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摘 要：凸凹模刃口之间的间隙是影响冲裁件断面质量的重要因素，对实验冲裁模进行改进后，使凸凹模刃口之间的间隙可调，在实验时能观察到三种不同的断面质量，让学生理论联系实际了解间隙对断面质量的影响，拓宽了实验目的。
关键词：冲裁间隙；断面质量；二次光亮带；二次撕裂带
1 冲裁间隙与断面质量的理论分析
由冲裁变形特点，板料的分离过程分为弹性变形、塑性变形、断裂分离三个阶段。板料分离后，其断面分为圆角带、光亮带、撕裂带和毛刺四个特征区。
在 塑性变形阶段，板料产生塑性剪切变形，材料在和模具侧面接触中被模具侧面挤光而形成光亮垂直的断面，因此塑性变形阶段越长，光亮带所占比例越大，断面质量 越好。而凸模与凹模刃口之间的间隙是影响冲裁件断面质量的重要因素。合理间隙的理论计算依据是在断裂分离的起始阶段，材料在凸模与凹模刃口处产生的裂纹成 直线会合。从图1的几何关系可得出计算合理间隙的公式。
图1 合理冲裁间隙的确定
式中,h0为产生裂纹时的凸模压入深度；t 为料厚；β为最大切应力方向与垂线间夹角。
当 间隙合适时，尽管撕裂带与材料表面不垂直，偏斜了β角，但还是比较光滑，毛刺较小，断面质量较好。当间隙过小时，凹模刃口处产生的裂纹向内错开指向凸模下 面的高压应力区，而凸模刃口处产生的裂纹指向凹模上面的高压应力区，在压应力作用下裂纹停止生长，材料塑性提高产生第二次剪切。这样在两次光亮带中部夹有 残留的断裂带，只要沟痕不是很深仍可用。当间隙过大时，材料受弯曲和拉伸，容易产生裂纹，光亮带所占比例减小，凸凹模刃口处产生的裂纹外错产生二次拉裂。 断裂带斜度增大，断面垂直度差，毛刺大而厚，断面质量差，如图2所示。
1毛刺； 2撕裂带； 3光亮带； 4圆角
图2 凸凹模间隙与冲裁件断面质量的关系
在 冲裁模的安装调试中使凸凹模刃口之间的间隙均匀一致，是获得合格冲裁件的保证。按传统的冲裁模调试实验，将无导向冲裁模，如图3所示，安装在压力机上，调 整下模，使周边间隙均匀，获得合格冲裁件。实验目的仅在于了解冲裁模在压力机上的安装，调试过程和方法。不能观察到间隙过大时产生的二次撕裂带和间隙过小 时产生的二次光亮带。
图3 无导向实验冲裁模
1 模柄； 2 上模板； 3 橡皮； 4 上模刃；
5 压料板； 6 下模刃；7 下模板； 8 板料
图4 改进后的实验冲裁模
(1)搬动飞轮，使滑块降到下死点，调节滑块连杆到适当高度。
将上模紧固在滑块上，再将下模刃口向上模刃口靠拢，在上下模刃口之间两头用塞尺控制间隙（根据板材的力学性能及厚度确定合理间隙Z），两点一线，中间间隙必均匀，如图5所示。紧固下模后，调节滑块连杆，使上模刃口进入下模刃口0.5 mm左右。
图5 利用塞尺调整均匀间隙示意图
(3)下模向前调，使间隙增大，两头仍用塞尺控制均匀间隙。紧固下模后，试冲钢板，观察二次撕裂带。
(4)下模向后调，使间隙减小，两头仍用塞尺控制均匀间隙。紧固下模后， 试冲钢板，观察二次光亮带。
4 结 论
1.拓宽了实验目的，使学生在同一实验中观察到更多的内容，获得更多的感性认识，理论联系实际分析间隙Z对断面质量的影响。融会贯通所学知识，对冲裁件断面质量分析打下坚实的基础，收到了立竿见影的效果。
2.一般模具设计时，根据板材的力学性能及厚度确定合理间隙Z，模具一旦制造好，冲压材料就不能改变，因此，供实验用的板材受到局限。改进后的实验模具间隙可调，可根据现有的材料来调整合理间隙。因而可收集各种类型的边角废料作实验用板材，来源广泛，节省实验经费。
贵州工业大学 王季春
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