·1204· 工程科学学报，第39卷，第8期 表4试验与模拟结果中前刃口断面质量比较 Table 4 Comparison of leading sheared-edge quality in experimental and simulation results 数据类别 塌角高度，H/mm 塌角宽度，Wg/mm 光亮带高度，Hs/mm 断裂带高度，Hr/mm 压痕高度，H/mm 试验值 0.157 0.338 0.260 0.348 0.033 模拟值 0.149 0.418 0.249 0.374 0.028 影响着模具寿命、冲裁力、断面质量与尺寸精度等.当 刃口来说，塌角高度随冲裁间隙的增加而增大，而断裂 模具圆角为0.02mm,板厚为0.8mm时，分别取0.05， 带高度却随之减小，塌角宽度与光亮带高度变化不大 0.10,0.15和0.20mm四种标准间隙来研究冲裁间隙 对比图9(a)与(b)发现，在相同冲裁间隙下，前刃口的 对辊冲断面质量的影响，结果如图9所示.对于前刃 塌角与断裂带高度要低于后刃口，而前刃口光亮带高 口来说，塌角宽度与高度、光亮带高度都会随冲裁间隙 度要大于后刃口，两者的压痕高度基本一致，维持在 的增加而增大，断裂带高度却随之减小.然而对于后 0.03mm上下. 0.6 0.75 a 0.5 ·一塌角宽度 0.60 -◆塌角高度 一塌角宽度 一一断裂带高度 ··光亮带高度 0.4 -。塌角高度 -◆一压痕高度 0.45 一断裂带高度 ··光亮带高度 一◆一压狼高度 0.3 0.2 0.1 0.15 ””◆+▲4。。4.4◆。+盒4………小。。+▲ 0.05 0.10 0.15 0.20 0.05 0.10 0.15 0.20 冲裁间隙mm 冲栽间隙/mm 图9冲裁间隙对断面质量的影响.(a)前刃口：()后刃口 Fig.9 Effect of die clearance on the sheared edge quality:(a)leading cutting edge;(b)trailing cutting edge 3.2模具磨损 图10给出了在冲裁间隙为0.1mm、板厚为0.8 由于冲裁工艺中模具与板料间存在很高的正压力 mm条件下四种模具圆角大小（分别为0.02,0.05， 并发生相对滑动，因此模具刃口承受着强烈的摩擦效 0.08和0.10mm)对断面质量的影响.对于前刃口来 应，接触区域表现为黏着磨损与磨粒磨损.影响模具 说，随着模具圆角的增加，塌角宽度随之增大，塌角高 磨损程度的因素有：模具材料、板料材质与厚度、凸凹 度与压痕高度变化不大，光亮带高度稍有减小，断裂带 模间隙、冲裁速度、润滑状态等.磨损会发生在模具的 高度稍有增大，而毛刺高度急剧增大，当模具圆角半径 侧面与端面，使得锋利刃口变钝，出现小圆角].在 为0.02mm时，基本上无毛刺，当增大到0.10mm时， 这里，利用圆角半径大小来表征模具磨损状态，圆角半 毛刺增大至0.056mm,这是因为微裂纹会在模具侧面 径越大，磨损程度越高 萌发，模具圆角越大，造成毛刺也越大：对于后刃口来 06 (a) 0.7 0.5 一塌角宽度 一断裂带高度 。塌角宽度 0.6 一。塌角高度一◆一压狼高度 一·塌角高度 日0.4 ·4·光亮带高度…◆一毛刺高度 ·女光亮带高度 E0.5 。 7一 0.3 断裂带高度 0.3 02 ◆压痕高度 4·毛刺高度 02 0.1 01 0外4… 0F, 0.02 0.05 0.08 0.10 0.02 0.05 0.08 0.10 模具圆角半径/mm 模其圆角半径/mm 图10模具圆角半径对断面质量的影响.(a)前刃口：(b)后刃口 Fig.10 Effect of die radius on the sheared edge quality:(a)leading cutting edge;(b)trailing cutting edge工程科学学报,第 39 卷,第 8 期 表 4 试验与模拟结果中前刃口断面质量比较 Table 4 Comparison of leading sheared鄄edge quality in experimental and simulation results 数据类别 塌角高度,HR / mm 塌角宽度,WR / mm 光亮带高度,HS / mm 断裂带高度,HF / mm 压痕高度,HI / mm 试验值 0郾 157 0郾 338 0郾 260 0郾 348 0郾 033 模拟值 0郾 149 0郾 418 0郾 249 0郾 374 0郾 028 影响着模具寿命、冲裁力、断面质量与尺寸精度等. 当 模具圆角为 0郾 02 mm,板厚为 0郾 8 mm 时,分别取 0郾 05, 0郾 10,0郾 15 和 0郾 20 mm 四种标准间隙来研究冲裁间隙 对辊冲断面质量的影响,结果如图 9 所示. 对于前刃 口来说,塌角宽度与高度、光亮带高度都会随冲裁间隙 的增加而增大,断裂带高度却随之减小. 然而对于后 刃口来说,塌角高度随冲裁间隙的增加而增大,而断裂 带高度却随之减小,塌角宽度与光亮带高度变化不大. 对比图9(a)与(b)发现,在相同冲裁间隙下,前刃口的 塌角与断裂带高度要低于后刃口,而前刃口光亮带高 度要大于后刃口,两者的压痕高度基本一致,维持在 0郾 03 mm 上下. 图 9 冲裁间隙对断面质量的影响. (a) 前刃口; (b) 后刃口 Fig. 9 Effect of die clearance on the sheared edge quality: (a) leading cutting edge; (b) trailing cutting edge 图 10 模具圆角半径对断面质量的影响. (a) 前刃口; (b) 后刃口 Fig. 10 Effect of die radius on the sheared edge quality: (a) leading cutting edge; (b) trailing cutting edge 3郾 2 模具磨损 由于冲裁工艺中模具与板料间存在很高的正压力 并发生相对滑动,因此模具刃口承受着强烈的摩擦效 应,接触区域表现为黏着磨损与磨粒磨损. 影响模具 磨损程度的因素有:模具材料、板料材质与厚度、凸凹 模间隙、冲裁速度、润滑状态等. 磨损会发生在模具的 侧面与端面,使得锋利刃口变钝,出现小圆角[15] . 在 这里,利用圆角半径大小来表征模具磨损状态,圆角半 径越大,磨损程度越高. 图 10 给出了在冲裁间隙为 0郾 1 mm、板厚为 0郾 8 mm 条件下四种模具圆角大小( 分别为 0郾 02,0郾 05, 0郾 08 和 0郾 10 mm)对断面质量的影响. 对于前刃口来 说,随着模具圆角的增加,塌角宽度随之增大,塌角高 度与压痕高度变化不大,光亮带高度稍有减小,断裂带 高度稍有增大,而毛刺高度急剧增大,当模具圆角半径 为 0郾 02 mm 时,基本上无毛刺,当增大到 0郾 10 mm 时, 毛刺增大至 0郾 056 mm,这是因为微裂纹会在模具侧面 萌发,模具圆角越大,造成毛刺也越大;对于后刃口来 ·1204·