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发表于 2008-10-14 20:34:54
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接着给大家继续传一些精冲知识,共同学习:
: U5 r& S/ g8 E! K$ e3.3 模具工作原理" N5 t7 y! ]+ Y4 ^0 s( F" Z3 U
精冲机是实现精冲工艺的专用设备。如图2所示,精冲时精冲机上有三种力(PS、PR、PG)作用于模具上。冲裁开始前通过齿圈力PR,经剪切线外的导板(6),使V形齿圈(8)压入材料并压紧在凹模上,从而在V形齿圈的内面产生横向侧压力,以阻止材料在剪切区内撕裂和在剪切区外金属的横向流动。同时反压力PG又在剪切线内由顶件器(4)将材料压紧在凸模上,并在压紧状态中,在冲裁力PS作用下进行冲裁。剪切区内的金属处三向压应力状态,从而提高了材料的塑性。此时,材料就沿着凹模刃口形状,呈纯剪切的形式冲裁零件。0 P; C8 t9 Y5 @ o6 z& j/ T/ ?) M
冲裁结束后,PR和PG压力释放,模具开启,由退料力PRA和顶件力PGA分别将零件和废料顶出。并用压缩空气将其吹除。* o: W' [; m6 f& [' U
; f2 |7 Y5 `# o4 g* E1.凸模; 2.凹模; 3.内形凸模; 4.顶件器; 5.顶杆; 6.导板;7.压板; 8.齿圈; 9.精冲材料; 10.精冲零件; 11.内形废料;
" o, U; A8 J" D$ _) DPS—冲裁力; PR—齿圈力; PG—反压力 RA—卸料力; PGA—顶件力; SP—冲裁间隙! g0 b7 J" M: m+ w& G, t! O" W
3.4、精冲工作过程(见图3)
* D( H% z0 t6 L7 W. N8 h a) 模具开启,送入材料;
& Q( o; s& n/ q! V/ ~1 D b) 模具闭合,在刃口(冲裁线)内外的材料利用齿圈力和反压力压紧; W6 P4 \) s6 G4 x0 z$ O
c) 用冲裁力PS冲裁材料,压紧力PR和PG全过程有效压紧;; F. U% I2 N6 |1 o9 K3 w: x
d) 滑块行程结束,冲件在凹模内,内孔废料冲入落料凸模中; X" Y j5 P! d# [3 r9 Z
e) 齿圈力PR和反压力PG卸除,模具开启;
& U* |" N8 g0 o: F- @& p f) 在施加齿圈力的位置,此时作用为:顶出内孔废料和卸除冲压搭边的卸料力PRA;
$ b/ n' G& N- X. d5 G1 p' t g) 在施加反压力的位置,此时作用为:从凹模中顶冲件的顶件力PGA。材料开始送进;' \2 c; K5 y0 X }9 k2 e
h) 吹卸或清除精冲件和内孔废料。材料送进完成。
0 c( I" `8 p6 R0 l5 ?
% X5 P+ P3 Z0 g- c, XPR—齿圈力 PG—反压力 PS—冲裁力 PRA—卸料力 PGA—顶件力- r/ T8 V5 U! w5 Q/ x% \- c
1—压板 2—凹模 3—冲裁(落料)凸模 4—顶件器 5—精冲材料 6—精冲零件 7—冲内孔废料
; o% I( Z2 f- M6 I
9 y5 I2 N# Q w3 r* _
: U0 {' K |* u" b. o4 T 精冲零件
8 ~) y8 m, }' e0 r9 h" W) X
9 _0 p: T5 a: c! G3 ]7 I c1.精冲零件的工艺性
# A* U" H( |" D 精冲零件的工艺性,主要指保证零件的技术和使用要求,并在一定的批生产条件下,在制造上应最简单、最经济。而影响它的主要因素有:
. O, i1 x! n& ^) @ (1) 零件结构的工艺性;
6 |* I& j5 a" e E. T- v (2) 零件尺寸公差和形位公差;
2 g# m, ^# z% M* N (3) 材料性能和厚度;
3 ^* \0 {3 i/ S (4) 冲裁面质量;
# f. O2 j; `) d. G (5) 模具设计、制造质量及寿命;
& s1 r3 E% m- q+ w- N5 } (6) 精冲机的选择等。. \ U1 X( b$ M
精冲零件结构的工艺性,是指构成零件几何形状的结构单元,它包括:最小圆角半径、孔径、壁厚、环宽、槽宽、冲齿模数等的确定尤为重要。
( m" s: W f; K7 P7 y 图1所示,可供选择精冲零件结构参数的极限值。它们都小于普冲零件。这是由精冲原理决定的。然而,合理的零件结构参数,有利于提高产品质量,降低生产成本。# r& T; X) u# H5 K( g6 g9 D! g
2.精冲零件的难度等级: ]5 M' R5 \& t/ A% h; N
根据零件几何形状及其结构单元,在图1各图中划分为S1、S2和S3三级。! l2 j5 d5 ]& k: W
S1—简单的,适于精冲材料抗剪强度Ks=700N/mm2: V4 c. R- B5 l
S2—中等的,适于精冲材料抗剪强度Ks=530N/mm2
* J {: C1 o3 f7 v: M) Z S3—复杂的,适于精冲材料抗剪强度Ks=430N/mm2
) r8 Q: ~0 U1 C7 N
; N" c4 F7 D. [4 Q 在S3以下的范围,不适宜精冲,或者要采用特别措施。使用S3的范围时,其条件是冲裁元件要用高速钢制造,且精冲材料抗拉强度δb≤600 N/mm2(抗剪强度Ks≤430N/mm2)。
; m8 v) O c+ r7 T' U 例:图1中开关凸轮,材料为Cr15(球化),Ks=420N/mm2,确定其难度等级。" Y% ?: @7 M4 J# g3 m; k8 I% e
]: c( g/ _1 C( z+ m0 `- d •孔 径 d=4.1mm S1 |- |0 A( m) j2 i
•搭 边 b=3.5mm S3
y- h( \* |# L" i •齿模数 m=2.25mm S2
; D' P7 H2 f! @3 ~ •圆角半径 Ra=0.75mm S1/S2
% N4 }8 R% T1 k7 x 此零件最大难度是搭边b,故总难度为S3,可以精冲。
* O3 F) q, N+ _& ~3 C' E3.精冲零件的技术要求
5 C1 I# H& ?: Z0 [ 3.1 尺寸公差. B" ~" |6 v$ X
精冲零件的尺寸公差,取决于:零件形状、模具制造质量、材料厚度及性能、润滑剂和压力机调整等因素。可由表1中选取。% I4 j; s# r1 G: A3 J; k
3.2 平面度公差/ z1 Q5 q' U8 m! @0 t" A: {
精冲零件的平面度是指零件平面的挠度(见图2),其值为:
' r# ^ C8 Q' e1 v# U. R* w5 h) s f=h-s
/ r' v0 A- k7 g) J 由于精冲材料是在压紧状态下进行的,故精冲件具有较好的平面度。而这种平面度随零件尺寸、形状、材料厚度及机械性能等不同而有所差别。* {: _3 O+ w* J( t. B8 s% B7 z
一般来说,厚料比薄料零件平直;低强度材料比高强度材料平直;压边力大比压边力小的平直。在凸模侧的材料表面总是中凹的,凹模侧总是中凸的。但如果零件还需要压印、压痕、切口、弯形等工序或用连续模冲裁,由于在零件上产生局部的变形或冲裁方向不同,致使平面度有较大的波动范围。但无论如何,精冲件总是要比普通冲压件的平面度好的多。图3是在100mm距离上测定的一般直线度。
4 P3 O' R, C3 U1 b" y- G+ t
6 D8 I0 L+ K( i' \- c 7 S8 `4 _0 ~3 M" @& G! _% D
图1 精冲零件几何单元及难度等级
0 Z0 s6 b' g# LA—孔径;B—槽宽、搭边;C—齿模数;D—圆角半径。2 C4 x! X" I! P7 K0 P
3 h# ~1 v- N; ^2 d
料厚S(mm) 抗拉强度600N/mm2& G+ @( o. m6 L
内形J 外形A 孔距X: d$ U, z9 G. W
ISO公差等级1 D% G5 I; r" a- \& B: H
0.5~1 6~7 7 76 O6 b% T' b$ F" V, A
1~2 7 7 7
5 ?, D2 k: o8 t6 X' n" s: C m' i2~3 7 7 7
; F+ w0 o6 W8 V. |3~4 7 8 7
- m) q4 j7 S0 x" c- h9 i, h6 j5 z3 j4~5 7~8 8 80 }# c4 ]( b3 Y
5~6.3 8 9 8
# ~" G' w4 o0 M0 o4 o6.3~8 8~9 9 83 m2 Q4 N* g* @. M t4 [
8~10 9~10 10 8
$ A: w# j N% X! v" e0 e, ~: t10~12.5 9~10 10 9- ^: D5 j% S& u
12.5~16 10~11 10 9 J6 Z6 w" Z* ]9 S6 j
3.3 垂直度公差9 A/ C5 s s" M/ W
精冲零件的冲裁面与基面成一定的角度公差(倒锥),谓之不垂直度。它与料厚及其性能、冲裁刃口状态、模具刚度、压力机的调整等有关。一般料厚为1mm时,不垂直度为0.0026mm,若料厚为10mm,则毛刺侧比塌角大0.052mm。图4为料厚与不垂直度的关系。
# E3 I1 R$ h! d* `- o" m g* G4 f! X3 J4 @
图2 零件平面图9 J' M/ z& t1 r& h
p! c1 C# B5 X
7 }% P$ [/ ~' M3 o4 w3 K T3 _图3 平面度公差
) l3 h/ x# n- F5 b6 n- ~) @ , Q2 e8 G7 B% \ n$ S/ w6 O
图4 料厚与X值的关系1 U+ ?. J& w: L( W
3.4 冲裁面质量
4 v p8 K& T0 }" ^ 冲裁面是精冲零件质量高低的主要标志。它与材料种类、性能、金相组织、模具质量和刃口状况、润滑剂及压力机调整等因素有关。冲裁面的结构组成包括:光洁面、撕裂面、塌角面和毛刺面。冲裁面状况的表示方法和意义如图5所示,其质量特征表现为三个方面。
( k- n, U: B, o# H
2 N! \9 }" k6 s' k图5 冲裁面的表示方法 1 N6 u- D3 [& e+ U: B
图中:S—材料厚度;h—断裂时,最小光洁面部分占材料厚度S的百分比(%);l—鱼鳞状断裂时,最小光洁面部分占材料厚度S的百分比(%);b—最大允许的鱼鳞状断裂宽度,b的总和不大于相关轮廓的10%;t—允许的断裂深度为1.5%S;e—毛刺高度(mm);c—塌角宽度为30%S(最大);d—塌角深度为20%S(最大)(齿形件时为30%S);E—撕裂带的最大宽度。! O, G4 z) g. L
(1) 冲裁面粗糙度
4 z( R+ r; r: a' D N% Z% m 冲裁面的光洁程度,在冲裁方向和沿周边便于不同位置是有差别的。即塌角侧优于毛刺侧。
% T2 u+ S9 T& X. r. e2 ?" v冲裁面的粗糙度用算术平均值aR表示。其值一般Ra=0.2~3.6,共分为六个等级(见表2),测量方向——垂直于冲裁方向;测量位置——在冲裁面的中部(见图6a)。冲裁面的粗糙度与材料抗拉强度的关系如图6b所示。9 o0 A$ s9 n6 }
表2 冲裁面粗糙度
v% ~2 ~% F4 I9 e粗糙度等级 1 2 3 4 5 6
. Q7 r4 V. k( R& n# xRa(μm) 0.2 0.4 0.6(0.8) 2.4 3.4 3.8(3.6) P- B- J e! j
代号 N4 N5 N6 N7 N8, I' {+ }7 J, ]+ \7 g+ p' x' E
9 P0 r- y0 `5 _8 T% U, I
图6 冲裁面粗糙度与抗拉强度的关系% ^0 b; \' q* H0 c) r
(2) 冲裁面完好率
' F, P6 l* U( n4 _% s' ~# M 精冲零件冲裁面完好率分为五个等级(见表3)。" d. y% p3 Q6 |9 {, ~! {6 g5 S, Y
冲裁面完好率
; Y. W; {% p" bh l
2 Q3 `/ Q: X7 Q1 B100%S
% A# n9 j- `" p3 a4 ]100%S! R( e' X1 `6 C
90%S5 p" V# I2 x T L# f4 ?
75%S5 _( Y3 y2 A' @$ v. f
50%S 100%S 0 d& `7 U. g k3 h2 z8 z y; B* P( {, h
90%S
8 K2 d1 y, g% K75%S
+ X+ B- V& y% `9 O--
# e1 F- v+ g$ t! m- i7 q: B--! j8 l% ]* D3 L# z! K8 d7 f, y( m
(3) 冲裁面撕裂等级
0 F4 C% x2 B0 t$ { 精冲零件冲裁面撕裂等级分为四个级别(见表4)。
% L6 E+ e a# d% l) z???? 表4 冲裁面撕裂等级 ; {( E0 u* h+ \' U1 R/ K. u1 o
E(mm) 级 别' O) f5 m+ S6 c6 B0 U* n
0.3 " n- R7 {- a# R! @
0.6" q' A9 p9 V4 ?
1
, Z" H& G3 o9 I: M# c, ^2 1 ' m1 \ P6 ]( U% w; H/ n. C$ p0 J
2
. h5 A' ~' ^7 A# ^3
1 B( A0 H1 `! g6 o @4
& |) e1 f/ i! k* @8 e(4) 冲裁面质量的表示方法和意义" X/ b+ e9 x5 u+ f+ Q* B) y+ w
如图7所示为冲裁面质量特征的表示方法和意义。
: C$ g' G/ u( h示例:
o3 k& `( D6 x5 D. h; l) F( @4 C图7 冲裁面长度表示实例' O5 x7 O8 x2 Y. S. k( Z+ e& O
例中,冲裁面粗糙度Ra=2.4μm;完好率h=90%S;l=75%S;撕裂级别为2。
' Q) o/ s! i& T& ^' d( U# c
' U" Q* G/ h% t5 ?7 A9 ^4 L图8 求塌角值tE和bE8 q) c! c5 F$ `' y* K/ X
4.精冲零件的塌角6 d* Z) G3 D$ F' V
塌角系指精冲零件内、外廓平面与光洁面交界处的不规则外凸曲线的下陷塑性变形(见图8)。塌角的大小与料厚、材质、零件形状、反压力及齿圈高度等有关。
8 g1 n# ?: \! l3 D: U* W 塌角的计算方法可参看图8选取。一般tE≈(5~10)S,bE≈(5~10)tE。
/ H" F3 ^/ I! P* l, g* n5.精冲零件的毛刺/ }! g, q4 c V: s5 }
毛刺系指精冲零件冲裁面端部上的不规则突起。其大小与材料种类、间隙、模具刃口状况、凸模进入凹模深度及冲裁次数等有关。
. F5 ]$ ~- |, U1 Z% t" e 精冲时产生的毛刺,不是切削毛刺而是挤压毛刺。判断毛刺的大小,不仅是毛刺高度,而且还有毛刺根部的厚度。
5 E% E0 b& [! \9 k" c6 w% w 根据VDI3345标准,当模具刃口锋利时,只产生薄毛刺,e=0.01~0.08mm;当模具刃口变钝时,产生厚毛刺,e=0.1~0.3mm(见图9)。
2 k e" T) V$ P' ^9 T) J% {
/ q. n1 c6 \7 m9 m; I! P图9 精冲毛刺高度 |
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