谈谈五金冲压模具冲裁力的确定及冲裁模的间隙

裁力是指冲压时，材料对凸模的最大抵抗能力。是设计模具，选用冲床、校核模具强度的主要依据。

冲裁力的计算。根据实验， 冲裁力主要与下列因素有关：

①与材料的状态，机械性质，材料的厚度，冲压时凸模进入材料的深度，以及和制件的形状、大小有关。

②与模具的凸、凹模间隙大小，凹模的构造、刃口利纯及硬度有关。

③与冲压时制件材料和模具的润滑，冲压速度等有关。

当用平刃模进行冲裁时，冲裁力的大小常用下式计算。

P冲= K·L·t·τ

式中 P冲——冲裁力（N）；

L——冲裁周边长度（mm）；

t——材料厚度（mm）；

τ——材料抗剪强度（N/mm2）；

K——修正系数，一般K=1.3。

桶底盖、桶口件落料拉伸及桶口件切边的冲裁力是：

P冲=1.3·πd·tτ=πdt·σB

式中 π——圆周率；

d——直径（mm）；

σB——材料极限强度（N/mm2）

卸料力、推料力和顶料力的计算。在冲裁中冲裁力是主要的力，此外还有卸料力、推料力和顶料力。

当冲裁结束后，被冲的孔沿径向发生弹性收缩，制件会紧箍在凸模上，而冲下的废料，由于径向发生弹性变形而扩张，卡在凹模孔内，落料后，制件卡在凹模孔内，而废料紧箍在凸模上。为了背紧箍在凸模上的料卸下来，需要一定的力，此力称为卸料力，用符号N卸表示；将卡在凹模中的料推出或顶出（沿着冲裁方向）所需的力，称为推料力和顶料力，分别用符号N堆和N顶表示。

卸料力、推料力和顶料力，是由冲床和模具的卸料机构、顶料器直接获得。选用冲床时，要考虑卸料力、顶料力和推料力的大小也应作必要的计算。

卸料力、推料力和顶料力受很多因素影响。如制件形状和尺寸大小、材料种类和厚度，模具结构和凸、凹模间隙、润滑情况及排样的搭边大小等。

因此生产中，常用经验公式来计算卸料力、推料力和顶料力，即

N卸=K卸·P冲  （N）

N推=K推·P冲   （N）

N顶=K顶·P冲   （N）

式中 K卸、K推、K顶——分别为卸料系数、推料系数、顶料系数，其值如表7-4所示。

系数K卸、K推、K顶

冲裁模的间隙。

冲裁模在工作时，凸模和凹模间的空隙，称为间隙。如图7-16所示。

间隙的大小等于凹模和凸模工作部分实际尺寸之差。在制桶冲压中差数总是正值。

图7-16 间隙对制件断面质量的影响
                   （a）合理间隙；（b）间隙过大；（c）间隙过小

在冲裁工作中，间隙的大小，分布均匀与否，对制件断面质量、尺寸精度和冲裁时这种力的大小以及模具寿命等均有影晌。

（1）间隙对制件断面质量的影响。冲裁间隙合理时，材料的上下面出现的裂纹，是沿着凸、凹模刃口对应点的连线方向，裂纹相互重合，制件断面虽略带锥度，但较光洁，如图7-6（a）所示。间隙过大或过小时，材料的上下两裂纹不重合。间隙过大，凸模刃口附近裂纹在凹模刃口附近裂纹的里边，如图7-16

（b）所示。材料受很大的拉伸，使断面光亮带减小，毛刺、圆角和锥度都会增加。间隙过小，凸模刃口附近裂纹在凹模刃口附近裂纹的外边，如图716（c）所示。上下两裂纹中间的一部分材料，随着冲裁的进行，将被第二次剪切，在断面上形成双光亮带。最后，在其间形成撕裂的毛刺和层片。

间隙对制件尺寸精度的影响。落料时，间隙过大，材料除受剪切外，还产生拉伸变形的弹性恢复，使落料件相对于凹模出现负值误差，使制件尺寸减小，减小的程度随间隙的增大而增加，间隙过小，材料除受剪切外，还由于压缩变形的弹性恢复，将使落料件相对于凹模，出现正值误差，制件尺寸增大，增大的程度随间隙的减小而增加，冲孔时的情况和落料相反，即间隙过大，使冲孔尺寸增大；间隙过小，使冲孔尺寸减小。

在一定间隙范围内，材料的拉伸与压缩变形大体上一致，两者弹性恢复相抵销，此时，制件实际尺寸接近于凸、凹模的尺寸。

间隙对冲裁力，卸料力、推科力和模具寿命的影响。根据实验，间隙增加，冲裁力按比例减小。

冲裁力的减小，就使凹模和凸模所受的应力减小，有利于延长模具寿命。

间隙小时，冲出的孔尺寸小于凸模，凸模与材料间的摩擦力大，卸料力也大，凸模磨损快，落料件尺寸大于凹模，制件在凹模内堵塞，严重时会挤裂凹模，所以凹模磨损快，模具寿命短。

凸、凹模间隙的选择和确定。在制桶冲压中，桶底盖、封闭器的落料及封闭器的切边，制件尺寸随凹模尺寸，故间隙在减小凸模尺寸的方向上取得。

在桶盖的拉伸冲孔翻边复合工序中，冲孔尺寸随凸模尺寸而定，故间隙应在增大凹模尺寸的方向上取得。

间隙的大小主要与材料厚度和塑性变形有关。实践证明，合理间隙在一定范围内变动，都会得到合格的制件。间隙变动范围的上限为最大合理间隙，用Z最大表示，下限为最小合理间用Z最小表示。

在制桶冲压中，一般取双面间隙Z=t×（8%～12%）。

其中的t——板材厚度。