图12 模具间隙对冲裁件断面质量的影响
当间隙过大时,凸模刃口附近的剪裂纹会比正常间隙时向内错开一段距离,不会与凹模刃口附近的裂纹汇合,因此,冲裁件被撕开,边缘粗糙。间隙过小时,凸模刃口附近的裂纹会比正常间隙时向外错开一段距离,这时候,上、下两裂纹也不可能很好的重合。只有模具间隙值控制在一个合理的范围内,上下裂纹才能基本重合于一线,冲裁件断面质量最好。
冲裁间隙Z:Z=DA-DT
是指冲裁凹模横向尺寸DA与凸模刃口横向尺寸DT的差。又称双面间隙,用Z表示。Z/2表示单面间隙,用C表示:
C=(DA-DT)/2
如图13所示。
图13 模具间隙图示
模具间隙的选择根据不同的材质选择不同的间隙,材质越硬,越厚,模具间隙就应该选择的越大,对常用的冲裁模具必须保证合理的间隙,才能冲裁出合格的工件,例如常用的铝和不锈钢的间隙选择推荐如下,如表2所示。
表2 推荐模具间隙
2、低噪音模具间隙对使用寿命的影响
理想的间隙是指工件在断裂时刃口冲裁产生的裂纹在一条直线上,如果不在,将产生毛刺,刃口粘接板料碎屑,加快模具磨损,影响模具使用寿命。
在间隙变化过程中不同板材,不同材质。或者相同厚度的板材、不同材质等各种因素互相作用,影响,其磨损方式也不尽相同。因此,一个间隙值不能同时满足多个因素共同作用。只能在不同质量的要求下尽可能提高模具寿命。模具的磨损分为:磨料磨损、粘接磨损、腐蚀磨损、疲劳冲击磨损。
(1)磨料磨损
磨料磨损俗称研磨磨损,有两个接触面粗糙度引起的,并且两个接触面中间夹杂碎屑。碎屑起到磨料的研磨作用,在模具表面造成机械擦伤。
(2)粘接磨损
粘接磨损也称为胶合,当间隙小,冲裁速度适中,两个互相运动的接触面互相作用产生位移,粘接在刃口面的细小微粒逐渐变大,摩擦界面上伸展变形,形成鳞片,滞留在表面,将两个表面粘连在一起,由此形成的摩擦。
(4)腐蚀磨损
冲压过程中未了防止粘连,在润滑油中添加极压剂,极压剂中含有腐蚀成分,随着大量添加和时间的增加,便会有腐蚀发生,形成腐蚀磨损。
(5)疲劳冲击磨损
疲劳冲击磨损是:间隙过大,冲裁速度高,经过重复工作和模具本身的缺陷所引起的疲劳磨损。
因此,选择合理间隙是提高模具使用寿命的重要技术手段,不仅提高模具使用寿命,提升工件质量,精度,减少报废率,还可以提升企业利润,节约资源。
综合以上分析得出,低噪音模具在1.0mm、1.5mm、2.0mm三种板厚的情况下合理的设计间隙如表3所示。
表3 低噪音模具间隙(Z)
材料厚度 | 建议间隙 | |
铝 | 不锈钢 | |
1.0 | 0.15—0.2 | 0.25—0.3 |
1.5 | 0.225—0.4 | 0.375—0.45 |
2.0 | 0.3—0.4 | 0.5—0.6 |
3.0 | 0.45—0.6 | 0.75—0.9 |
四、总结
低噪音模具在应用上最大的优点就是降低噪音,经过以上的分析和设计,设计制造出的低噪音模具在实际应用中能够很好的降低车间环境噪音,提升工人的工作舒适性。
工作环境噪音测试设备是小米之家噪音分贝仪手机APP,测试方法如下:
1:为了测试的准确性,先在安静的夜晚在小米之家噪音分贝仪内选择"夜晚"模式进行校准。
2:先选用常规5*56矩形模具进行加工,开启小米之家噪音分贝仪测试环境噪音,测试结果平均噪音分贝数76db。
3:先选用低噪音5*56矩形模具进行加工,开启小米之家噪音分贝仪测试环境噪音,测试结果平均噪音分贝数66db。
详见图14是低噪音模具产生的噪音,图15是常规模具产生的噪音。
图14低噪音模具噪音 图15常规模具噪音
通过以上噪音测试及分析,使用得出低噪音模具生产时,经过小米之家噪音分贝仪噪声测试,能够降低工作环境噪音10分贝。对提升工作有明显的改善。