冲裁模单边毛刺产生的原因及防止措施- .pdf

冲裁模单边毛刺产生的原因及防止 措施 九江职业大学 江西3 3 2 0 0 0 王维昌 冲压时 凸 凹模 间隙的大小直接影响到毛刺的 大小 他们之间存在着 间隙大则毛刺也大这样一种 正 向关系 随着冲压生产的持续进行 凸 凹模不 断 磨损而 使得 间隙不断 增大 毛刺 也在不 断的变 大 然 而在 实际生产 时我们 经常会 遇到这 样的现 象 即生产进行后不久 工件的某一边毛刺会突然 变大 且难以去除 严重的影 响到工件的使用 如 螺纹 内外圆角样 电机硅钢 片等 那么是什 么 原 因引起这类薄而硬工件产生单边毛刺的呢 笔者 经过在生产中反复观察和研究发现 问题的出现和 这些情况有关 一 引起单边毛刺增大的几种可能情况 1 凸 凹模之 间发 生错位 凸 凹模之 间 错位后 使得原本均匀的间隙变成一边大一边小 如 图1 所示 以下均 以圆形 件为例 间隙变大的 一 边 毛刺也就随之增大 2 凸模发生倾斜 凸模倾斜后 原来水平 圆形 刃口变成偏 向一边且倾斜 的椭 圆形刀 口 如 图 2 所示 使得原来均 匀的间隙变成 一边大一边小 图 1 位 间隙变大 图 2 D l 间隙变大的一边毛刺也就随之增大 3 凸模 出现弯 曲磨损 在 厚硬 的材料上冲 孔时 尤其是孔小时 凸模总会存在程度不同的弯 曲 如 图3 所示 弯 曲发生后 容易 出现崩刃形式 的磨损 这种形式的磨 损使得此处的 间隙变大 毛 刺也就随之增大 4 凸模的鼓胀 横 向突起 导致 凹模不均 匀磨损 如 图4 所示 凹模 刃 口在鼓胀的 凸模冲击 下会程度不 同地产生塌 陷和磨损 刃 口呈现倒锥形 状 由于塌 陷磨损并不均匀 故而使得塌陷磨损严 重处 间隙变得最大 间隙变大 图3 广 L r 一 L f J 倒 锥 胀 图 4 二 产生这些现象的原因 1 引起凸 凹模之间错位的原因 1 导 柱与导套的 间隙变大 选用 了制造精 度不高的 自制非标模架或选用 易磨损的材料做导柱 导套 生产进行后不久 在侧压力的作用下 导柱 导套 间出现的间隙便会使得上下模产生错位 造成 凸 凹模之 间的 间隙一边变大而 另一边变小 2 固定板与模座件松动 定位销与销孔的 配合选择不当或销孔的制造精度不够 都易使定位 参 露 冷 加 工 主 6 1 一 r 销产生松动而失去定位作用 在侧 向力的作用下 固 定板与模座问松动以致 凸 凹模不 同心 3 固定板与 凸 凹模松 动 凸 凹模的 固 定端 与固定板之 间存在一 定 间隙 在侧 压力的 作 用 凸 凹模与固定板间出现横 向位移致 间隙变大 或变小 4 其他 如推 件块上的孔不垂直 或与 凸 模不 同轴 工作时会把 凸模往一边推挤 使得小 凸 模偏位 原来均匀间隙发生改变 固定下模时须 紧固压板 的T 形螺栓 若手 动拧 紧螺栓 则易出现 因 体力 性别 手感误差造成的预紧力过大或过小 从而 引起冲压过程 中上下模错移 间隙改变发生 选 用了后侧导柱模架 后侧导柱模架刚性差 如 有偏心载荷作用 则导柱 导 套会产生单边磨损 后侧导柱模架适合用作侧 向力小的小型冲模 2 凸模发生倾斜的原因 由于侧 向力在冲压过程 中始 终程度 不同地存 在 所以如遇下列情况下都可能导致 凸模倾斜 1 工作零 件 问配合不 紧 凸模固定端面与 垫板 间 凸模固定端与固定板上型孔 间存在间隙 这为受 侧 向力作 用的 凸模发生倾 斜 留出了退让空 间 使 凸模倾斜容易产生 2 选料及淬火硬 度不够 模具零件选 用材 料硬度不够 且进行淬火后硬度仍太低等 固定 板 固定板上 凸模固定孔在受到 自凸模横向压 力反 复作用下 型孔内壁则会产生塌陷而导致凸模产生 倾斜 垫板 在冲制非对称工件时 凸模工作端 受到不均 匀的轴 向压力是通 过 固定 端面将 压力传 导致垫板 上的 压力大 的一侧垫 板便产生 更深 的 塌陷 在 固定板上的型孔与凸模 间有一定的浮动量 时 凸模便产生了倾斜 直通式 凸模 因需采用 铆接 固定 头部硬度较低 凸模上面和侧面都易产 生 凹陷而导致倾斜 3 加工不 当 刃磨方法不 当 使 用硬磨 料砂轮 采用大的吃 刀量 切削液少或无 砂轮未 及时清理 磨削后造成 凸模固定端及 凹模表面退火 而软化 冲压时 凸模固定端一侧塌陷 凹模一侧刃 口磨损加剧 间隙即变大 主要零件未采用线切 割加工 凸 凹模及固定板上的孔未选择线切割去 加 工 导致形位精度不高 如孔与上 下底面的垂 直 度不够 凸模固定端面与侧面的垂直 度不够 平 6 2 参 磊 棚工 面的平面度及平行度不够等 未对磨削好的 凸 凹模进行消磁处理 使得冲裁废 屑等杂质吸附在 凹 模 内壁上 凸模进入 凹模后 废屑会把 凸模往一侧 顶挤 使其产生倾斜 3 发生凸模弯曲磨损的原因 图3 的 凸模越细长 则其 刚性越差 在冲硬而 厚 的材料时 凸模很容易产生弯曲 弯 曲后 凹陷的一边 凸模刀 口则变的单薄 强度降低 抵抗变形破坏的 能 力会大大地削弱 很容易出现不规则的崩刃和磨 损 使此侧 间隙变大 4 凸模的鼓胀导致凹模的磨损原因 在工件边缘冲切 凹槽 侧 刃切边 切舌时 凸 模所受轴 向压力集 中在一侧 对于冲大型件而言 凸模的刚度足够 弯 曲可以忽略 需冲切一侧的凸 模刃 口较不工作部分的 刀口上更易产生鼓胀 尤其 在冲厚而硬的材料时表现更加突 出 鼓胀后的 凸模 在继续冲压时 鼓胀部分 凸模便把轴 向压力作用在 凹模 刃口端面上 使凹模 刃口端面上塌陷和磨损 形成倒锥 使此处间隙变大 三 防控措施 1 减小侧向力 侧 向力是作用在 凸 凹模上的一种横 向力 是 引起 凸 凹模发生错位 倾斜 的外在因素 而引起 这种侧向力的原因有很 多 如冲裁件形状不对称 模具压力中心与模柄中心线偏离超范 围 板料的厚 度与性质不均等 因此要完全避免侧 向力的出现是 不实际的 在冲压生产中我们只能设法去控制其大 小 尽量减小其对生产产生的不利影响 I 改进工件形状 设计工件时 应在不影响 工件使用性能要求的前提下 尽量使工件形状变得 简单 对称 以改善凸 凹模受力不平衡的状况 2 合理进行 工序分配 在级进模 及多 凸模 模具冲压时 应考虑整个模具 受力平衡 布置好各 个 凸模及正确的排样 合理进行工序分配 达到减 小偏心载荷 的 目的 3 减小材料内应力 如需在材料上冲切大 量孔 则易导致材料平面 度不 良 成因是冲压应力 累积 冲切一个 孔时 孔周边材 料被 向下拉伸 令板材上表面拉应 力增大 下冲运动也导致板材下 表面压应力增大 对于冲少量的孔 结果不 明显 但随着冲孔数 目的增加 拉应 力和压应力也成倍增 加 为减 小这种在后续工序 中对 凸模作用 的应力 尽量 使本 道工序加 工 区域 应远 离上道 工序的变 形 区 2 正确选材和运用热处理工艺 为避 免因模具材料选用及热处理不 当 产生 凸 模崩刃 鼓胀和 凹模倒锥等情况的发生 应合理选 材 如凸 凹模选用硬质合金等材料 并进行合理 的热处理工艺处理 如时效处理等 3 选择好正确的加工方法 1 为保证 冲孔冲头 固定板形孔 凹模 内 L N N面等零件的尺寸和形位精度 应尽量选择 用 电火花线切割进行加工 2 对 工作 零 件 的磨 削 应 使 用软 磨 料砂 轮 采用小的吃刀量 足量的切削液 并经常清理 砂轮 磨削零件后及时进行消磁处理 4 正确装配 1 对用于 冲制薄而大工件 的凸模装配 可 以利用金属热胀冷缩 的原理来减小 凸 凹模与固定 板形孔 间的 间隙 即在安装前可对其进行冷冻 然 后在低温状况下装配到 固定板上 使它们的装配成 为 无间隙的紧配合 2 对配合 紧的凹模装配 应用 铜锤敲击 以减少刃 口可能 出现的损耗 3 紧 固固定下模 的压板时 宜 使用合适扭 矩扳手拧 紧T 形螺栓 确保相 同螺栓具有一致而理 想 的预夹紧力 可以有效防止手动拧紧螺纹出现的 相 同螺纹预紧力不等 5 增加防护 套 对于小 凸模 可加装保护套或缩短总长度 增 加过渡段的长度等方法来防止 凸模产生弯曲 对于 大 凸模 可加装聚氨酯保护套或压料导板 间隙小 于 凸凹模间隙 且底面应低于 凸模 刃口端面 等 来防止冲裁时 凸模产生鼓胀 四 调整修复的措施 1 修理方法是先将导柱与导套分别用内外 圆磨床磨光其 配合表面 再将导柱表面镀铬 然后 导柱与导套研磨 配作 一般根据磨好的导套孔按原 D td 来的导柱 导套配合间隙研配导柱 直到能恢复到 原来的配合 间隙及精度等级为止 2 若工 作零件间有松动 则应 将 凸 凹模 刃口对正并使其各向一致 用螺钉 紧固后 重新配 作销 3 推件块 上的孔不垂直 返修 或更换 推件 块 4 可部 分 抵 消上 道 工序 残 留应 力 方法 之 一 每隔一个 f L t O o 切 然后返回冲切剩余的孔 这 虽然在板材上产生相 同的应力 但可抵消因同向连 续一个紧接一个地冲切而产生拉 压应力的积聚 减小侧 向力 改善 了凸模的受力状况 5 刃 口磨钝后 应及时修复 凹模 则取 出 凸模则直接用油石修磨 6 由于塌 陷量 有限 不易被观察到 故可 在放大镜下观察塌陷不均匀的分布情况 然后分别 用厚度不等塞尺垫平塌陷处 侧面或端 面 校正 凸 凹模位置后 重新固定 凸 凹模 五 结语 总之 单边毛刺 的产生是多种因素共 同作用而 导致 的 因此 我们在进行 冲裁模的设计 生产和 装配时必须综合考虑各种影 响因素 严格的按照工 艺要求去做好每一道工序的工作 这样才能有效地 防止毛刺的出现 MW 收稿 E l 期 2 0 1 2 1 1 1 3 广州数控研发大楼落成暨乔迁庆典 2 0 1 3 年1 月2 1 日 广 州数控 设备 有限公司相继 迎 来电子大楼 研发大楼的乔迁之喜 公司举行 了 隆重 而 简短 的庆 典仪 式 新 落成 的 电子 大楼 研 发 大楼 坐 落于广 州市 经 济技术开 发 区 萝 岗区