降低高强度材料冲裁力的有效方法

在冲裁高强度材料或厚料、大尺寸工件时，所需冲裁力如果超过车间现有压力机吨位，就必须采取措施降低冲裁力。一般采用如下几种方法：

1.加热冲裁

材料在加热状态下剪切强度明显下降，所以能有效降低冲裁力。这种方法的缺点是；材料加热后产生氧化皮，且因加热，劳动条件差。故一般只适用于厚板或表面质量及尺寸精度要求不高的工件。

表2-2-10所列为钢在加热状态下的抗剪强度。计算加热冲裁力时，τ_b应按实际冲压温度取值。由于散热的原因，冲压温度通常比加热温度低150～200℃。另外，需考虑热胀冷缩对工件尺寸的影响，以及热冲时由于材料变软，模具间隙应比冷冲时适当取小。

表2-2-10 钢在加热状态的抗剪强度^[6]

2.阶梯布置凸模

在多凸模的冲裁中，将凸模做成不同高度，采用阶梯布置，可使各凸模不同时接触材料，避免各凸模最大冲裁力同时出现，从而降低了冲裁力。

阶梯布置凸模的冲裁力计算，应按相同高度的凸模最大冲裁力之和来确定。

采用阶梯布置凸模时应考虑以下原则：

1）凸模高度差h的值与材料的抗拉强度有关（见表2-2-11）。

表2-2-11 凸模高度差h与材料抗拉强度的关系

注：t为材料厚度。

2）各阶梯凸模的分布应注意对称和接近压力中心。

3）首先开始工作的凸模应该是端部带有导正销的凸模（见图2-2-38），或者把大凸模做长一些，小凸模做短一些，这样可避免小凸模由于受材料流动挤压力的作用，而产生折断或倾斜的现象。而且，小凸模做短后刚性好，不易产生纵向失稳，可以提高其使用寿命。

3.斜刃口模具冲裁

用平刃口模具冲裁时，整个工件周边同时发生剪切作用，故在冲裁大型和厚板工件时，冲裁力往往很大。(www.xing528.com)

图2-2-38 阶梯布置凸模

采用斜刃口模具冲裁时，与斜剪相仿，整个刃口不是与工件周边同时接触，而是逐步地冲切材料，因此冲裁力显著降低，且可减轻冲裁时的振动和噪声。

采用斜刃口冲裁时，为了获得平整的工件，落料时凸模应为平刃，把斜刃做在凹模上，这样冲出的工件平整而废料弯曲（见图2-2-39a、b、c）。冲孔时凹模应为平刃，把斜刃做在凸模上，这样冲出的孔件平整而废料弯曲（见图2-2-39d、e、f）。设计斜刃时，应将斜刃对称布置，以免冲裁时凹模（或凸模）承受单向侧压力而发生偏移，啃坏刃口。

斜刃冲裁减力的程度决定于刃口的斜角φ（查表2-2-12）。

表2-2-12 斜刃参数

图2-2-39 各种斜刃形式

每个斜刃的冲裁力按下式计算

P_s=KP（2-2-16）

式中P_s——斜刃冲裁力（N）；

K——减力系数（查表2-2-12）；

P——平刃冲裁力（N）。

对于大型冲裁模，要做斜刃模时，斜刃应做成对称布置的波浪式（见图2-2-40）。

斜刃冲模虽降低了冲裁力，但增加了模具制造和修磨的困难，刃口也容易磨损，故一般仅用于大型工件及厚板冲裁。