变压器制造中模具冲裁间隙的选取与判别
模具在制造企业中使用的多少, 能反映出企业标准化、系列化、精密化的程度。变压器制造过程中也不例外, 模具的大量使用减少了劳动强度, 提高了劳动效率, 使产品在装配中更加容易, 外型更加美观;冲出的零件精度高, 毛刺小, 也大大提高了电气强度。变压器制造中使用的模具以冷冲模具为主, 如:φ80箱壁冲孔模、接线片冲孔落料模、铁心“V”型缺口冲模、垫块落料模。冲制材料主要有钢板、铜排、硅钢片、纸板。
模具冲裁间隙是指凸、凹模刃口间缝隙的距离, 常用符号c表示, 俗称单面间隙, 而双面间隙用z表示。冲裁间隙值的选取, 主要有理论确定法和经验确定法两种, 在生产实践中以后者为主。在变压器制造中, 我们主要以国家标准《冲裁间隙》 (GB/T16743-1997) 中Ⅱ类 (中等间隙) 为主选取, 单面间隙c=单面间隙比值×t (料厚) 。间隙比值通常是一个范围, 最小值称为最小合理间隙 (cmin) , 最大值称为最大合理间隙 (cmax) , 考虑到模具在使用过程中的磨损使间隙增大, 故设计与制造新模具时要采用最小合理间隙 (cmin) 。另外, 在同样条件下, 非圆形比圆形间隙大, 冲孔间隙比落料大;凹模为斜壁刃口时, 间隙应比直壁刃口小。还有要考虑以往同类型模具的使用情况, 综合以上各种因素, 最后确定比较合理的模具间隙。表一是变压器制造中常用材料和与之对应的单面间隙比值, 以供参考。
如表1所示。
要探讨冲裁间隙合理性, 首先我们来认识一下冲裁件剪切面的特征。冲裁是利用模具使板料产生分离的工序, 因此冲裁过程分为弹性变形, 塑性变形, 断裂、分离三个阶段。整个过程除了剪切变形外, 同时还存在压缩、拉伸、弯曲等多种变形和极大的摩擦力, 使冲裁件剪切面有明显的塌角 (圆角) 、光亮带、断裂带和毛刺四个部分。同时, 在冲裁件上留有翘曲 (塌角高度) f和斜角 (断裂角) β等冲裁件的特征, 如图所示。硅钢片只有0.3mm厚 (毛刺≤0.02mm) , 剪切面特征不明显, 间隙是否合理, 主要用毛刺来验证纸板无光亮带。
1冲裁间隙大小的判别
模具制造完成后, 我们都要冲制一批零件进行试模, 根据冲裁件剪切面的特征就可判断间隙值的大小。光亮带约占板料厚度的25%~40%, 翘曲约占板料厚度的6%~8%, 斜角约7~80, 断裂带的宽度中等, 毛刺最小的, 间隙值较合理。间隙值偏小时, 光亮带增加, 甚至出现第二光亮带, 这时塌角、断裂带、翘曲和斜角等均减小, 但毛刺增加, 此时毛刺容易去除, 模具尚可使用。当间隙值偏大时, 光亮带减小, 断裂带、翘曲和毛刺均增大, 斜角也随着间隙的增大而变得较大。
2冲裁间隙均匀性的判别
(1) 冲裁件剪切面上的光亮带宽度分布不均匀, 且最大处与最小处不对称, 其主要原因是凸、凹模制造过程中就未能保证间隙的均匀。这时, 某些地方光亮带较宽且毛刺薄而尖锐, 可以判断此处间隙偏小。而某些地方光亮带较窄, 塌角和斜角等较大且毛刺较厚, 则可以判断此处间隙偏大。制造时的间隙不均匀性主要是由于凸、凹模的加工精度不够, 加工工艺选择不当所致。在试模时, 若出现这种情况, 首先判断一下是否有可能重新装配, 若有可能的话, 重新调整一下凸、凹模间隙的分配情况, 将间隙偏大处的间隙调小一点, 因为间隙偏大处的修复较困难。对于间隙偏小处, 可用油石修磨, 修凸模较容易, 调整间隙。
(2) 当凸、凹模制造时已较好地保证了冲裁间隙的均匀性, 这时间隙的不均匀性主要是由于模具装配不当所致, 其主要特征是间隙偏大处与间隙偏小处是对称分布的。表现在冲裁件上是某处的光亮带较宽甚至出现第二光亮带, 且毛刺薄而尖锐。而对称位置处的光亮带又较窄, 塌角和斜角较大, 毛刺较厚。装配时的间隙不均匀, 主要是由于操作者的技术水平不高所致, 需重新装配。若在模具的正常使用过程中出现了上述情况, 则有可能是凸、凹模的紧固螺钉松动, 模具的螺钉需经常紧固的。还有一种情况, 同一批次冲裁件的光亮带宽度位置变化不定, 有时某处光亮带大, 但另一个冲裁件上又是其他处光亮带大。这种情况主要是由于导向件的磨损或松动所致一般与模具的使用时间有关, 这时需要更换导向件了。当然, 机床的运动精度较差也会出现这种情况。
冲裁间隙是冷冲模设计和制造中的一个极其重要的工艺参数, 间隙的大小对冲裁件的质量、冲裁力和冲模寿命等都有很大的影响。冲模制造和使用过程中, 冲裁间隙的正确选取与判断, 是模具工作者必掌握的基本技能。这是一项经验性极强的工作, 不仅要有一定的理论功底, 还要有较强的实际工作经验, 即在实际工作中要对出现的问题及时进行记录和总结, 不断积累实践经验。另外不同行业、不同国家的冲裁间隙取值存在一定的差异, 作为模具工作者必须有所了解, 学会灵活应用。
摘要：阐述变压器制造中模具冲裁间隙的选取方法, 以及根据冲裁剪切面判断间隙的合理性。
关键词：模具,冲裁间隙,冲裁剪切面
参考文献
[1] 陈伟国.冲裁间隙合理性的判别方法[M].2003.