3.2.4 凸、凹模间隙值的确定
由以上分析可知,凸、凹模间隙对冲裁件质量、冲裁力、模具寿命都有很大的影响。因此,设计模具时一定要选择一个合理的间隙,使冲裁件的断面质量较好、所需冲裁力较小、模具寿命较高。但分别从质量、精度、冲裁力等方面的要求各自确定的合理间隙值并不相同,考虑到模具制造中的偏差及使用中的磨损,生产中通常是选择一个适当的范围作为合理间隙。这个范围的最小值称为最小合理间隙C min,最大值称为最大合理间隙C max,考虑到模具在使用过程中的磨损使间隙增大,故设计与制造中采用最小合理间隙值C min。确定合理间隙的方法有理论确定法和经验确定法。
理论确定法的主要依据是保证裂纹重合,以便获得良好的断面。图3-6所示为冲裁过程中开始产生裂纹的瞬时状态,据此可计算合理冲裁间隙的理论值。
图3-6 合理间隙的理论确定法
从式(3-3)可看出,合理间隙C与材料厚度t、凸模相对挤入材料深度h0/t、裂纹角方向β有关,而h0/t又与材料塑性有关,如表3-2所示。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C值就越大;材料厚度越薄,塑性越好的材料,则所需间隙C值就越小。
表3-2 不同材料的h0/t与β
由于对不同的材料h0/t的值差别很大,需要进行试验来测定,因此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。
Z=Kt(3-4)
式中 Z——双面间隙(mm);
K——间隙系数,实际生产中,系数K的取值为0.08~0.35,如表3-3所示;
t——材料厚度(mm)。
表3-3 冲裁模初始双面间隙系数K
对于公差等级要求不高即低于IT14级的冲裁件,其冲裁间隙可常用表3-4中的大间隙来确定。
表3-4 冲裁模初始双面间隙值Z(mm)
需要指出的是:当模具采用线切割加工时,若直接从凹模中制取凸模,则此时凸、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。