沖裁模介紹

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沖裁模是利用模具使板材分離的沖壓工序，包括落料、沖孔、切口、修邊等工序。（圖1）

1.沖裁過程：

沖裁即是分離工序，工件受力時必然從彈、塑性變形開始，以斷裂告終。當(dāng)凸模下降接觸板料，板料即受到凸、凹模壓力而產(chǎn)生彈性變形，隨著凸模下壓，模具刃口壓入材料，內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)滿足塑性變形條件時，產(chǎn)生塑性變形，沖件塑性變形從刃口開始，隨著切刃的深入，變形區(qū)向板料的深度方向發(fā)展、擴(kuò)大，直到在板料的整個厚度方向上產(chǎn)生塑性變形，板料的一部分相對于另一部分移動。

2.沖裁零件的斷面形狀及分析：

如下圖所示，由于沖裁變形的特點(diǎn)，使沖出的工件斷明顯地分成三特征區(qū)，即圓角帶、光亮帶與斷裂帶。圓角帶、光亮帶與斷裂帶三部分在沖裁件斷面上所占的比例隨材料的機(jī)械性能、凸與凹模間隙、模具結(jié)構(gòu)等不同而變化。要想提高沖裁件切面的光潔程度與尺寸精度，可通過增加光亮帶的高度或采用整修工序來實(shí)現(xiàn)。

3.沖裁間隔：

模具間隙系指凸、凹模刃口間縫隙的距離，間隙對沖裁件質(zhì)量、沖裁力、模具壽命的影響很大。影響沖裁件質(zhì)量的因素有：凸、凹模間隙大小及分布的均勻性，模具刃口狀態(tài)、模具結(jié)構(gòu)與制造精度，材料性質(zhì)等，其中間隙值大小與均勻程度是主要因素。

1）沖裁間隔值對沖裁質(zhì)量的影響 間隙過小時，將產(chǎn)生二次剪切，制件斷面的中部留下撕裂面。而兩頭為光亮帶，在端面出現(xiàn)擠長的毛刺。毛刺雖有所增長，但易去除，且制件穹彎小，斷面垂直。間隙過大時，材料的彎曲與拉伸增大，材料易被撕裂，致使制件光亮帶減小，毛刺大而厚，難以去除。間隙在一定范圍內(nèi)[z=（14~24%）t]變化時，毛刺高度小，且變化不大，這稱為毛刺穩(wěn)定區(qū)，可供選擇合理間隙值時參考。

2）間隙對尺寸精度的影響 當(dāng)凸、凹模間隙較大時，材料所受拉伸作用增大，沖裁完后因材料的彈性恢復(fù)使落料尺寸小于凹模尺寸，沖孔孔徑大于凸模直徑。在間隙較小時，由于材料受凸、凹模擠壓力大，故沖裁完后，材料的彈性恢復(fù)使落料件尺寸增大，沖孔孔徑變小，此外，尺寸變化量的大小還與材料性質(zhì)、厚度、軋制方向等因素有關(guān)。軟鋼的彈性變形量較小，沖裁后的彈性恢復(fù)量也就小，硬鋼的彈性恢復(fù)量較大。

3）間隔對沖裁力的影響 間隙Z減小，則Fmax增大。其原因是間隙小，材料所受拉應(yīng)力減小，壓應(yīng)力增大，材料不易產(chǎn)生撕裂，故使沖裁力Fmax增大。

4）間隔對模具壽命的影響 沖裁凸、凹模的損壞有磨損、崩刃和折斷等形式。間隔減少，模具磨損加快，容易崩刃和折斷，減短模具壽命。

4.沖裁件間隔的確定：

理論計(jì)算法 由裂紋重合形成幾何三角形計(jì)算。

經(jīng)驗(yàn)確定法 軟材料： T<1mm Z=（6~8%）T

T=1~3mm Z=（10~15%）T

T=3~5mm Z=（15~25%）T

硬材料：T<1mm Z=（8~10%）T

T=1~3mm Z=（11~17%）T

T=3~5mm Z=（17~25%）T

5.沖裁凸、凹模刃口尺寸計(jì)算原則：

沖孔件以凸模為準(zhǔn)，在凹模放沖裁間隔，而凸模以工件尺寸和公差要求計(jì)算。落料以凹模為準(zhǔn)，在凸模放沖裁間隔，而凹模以工件尺寸和公差要求計(jì)算。（如下圖所示）

6.沖裁件排樣：

沖裁件在條料或板料上的布置方法叫排樣。合理的排樣能提高材料的利用率。下面兩種排樣比較:

7.沖裁件工藝性：（如下圖表所示）

沖裁件的形狀應(yīng)能符合材料合理排樣，減少廢料。

沖裁件各直線或曲線連接處宜有適當(dāng)?shù)膱A角。

沖裁件凸出或凹入部分寬部不宜太小，并應(yīng)避免過長的懸臂與狹槽。

沖孔時，由于受到凸模強(qiáng)度的限制，孔的尺寸不宜過小，其數(shù)值與孔的形狀、材料的機(jī)械性能，材料的厚度有關(guān)。

沖裁件的孔與孔之間、孔與邊緣之間的距離受模具強(qiáng)度和沖裁質(zhì)量的限制，其值不能過小。

在彎曲件或拉深件上沖孔時，其孔壁與工件直壁之間的距離不能過小。

8.沖裁件常見問題及解決方案：

沖裁件毛刺出現(xiàn)及解決方法，在沖裁過程中，由于凸凹模之間間隙的不合理性會出現(xiàn)毛刺或凸凹模在沖壓過程中有磨損現(xiàn)象，其間隙會增大，從而出現(xiàn)毛刺，所以在設(shè)計(jì)沖裁模時根據(jù)材料厚度、性能合理選取凸凹模間隙。