沖壓工藝與模具制造教案--6

1、新會岡州職業(yè)技術(shù)學(xué)校教案首頁課程名稱：沖壓模結(jié)構(gòu)與模具制造 授課教師：黃浴梅 授課班級13模具、13數(shù)控授課日期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 ）授課內(nèi)容（章節(jié)名稱）項目三：沖裁工藝與模具設(shè)計（沖裁間隙及合理間隙的確定）授課方式講授教 具教學(xué)目標(biāo)1、理解間隙的重要性 ；2、掌握沖裁間隙及合理間隙的確定。教學(xué)重點講授沖裁間隙及合理間隙的確定。教學(xué)難點懂得合理間隙的確定。教學(xué)過程時間分配共 4 課時；其中：每2課時時間安排1、復(fù)習(xí)舊課（10分鐘）2、引入新課：（20分鐘）3、講授新課（100分鐘）4、小結(jié)（20分鐘）

2、5、布置作業(yè)（10分鐘）課后體會：新會岡州職業(yè)技術(shù)學(xué)校教案 第 1 頁一、復(fù)習(xí)舊課（10分鐘）1、 模具的分類；2、分析沖裁模典型結(jié)構(gòu)及其特點。二、引入新課：（20分鐘） 利用視頻分別演示沖裁模間隙取值過大或過小對沖裁產(chǎn)品質(zhì)量的影響，說明沖裁間隙在模具設(shè)計中的重要性。 三、講授新課（100分鐘） 項目三：沖裁工藝及沖裁模具設(shè)計沖裁間隙及合理間隙的確定 一、沖裁間隙的定義 沖裁間隙Z是指沖裁模中凹模刃口橫向尺寸DA與凸模刃口橫向尺寸dT的差值，如圖2.3.1所示。Z表示雙面間隙，單面間隙用Z/2表示，如無特殊說明，沖裁間隙就是指雙面間隙。Z值可為正，也可為負(fù)，但在普

3、通沖裁中，均為正值。 二、 間隙的重要性     間隙對沖裁件質(zhì)量、沖裁力和模具壽命均有很大影響，是沖裁工藝與沖裁模設(shè)計中的一個非常重要的工藝參數(shù)。    1間隙對沖裁件質(zhì)量的影響    間隙是影響沖裁件質(zhì)量的主要因素之一。    2間隙對沖裁力的影響    試驗證明，隨間隙的增大沖裁力有一定程度的降低，但當(dāng)單面間隙介于材料厚度的5一20范圍內(nèi)時沖裁力的降低不超過5一l0。因此，在正常情況下，間隙對沖裁力的影響不很大

4、。    間隙對卸料力、推件力的影響比較顯著。隨間隙增大，卸料力和推件力都將減小。一般當(dāng)單面間隙增大到材料厚度的15一25時，卸料力幾乎降到零。但間隙繼續(xù)增大會時毛刺增大，又將引起卸料力、頂件力的迅速增大。    3間隙對模具壽命的影響     模具壽命分為刃磨壽命和模具總壽命。刃磨壽命是用兩次刃磨之間的合格制件數(shù)表示。總壽命是用模具失效為止的總的合格制件數(shù)表示。    模具失效的原因一般有：磨損、變形、崩刃、折斷和漲裂。新會岡州職業(yè)技術(shù)學(xué)校教案 第 2 頁

5、0;   沖裁過程中作用于凸、凹模上的力為被沖材料的反作用力，其方向與圖1所示相反，凸、凹模刃口受著極大的垂直壓力與側(cè)壓力的作用，高壓使刃口與被沖材料接觸面之間產(chǎn)生局部附著現(xiàn)象，當(dāng)接觸面相對滑動時，附著部分就產(chǎn)生剪切而引起磨損。這種附著磨損，是沖模磨損的主要形式。當(dāng)接觸壓力愈大，相對滑動距離愈大，模具材料愈軟，則磨損量愈大。而沖裁中的接觸壓力，即垂直力、側(cè)壓力、摩擦力均隨間隙的減小而增大，且間隙小時，光亮帶變寬，摩擦距離增長，摩擦發(fā)熱嚴(yán)重，所以小間隙將使磨損增加，甚至使模具與材料之間產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn)象。而接觸壓力的增大，還會引起刃口的壓縮疲勞破壞，使之崩刃。小間隙還會產(chǎn)生凹模脹裂

6、，小凸模折斷，凸凹模相互啃刃等異常損壞。當(dāng)然，影響模具壽命的因素很多，有潤滑條件，模具制造材料和精度、表面粗糙度、被加工材料特性、沖裁件輪廓形狀等，但間隙卻是其中一個主要因素。    所以為了減少凸、凹模的磨損，延長模具使用壽命，在保證沖裁件質(zhì)量的前提下適當(dāng)采用較大的間隙值是十分必要的。若采用小間隙，就必須提高模具硬度、精度、減小模具粗糙度、良好潤滑，以減小磨損。三、沖裁模間隙值的確定    由以上分析可見，間隙對沖裁件質(zhì)量、沖裁力、模具壽命等都有很大的影響。但很難找到一個固定的間隙值能同時滿足沖裁件質(zhì)量最佳、沖模壽命最長，沖裁力、最

7、小等各方面的要求。因此，在沖壓實際生產(chǎn)中，主要根據(jù)沖裁件斷面質(zhì)量、尺寸精度和模具壽命這三個因素綜合考慮，給間隙規(guī)定一個范圍值。只要間隙在這個范圍內(nèi)，就能得到質(zhì)量合格的沖裁件和較長的模具壽命。這個間隙范圍就稱為合理間隙，這個范圍的最小值稱為最小合理間隙（Zmin），最大值稱為最大合理間隙（Zmax）?？紤]到在生產(chǎn)過程中的磨損使間隙變大，故設(shè)計與制造新模具時應(yīng)采用最小合理間隙Zmin。確定合理間隙值有理論法和經(jīng)驗確定法兩種。    1理論確定法主要是根據(jù)凸、凹模刃口產(chǎn)生的裂紋相互重合的原則進(jìn)行計算。圖2.3.2所示為沖裁過程中開始產(chǎn)生裂紋的瞬時狀態(tài)，根據(jù)圖中幾何關(guān)系可

8、求得合理間隙Z為 新會岡州職業(yè)技術(shù)學(xué)校教案 第 3 頁 圖1 沖裁模間隙 圖2 沖裁產(chǎn)生裂紋的瞬時狀況上式可看出，合理間隙Z與材料厚度t、凸模相對擠入材料深度 、裂紋角 有關(guān)，而 及 又與材料塑性有關(guān)，見表2.3.1。因此，影響間隙值的主要因素是材料性質(zhì)和厚度。材料厚度越大，塑性越低的硬脆材料，則所需間隙Z值就越大；材料厚度越薄，塑性越好的材料，則所需間隙Z值就越小。由于理論計算法在生產(chǎn)中使用不方便，故目前廣泛采用的是經(jīng)驗數(shù)據(jù)。 2經(jīng)驗確定法    根據(jù)研究與實際生產(chǎn)經(jīng)驗，間隙值可按要求分類查表確定。對于尺寸精度、斷面質(zhì)量要求高的沖裁件應(yīng)選用較小間隙值（

9、表2.3.2），這時沖裁力與模具壽命作為次要因素考慮。對于尺寸精度和斷面質(zhì)量要求不高的沖裁件，在滿足沖裁件要求的前提下，應(yīng)以降低沖裁力、提高模具壽命為主，選用較大的雙面間隙值（表2.3.3）?？稍斠奊B/T16743-1997。    需要指出的是,當(dāng)模具采用線切割加工，若直接從凹模中制取凸模，此時凸、凹模間隙決定于電極絲直徑、放電間隙和研磨量，但其總和不能超過最大單面初始間隙值。（表2.3.2）?？稍斠奊B/T 16743-1997。新會岡州職業(yè)技術(shù)學(xué)校教案 第 4 頁 注：  1初始間隙的最小值相當(dāng)于間隙的公稱數(shù)值。  2初始間隙的最大值是考慮到凸模和凹模的制造公差所增加的數(shù)值。  3在使用過程中，由于棋具