沖壓模具設計部落格

沖剪間隙

一、   沖剪間隙的概念：沖剪間隙指相互配合公模刃口與母模刃口之間相應尺寸的差值或其間的空隙（Ｚ）。一般可區分為單邊間隙與雙邊間隙。
沖剪間隙設定：一般都是以材料厚度為基準，

　　  設定方式為：Z = ？？%T(材料厚度)。

二、   沖剪間隙對沖壓的影響：
1. 對斷面品質的影響：一般沖剪設定(精沖除外)，沖剪斷面並非全部為沖剪面，一般間隙沖剪狀況為20%沖剪面、80%為撕裂面。
   a. 沖剪間隙正常：撕裂面較平整，光亮帶大，塌角、毛刺、錐度小，表面平整。
   b. 沖剪間隙過大：撕裂面較不平整，撕裂拉斷面粗、光亮帶小、塌角、毛刺、錐度大。
   c. 沖剪間隙過小：撕裂面較平整，容易發生二次剪切，形成第二光亮帶，毛刺大。
   d. 沖剪間隙不均：間隙小的一邊出現小品質斷面特徵，間隙大的一邊出現大間隙斷面品質特徵。

※註：
塌角：塌角有兩個含義，一個是指沖裁件外緣近凹模面或內緣近凸模面呈圓角的現象，另一是指沖裁件斷面呈塌角現象部分的高度。
撕裂面：沖裁件被撕裂的粗糙的斷面。
毛刺：毛刺是沖剪後沖件斷面邊緣鋒利的凸起。即平常所稱 ”毛邊”。
光亮帶：光亮帶是沖剪件被沖剪出的光亮斷面。
二次剪切：一般出現在沖剪間隙較小之精沖，在沖剪過程中，在沖剪斷面上形成2個或多個斷差。

2. 間隙對尺寸精度的影響：由於彈性變形的存在，沖裁結束後出現彈性恢復，使尺寸與凸凹模刃口尺寸產生尺寸偏差，而彈性變形大小與沖裁間隙有直接的關係。
  一般沖剪設定：沖孔是以公模尺寸為基準、下料則是以母模尺寸為基準。

  a. 間隙增大：
     沖孔：金屬受向內拉程度增大彈性回復使工件尺寸增大（孔尺寸）
     下料：金屬的拉伸度增大，彈性回復工件尺寸減小（下工件尺寸）。
  b. 間隙變小：
     沖孔：金屬受壓程度增大，孔尺寸減小
     下料：金屬受內壓程度增大，工件尺寸增大。

3.  間隙對沖裁力的影響：沖裁間隙對沖裁力的影響規律是間隙越小，變形區內壓應力成分越大，拉應力成分越小，材料變形抗力增加，沖裁力就越大。反之，間隙越大，變形區內拉應力成分就越大，變形抗力降低，沖裁力就小。間隙達材料厚的5%-20%時，沖裁力下降不明顯。
    當單邊間隙Z增大到材料厚度的15%-20%時，卸料力為0。

4.  間隙對模具壽命的影響：由於工件與凸、凹模側壁之間有磨擦的存在，間隙小，磨擦大，模具壽命短。沖裁過程中，凸模與被沖孔之聞，凹模與落料件之間均有摩擦，而且聞隙越小，摩擦越嚴重。所以過小的間隙對模具壽命極為不利，而較大的間隙可使凸模與凹模的側面與材料間的摩擦減小，亦能減緩間隙不均勻的影響，從而提高模具的壽命。

三、合理間隙值的確定：間隙的選取要使沖裁件達到較好的斷面品質、較高的尺寸精度，較小的沖裁力，較高的模具壽命。
    合理間隙指一個範圍值，最大合理間隙，最小合理間隙。間隙的確定是綜合考慮上述各個因素的影響，選擇一個適當的問隙範圍作為合理間隙。其上限為最大合理間隙，下限為最小合理間隙(即合理間隙指的是一個範圍值)。 在其設計模具時，根據工件和生產上的具體要求可按下列原則進行選取：
  ( l ) 當工件的斷面品質沒有嚴格要求時,為了提高模具壽命和減小沖裁力,可以選擇較大間隙值。
  ( 2 ) 當工件斷面品質及製造公差要求較高時應選擇較小間隙值。
  ( 3 ) 計算沖裁模刃口尺寸時，考慮到模具在使用過程中的磨損會使刃口間隙增大，應當按最小間隙值來計算。
    確定合理間隙的方法：計演算

四、 一般材料常用沖剪間隙設定：下列數據為一般經驗值，一般需從 生產過程回饋相關沖剪間隙數據制定。

各種材質沖剪間隙設定 :