A 间隙小 冲裁件与刃口摩擦力大
刃口磨损大,寿命变短. B 间隙大 冲裁件与刃口摩擦力小
刃口磨损小,寿命延长. (如下图所示)
下面从力学特性的角度来分析受力过程
冲裁间隙
一 冲裁间隙的定义: 冲裁的上模刃口与下模刃口之间 的间隙,即所谓的单边间隙.
公式:GAP Z = ( D-d ) / 2
二 冲裁间隙对冲裁断面质量 的影响 2-1.冲裁件断面特征图
4
冲孔
3 2 1
毛头 1
3 剪切面
2 断裂带 4 模辊面
落料
1 2 3
冲孔与落料区别
4
2-2.间隙对冲断面质量的影响 1) 间隙合理:裂缝重合;剪切面较大;模 辊面,毛头,锥度较小,断面质量好.
2) 间隙过小:裂缝不重合;材料二次剪 切;断面形成二个剪切面;毛头大.
上下裂纹之间的材料被第二次剪 切,产生两个剪切面.
3) 间隙过大:裂纹不重合;变形区 材料受拉伸;剪切面小;模辊面,撕裂 面,毛头很大;断面质量差.
4) 间隙不均匀 间隙小的一边呈现过小间隙的 断面特征; 间隙大的一边呈现过大间隙的 断面特征.
六 合理间隙的确定 6-1 合理间隙的定义 : 对于同一间隙数 值,要想满足多方面的要求,非常困难,因 此,合理间隙其实指的是一个范围而非 一个确定值.
6-2 合理间隙的确定原则 A 工件断面质量没有严格要求时,选用 较大间隙,以提高模具寿命和减小冲裁力. B工件断面质量及制造公差要求较高 时,选用较小间隙. C确定模具上下刃尺寸时,考虑模具在使 用中磨损会使刃口间隙变大,应选 GAP min值来计算.
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。
冲裁间隙及凸凹模刃口尺寸计算
凹模刃口尺寸计算
根据凸模刃口尺寸和冲裁间隙，计算凹模刃口的基本尺寸 。
考虑凹模的磨损和刃磨修正等因素，对刃口尺寸进行修正 。
03
冲裁间隙计算
理论计算方法
弹性变形
考虑材料在冲裁过程中的弹性变 形，通过弹性力学理论计算间隙
值。
塑性变形
基于塑性力学理论，分析材料在冲 裁过程中的流动和应力分布，以确 定合理的间隙值。
冲裁间隙及凸凹模刃 口尺寸计算
目录
• 引言 • 冲裁间隙概述 • 冲裁间隙概述 • 冲裁间隙计算 • 凸凹模刃口尺寸计算 • 实际应用案例 • 结论与展望
01
引言
目的和背景
目的
冲裁间隙及凸凹模刃口尺寸计算 是冲压工艺中的重要环节，其目 的是确保冲裁件的质量和模具的 寿命。
背景
随着制造业的发展，对冲压工艺 的要求越来越高，合理的冲裁间 隙及凸凹模刃口尺寸是实现高效 、高质量冲压的关键。
报告结构
01
本报告将详细介绍冲裁间隙及凸 凹模刃口尺寸的计算方法。
02
报告将分为以下几个部分：冲裁 间隙的概念和作用、凸凹模刃口 尺寸的计算、实际应用案例分析 以及结论。
02
冲裁间隙概述
凸料厚度，计算凸模刃口的基本尺 寸。
考虑凸模的磨损和热处理变形等因素，对刃口尺寸进行修正 。
凹模刃口尺寸计算公式
根据冲裁件的尺寸和公差要求，结合凹模的结构 形式，采用相应的计算公式来确定凹模的刃口尺 寸。
考虑因素
凹模刃口尺寸计算时需考虑冲裁件的形状、尺寸 精度、材料厚度、模具结构等因素。
3
精度要求
凹模刃口尺寸的精度要求较高，一般要求达到 ±0.01mm以内。
刃口尺寸修正
修正原因
冲压设计-冲裁间隙
冲压设计-冲裁间隙在冲裁过程中，材料受到弯矩的作用，工件产生穹弯，而不平整。
由于冲裁变形的特点，在冲裁断面上具有明显的4个特征区(图2—3)，即“a一塌角、b一光亮带、c一断裂带和d一毛刺。
冲裁件的4个特征区在整个断面上所占比例的大小并非一成不变，而是随着材料的力学性能．冲裁问隙、刃口状态等条件的不同而变化的。
冲裁问隙的大小对冲裁件质量、模具寿命、计中的一个重要的工艺参数。
冲裁间隙系指冲裁模的凸模与凹模刃口之间的间隙，单面间隙用c表示．双面间隙隙用z表示(图2—7)。
图2-7 冲裁间隙示意图一、间隙的影响1．对冲裁质量的影响冲裁什的质量主要是指断面质量、尺寸精度和弯曲度。
(1)对断面质量的影响冲裁断面应平直、光洁、圆角小；光亮带应^有一定的比例，毛刺较小，冲裁件表面应尽可能平整，尺寸应在图样规定的公差范围之内。
影响冲裁件质量的因素有：凸、凹模间隙值大小及其分布的均匀性，模具刃口锋利状态，模具结构与制造精度、材料性能等。
其中。
间隙值大小与分布的均匀程度是主要因素。
冲裁时，间隙合适，可使上下裂纹与最大切应力方向重合，此时产生的冲裁断面比较平直、光洁、毛刺较小，制件的断面质量较好(图2—8b)。
间隙过小或过大将导致上、下裂纹不重合。
间隙过小时，上、下裂纹中间部分被第二次剪切，在断面上产生撕裂面，坪形成第二个光亮带(图2—8a)，在端面出现挤长毛刺。
间隙过大．板料所受弯曲与拉伸均变大，断面容易撕裂，使光亮带所占比例减小．产生较大塌角，粗糙的断裂带斜度增大，毛刺大而厚，难于除去．使冲裁断面质量下降(图2 8c)。
图2-8间隙对工件断面质量的影响a) 间隙过小b) 间隙合适c) 间隙过大1—断面带2—光亮带3—圆角带(2)对尺寸精度的影响冲裁件的尺寸精度是指冲裁件实际尺寸与基本尺寸的差值，差值越小，精度越高。
该差值包括两方面的偏差，一是冲裁件相对于凸模或凹模尺寸之偏差，二是模具本身的制造偏差。
冲裁件对于凸模或凹模尺寸的偏差。
冲裁间隙
力大
B 間隙大 力成份大 變形區壓應力成份小;拉應 材料變形抗力小 沖裁
力小
(二) 注意事項
A 間隙在(5--20)%*t 范圍內 增大
時,沖裁力降低不明顯.
B 間隙大時,卸料力,推料力都明 顯變小.
五 間隙對模具壽命的影響 A 間隙小 沖裁件與刃口摩擦力大
刃口磨損大,壽命變短. B 間隙大 沖裁件與刃口摩擦力小
刃口磨損小,壽命延長.
(如下圖所示)
下面從力學特性的角度來分析受力過程
六 合理間隙的確定
6-1 合理間隙的定義 : 對於同一間隙數
值,要想滿足多方面的要求,非常困難,因
此,合理間隙其實指的是一個范圍而非
一個確定值.
2) 間隙過小:裂縫不重合;材料二次剪 切;斷面形成二個剪切面;毛頭大.
上下裂紋之間的材料被第二次剪 切,產生兩個剪切面.
3) 間隙過大:裂紋不重合;變形區 材料受拉伸;剪切面小;模輥面,撕裂 面,毛頭很大;斷面質量差.
4) 間隙不均勻
間隙小的一邊呈現過小間隙的
斷面特征;
間隙大的一邊呈現過大間隙的 斷面特征.
三 間隙對沖裁件尺寸精度的影響 3-1沖裁件尺寸精度的概念
沖裁時材料有彈性變形存在,沖
裁結束后,由於材料彈性變形的恢復,
使得工件尺寸與沖裁上下模刃口尺 寸之間產生一定尺寸偏差.
3-2間隙對落料件尺寸精度的影響 A 間隙過大 料件回彈 B 間隙過小 落料件回彈
0.01 0 5 -0.01 B 10 15 20 25 Z/t*100
變形區拉伸變形落 尺寸變小 變形區壓縮變形響
A 間隙大 尺寸變大 B 間隙小 尺寸變小. 變形區拉伸變形 變形區壓縮變形 沖孔件 回彈 , 沖孔件回彈 ,
冲裁间隙控制
(二)冲裁间隙的概念
Z=Dd-Dp
是冲裁工艺中重要参数
二、能力目标
1、合理确定冲裁间隙 2、合理进行冲裁刃口尺寸设计
（一）合理冲裁间隙
1、经验确定法
Z=ct
2、查表法
t＜3mm C=6%-12% t＞3mm C=15%-25%
关于Zmin、Zmax 的说明（表2-10）
（二）合理设计刃口尺寸
2、凸凹模刃口尺寸计算 （1）按互换性法计算 冲孔 (冲裁孔直径为d0+∆) 凸模 dp=（d+x∆)-δ p0 凹模 dd=(D+x∆+Zmin) 0+δ d
接近冲裁件 孔的最大极
限尺寸
(2)落料 （冲裁件落料尺寸D0-∆) 凹模 Hale Waihona Puke p=(D-x∆)0+δ d
凸模 Dp=(D-x∆-Zmin)0-δ p
x---磨损系数（表2-12）
凹模刃口尺寸 接近孔的最小
极限尺寸
适合于圆形 或规则图形
冲裁间隙合理范围的条件 δ p+ δ d≤Zmax-Zmin
第六单元 冲裁间隙
(2)配合法加工凸凹模刃口尺寸计算 特点基准件刃口尺寸需采用不同的方法； 仅标注基准件，配合件不标注研配； 工艺简单加工方便。 分三类尺寸A、B、C。
第六单元 冲裁间隙
项目2
刃口锥度 分布规律
小端 大端
小端 大端
1、刃口设计计算原则 （1）落料工序以凹模 为基准件凹模刃口尺寸取 工件最小极限尺寸； 凸模尺寸按凹模尺 寸减去最小间隙值确定。
（2）冲孔工序以凸模为基准件 先确定凸模刃口尺寸，取孔的最 大极限尺寸；凹模尺寸按凸模尺 寸加上最小间隙值确定。
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冲裁间隙
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0.01mm
6、T*0.07
7、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%）*T
14、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0.09~0.12XT
16、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:0.035
18、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 5～8
19、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。
20、我们如果线割时才用快走丝割就取料厚的5%~10%，
如果线割时才用慢走丝割就取料厚的2.5%。
21、材料都是0.035-0.05厚度，所以呢通常取材料厚度的2%
22、是根据材料类型，二是根据零件精度及断面要求。