冲裁模及冲裁工艺介绍-20171101PPT课件.ppt

冲裁模及冲裁工艺介绍 内容目录 一 冲裁模介绍二 冲裁工艺介绍三 常见冲裁不良介绍 一 冲裁模介绍 冲裁模工作过程冲床滑块带动上模从开模状态时的最高点开始向下运动 此时下上模未有接触 当上打板接触到下模的冲件时上打板停止运动 冲床滑块继续向下运动 上模脱料弹簧开始压缩 上打板受弹簧压力 压紧冲压 经过一定的行程 装在上夹板上的冲子接触到冲件 冲床滑块继续向下运动 在接近下死点 闭模状态 时 冲子完全进入下模孔内 完成冲孔 冲孔废料从下模板到下垫板到下模座漏料孔落下 在冲床经过下死点后 冲床滑块带动上模开始回升 此时 由于压力缓解 在上模脱料弹簧力的作用下 上打板把冲件从冲子上顶出 完成脱料 下模板的顶料销上顶 使冲件回位 冲床滑块带动上模继续上行 回到开模状态时的最高点 完成一次冲压过程 一 冲裁模介绍 冲裁模的模板上托板材质 SS41或S45C热处理硬度 NONE 即不热处理 功能 将模具的上模部分通过夹模器连接固定在冲压设备的滑块上 可使模具的上模随冲压设备上下运动 适用情况 视冲床的闭模高度来选取 在冲床的闭模高度较小时 可以不用上托板和上垫脚 厚度 对于KINFON冲床G1 160 G2 250 厚度为30MM 对于600T冲床 为40MM 上垫脚材质 SS41或S45C热处理硬度 NONE 即不热处理 功能 位于上托板与上模座之间 起垫高作用 根据需要调整其高度 可使模具适用于不同的冲压设备 并可保证夹模器有足够的安放空间 排布 上垫脚排布的位置会影响到整个的受力状况 从而影响到模板的工作质量及产品的质量 因此 应排在重点受力部位 适用情况 视冲床的闭模高度来选取 在冲床的闭模高度较小时 可以不用上托板和上垫脚 厚度 常用厚度80MM 如果夹模时夹模器位置在上模座范围内 上垫脚高度不得小于70MM 否则 上模座上应有夹模器避位 也可根据实际情况进行调整 上模座材质 S45C或SS41热处理硬度 NONE功能 是上模部分及外导柱或外导套的固定板 没有上托板时 还具有上托板的功能 厚度 常用厚度为30或40MM 一 冲裁模介绍 上垫板材质 S45C或SS41或YK30或SKD11热处理硬度 NONE或HRC52或HRC58 如果夹板上打凸 压色拉冲子 或是对于不锈钢冲件时 上垫板要有足够的硬度 此时上垫板的硬度可取HRC58 HRC62 功能 承受夹板上冲子的作用力 保证弹簧有足够的压缩行程 厚度 常用厚度为20MM 设计时其厚度可根据需要调整 上夹板材质 S45C或SS41热处理硬度 NONE功能 对冲子与内导柱起夹持与定位作用 厚度 常用厚度为20MM 设计时其厚度可根据需要调整 上打背板材质 S45C或SS41或YK30或SKD11热处理硬度 NONE或HRC52 当其支承打板上入子时 应选用YK30或是SKD11并作相应的热处理 功能 支承打板上的入子或是配冲子长度 厚度 常用厚度为18MM或10MM 当配用60MM的冲子时 一般选18MM 配50MM的冲子时 选用10MM 一 冲裁模介绍 上打板材质 SKD11热处理硬度 HRC52功能 在合模时起压料作用 在开模时起卸料作用 需要硬度 耐磨损性及适当的耐冲击性 是工作模板 是冲子的导向板 厚度 常用厚度为18MM或20MM 当配用60MM的冲子时 一般选20MM 配50MM的冲子时 选用18MM 也可根据实际情况选用其厚度 下模板材质 常用SKD11或SLD 建议用SLD 在冲制如SUS301时 可考虑用SKH系列高速钢 如SKH59 热处理硬度 常用HRC58 对于SKH系列钢材来说 可用到HRC62以上 功能 一般用来作凹模刃口 需要硬度及耐磨损性 是工作模板 厚度 常用厚度为25MM或30MM 模板大小应参考日立或是大同的标准 以便下料时节省材料并减少加工量 下垫板材质 常用SKD11或YK30或SS41热处理硬度 常用HRC52或HRC58或NONE 当下模部分没有入子时 可选用SS41且不需垫处理 功能 承力部件 保证下模板冲裁刃口强度及对下模板入子的固定与承力 厚度 常用厚度为20MM 模板大小应参考日立或是大同的标准 以便下料时节省材料并减少加工量 一 冲裁模介绍 下模座材质 SS41热处理硬度 NONE功能 是下模部分及外导套或外导柱的固定板 厚度 常用厚度为50MM或是40MM 可根据实际情况选用 也可用其他厚度的模座 下垫脚材质 SS41热处理硬度 NONE功能 位于下托板与下模座之间 起垫高及方便排废料作用 根据需要调整其高度 可使模具适用于不同的冲压设备 排布 下垫脚排布的位置会影响到整个模具的受力状况 从而影响各模板的工作质量及产品的质量 厚度 可根据实际情况选用 如果夹模器夹模位置在下模范围内 其高度不应小于70MM 否则下模座反面应在夹模器的相应位置避位 下托板材质 SS41或S45C热处理 NONE功能 将模具的下部分通过夹模器连接固定在冲压设备的床台上 厚度 对于KINFON冲床G1 80 G2 250 厚度为25MM 一 冲裁模介绍 冲裁模的冲子材质 通常为SKD11 但应根据加工的材料不同 选用不同的材质 热处理 通常为HRC58 但与所加工材料和冲子的材质有关 功能 通过冲子与凹模对素材及工序件的剪切 冲出产品上所需的孔 厚度 冲子的实际长度与冲裁模的实际结构有关 对于标准冲子 常用长度有60MM 50MM和40MM三种 一 冲裁模介绍 上页图为上托板 上垫脚和上模座间的连接方式 螺丝B1一般用M16 L 其长度L可定为 上垫脚的厚度 40MM 螺丝B2一般为M12 L L一般取40MM B2的数量一般N取 N 上垫脚数量 2 而B1的数量要视具体的模具而定 模板间的连接 一 冲裁模介绍 上页图为上模座 上垫板 上夹板 上打背板和上打板间的连接方式 打板和打背一般固定在一起 然后用等高套和上模部分连在一起 外导柱H1的数量和规格要视具体的模具而定 常用的两柱式 四柱式等 而螺丝BB1的规格则为 M8 30 其数量为H1的3倍 固定销C1一般为 D L 其中当模板大于300 200时 D 10 否则D 8 而L则为上模座 上垫板与上夹板厚度之和减去10 15后取5的整数倍 螺丝B3的规格为 MD L 其中当模板大于300 200时 D 10 否则D 8 而L则为上模座 上垫板与上夹板厚度之和减去14 19后取5的整数倍 弹簧D1规格为 D L 在模板上有足够空间时 尽量选用 30的绿色弹簧 其长度则为上垫板与上夹板的厚度和加上打板行程H 等高套筒E1规格为 MD L 其中D通常取10或是8 L为上夹板与打背的厚度之和加上打板行程H 固定销C2规格为 D L D视模板大小取 10或是 8 L则取上打板与上打背厚度之和减3 5 然后取5的整数倍 辅助导柱A1规格 D L D视模板的大小不同取值 L为上夹板 打背板和上打板厚度之和加上打板行程H 再加上25 30后取5的整数倍 排导柱时 要注意防呆 对于四柱的模具 一般用三大一小的防呆方式 内六角螺丝B4规格 M8 L L可取上打板与上打背的厚度之和减去11 15后取整5的倍数 一 冲裁模介绍 上页图为冲裁模下模部分五金零件的连接示意图 排布下模固定销时应注意尽量避开下垫脚的位置 否则下垫脚上应逃位避开固定销的位置 注意在内孔定位销G2两侧应对称加顶料销F1 下模座到下垫脚的螺丝B7在下模座上不必沉螺丝头 外导套H2的数量和规格配合上模的导柱H1取值 螺丝BB2和BB1一样 规格为 M8 30 数量为外导柱数量的3倍 固定销C3规格取 10 40 设计时应注意下模座逃孔 固定销C4规格取 10 40 当下模座厚度超过40时 注意反面沉孔 内六角螺丝B6的规格 M10 L L取下模板与下垫板厚度之和加上10 15MM后取5的整数倍 顶料销组件F1中 顶料销规格 D L 优先选用D L 8 20 弹簧优先选用 10的红色弹簧 止付螺丝优先选用M12 12的止付螺丝 在位置有限时 据实际情况选用 内六角螺丝B7的规格 M12 L L取下模座的厚度加上25后取5的整数倍 内六角螺丝B8的规格 M12 35 内六角螺丝B5的规格 M6 L L取定位G1的高度加6 10后取5的整数倍 一 冲裁模介绍 弹性组件为了保证产品的平面度 我们常用弹性压料和卸料的方式 使用的弹性组件有弹簧 优力胶 橡胶和氮气弹簧等 其中优力胶 橡胶以及氮气弹簧可以提供很大的弹力 优力胶和橡胶相对来说价格较低 但易老化且易发生蠕变 对于大批量生产不利 而氮气弹簧相对来说 价格较高 仅适用于特殊场合 弹簧则能适用于各种批量的生产 但其价格相对优力胶 橡胶来说要高 矩形弹簧按其荷重的不同 其颜色也不同 其分别颜色为棕色 极重荷重 绿色 重荷重 红色 中荷重 蓝色 轻荷重 黄色 轻小荷重 颜色不同 其弹性模量也不同 最大压缩比也不同 我们常用来压料和卸料的弹性组件为矩形弹簧 常用种类为绿色或棕色弹簧 在空间足够的时候 常用规格为 30 L L为其长度 而用于冲裁模下模的顶料弹簧则多用红色弹簧 常用规格为 10 L 或 8 L L为其长度 弹簧长度L一般为5mm为一阶 当长度大于100mm时 则为10mm一阶 所需卸料弹簧数量 卸料力 弹性模量 压缩长度 3 5 弹簧由于在压缩时会有外径膨胀 故沉孔应比弹簧外径大0 5 2 0mm 但也不宜过大 否则由于孔失去导向作用 易引起弹簧失稳扭曲断裂 弹簧的压缩量不应大于30万次使用条件下的压缩量 否则弹簧较易损坏 为了装模的方便 我们在设计冲裁模时 卸料一般不做预压 一 冲裁模介绍 优力胶 橡胶 氮气弹簧 其他弹性组件 一 冲裁模介绍 变形特点整个冲裁过程可分为三个阶段 弹性变形阶段 塑性变形阶段和剪裂阶段 弹性变形阶段 由于凸模所施加的压力 材料产生弹性弯曲并略有挤入凹模刃口 如下图 二 冲裁工艺介绍 塑性变形阶段 材料受力已超过弹性限度 这时凸模挤入材料 同时材料也挤入凹模 由于材料反抗凸模及凹模的挤入 产生弯矩M 二 冲裁工艺介绍 剪裂阶段 靠近凹模刃口边的材料所受应力先达到材料的抗剪强度 凹模刃边材料发生裂纹 此时凸模刃边材料尚处于塑性状态 凸模继续挤入材料 图a 接着 凸模刃边的材料也产生了裂纹 当凸模与凹模单面间隙z 2合适时 从凸模和凹模分别出现的剪裂纹扩展重合而使冲裁件与材料分离 图b 分离后 凸模继续移动将冲裁件推入凹模 图c a b c 二 冲裁工艺介绍 冲裁力曲线右图所示为冲Q235样品时的冲裁力曲线 其中AB段为弹性变形区域 即第一阶段 BC为塑性变形 并开始发生裂纹 即第二阶段 C点冲裁力最大 以后剪变位继续增加 压力下降 至D点 材料完全破坏 由D至E点 冲头继续下行 用以克服摩擦力和将冲下部分向凹模推进 即第三阶段 二 冲裁工艺介绍 M 毛面G 光面R 塌角 冲裁断面冲裁所得的表面 如右图所示 在冲出孔的上部 有些微圆角称塌角 接着是由剪切形成的光亮光面 最后是撕裂形成的毛面 而在废料上 也有类似的三部分 只是分布位置的上下次序相反 二 冲裁工艺介绍 I型间隙很大R很大a很大拉毛很大 II型间隙较大R较大a正常拉毛正常 III型间隙适中R减小a正常拉毛正常 IV型间隙较小R减小a正常拉毛及正常 V型间隙很小R很小a很小拉毛及挤毛增大 间隙从I型断面到V型断面逐步减小 III型断面的间隙适中 这种断面分光面和毛面两部分 并带有塌角R和毛刺 毛刺由拉应力产生 称拉毛 毛面部分有斜度a II型断面的塌角R较III型有所增加 斜度a基本不变 拉毛仍正常 间隙如再扩大 I型断面 则塌角R及斜度a显著增加 拉毛也增大 伴随工件变形 IV型断面的塌角R较III型减少 但斜度与III型相差无几 由于间隙的缩小 在毛面中间出现光点 毛刺中等 除拉毛外 并有压缩应力产生的挤毛 V型断面的塌角R极小 几乎没有斜度 有两层相互间隔的光面和毛面 毛刺 拉毛和挤毛 有所增加 挤毛高度和模具刃口的锋利程度有关 刃口越锋利 挤毛高度越小 二 冲裁工艺介绍 上页表为低碳钢冲裁断面与冲裁间隙的关系 R与G的和约等于材料断裂前凸模进入材料的深度 对于I型断面 工件或废料上的光面可能窄而不规则 甚至无光面 IV型光面带光点 V型光面有两层 中间夹有毛面 IV毛面带粗糙面 V型毛面分两层 中间夹有光面 挤毛高度与模具刃口锋利程度有关 二 冲裁工艺介绍 间隙与冲裁力间隙越小 冲裁力越大 而增大冲裁间隙 则可以减小冲裁力 当间隙合理时 上下裂纹重合 最大剪切力较小 而间隙过小时 材料所受力矩和拉应力减小 压应力增大 材料不易产生撕裂 上下裂纹不重合又产生二次剪切 使冲裁力增大 间隙较大时 材料所受力矩和拉应力增大 材料易于剪裂分离 故最大冲裁力有所减小 间隙与精度冲件精度是指冲件实际尺寸与基本尺寸间的差值 差值越小 精度越高 当间隙较大时 材料受拉伸作用变大 冲裁完毕后 因材料的弹性恢复 冲件尺寸向实体方向收缩 即落料件尺寸小于凹模尺寸 冲孔件的孔径大于凸模尺寸 而间隙较小时 材料的弹性恢复使落料件的尺寸增大 而冲孔的孔径变小 冲件的尺寸变化量大小还与材料性能 厚度 轧制方向 冲件形状等因素有关 模具制造精度及刃口状态也会影响冲件质量 间隙与模具寿命在冲裁过程中 模具刃口处所受的压力非常大 使模具刃口与材料接触面间出现局部附着现象 产生附着磨损 其磨损量与接触压力 相对滑动距离成正比 与材料的屈服强度成反比 是模具磨损的主要形式 当间隙较小时 接触压力会增大 摩擦距离增长 摩擦发热严重 导致模具加剧磨损 使模具与材料间产生粘结现象 还会引起刃口的压缩疲劳破坏 使之崩刃 而间隙较大时 材料弯曲拉伸相对增加 模具刃口端面的正压力增大 容易产生崩刃或塑性变形 使磨损加剧 间隙过大或过小都会降低模具寿命 因此间隙合适或适当增大模具间隙 何使凸 凹模与材料间的摩擦减小 并减缓间隙不均匀的不利因素 从而提高模具寿命 凹模端面磨损比凸模大 原因是凹模端面材料滑动较为自由 而凸模下的材料沿板面方向的滑动则受到了限制 凸模侧面的磨损最大 则是因为凸模侧面受到卸料作用的长距离摩擦而加剧了磨损 为了提高模具寿命 可采用较大间隙 用小间隙 就必须提高模具硬度和制造精度 对冲模刃口充分润滑 以减少磨损 二 冲裁工艺介绍 生产中通常是用一个适当的范围作为合理间隙 最大值称最大合理间隙 最小值称最小合理间隙 考虑到磨损会使间隙变大 故设计和制造模具时 通常用最小合理间隙 理论确定法主要依据是保证裂纹重合 以获得良好的冲裁断面 公式 z 2 t h0 tg 2t 1 h0 t tg 在以上计算公式中 t 板料厚度 mm h0 t 产生裂纹时凸模相对压入深度 裂纹与垂直方向的夹角 从公式可以看出间隙与板材厚度 相对压深度 裂纹方向角有关 而h0和 又和材料性质有关 由上页表可知 影响间隙值的主要因素是板材力学性能及其厚度 板料越厚 越硬或塑性越差 h0 t值越小 合理间隙值越大 材料越软 h0 t值越大 合理间隙值越小 二 冲裁工艺介绍 查表法五类断面常用单边间隙见下表 z 2t 二 冲裁工艺介绍 落料时凹模尺寸做成工件要求尺寸 凸模为凹模尺寸减去间隙值 冲孔时凸模尺寸做成工件要求尺寸 凹模为凸模尺寸增加间隙值 由于凸凹模存在间隙 因此落下的料或冲出的孔都是带有锥度的 其大端尺寸基本上等于凹模尺寸 小端尺寸基本上等于凸模尺寸 落料以大端尺寸为公称尺寸 冲孔以小端尺寸为公称尺寸 由于生产中的磨损 在设计时取最小合理间隙 二 冲裁工艺介绍 冲裁力冲裁力是指在冲裁中的最大剪切抗力 计算冲裁力是为了合理选择压力机和设计模具 平刃口模具的冲裁力计算公式如下 F Lt 式中F 冲裁力 N L 冲裁周长 mm t 材料厚度 mm 材料的抗剪强度 Mpa 考虑到模具刃口的磨损 凸模与凹模间隙不均匀 材料性能的波动和材料厚度偏差等因素 实际所需冲裁力应增加30 即 F冲 1 3F 1 3Lt Lt b b 材料的抗剪强度 根据计算出的实际冲裁力 我们可选择冲床吨位 冲床吨位应不小于实际冲裁力 在满足实际冲裁力的同时 还要兼顾本厂设备条件和冲压生产线的实际排配情况来选择冲压设备 当冲裁力过大时 可以用下述方法降低冲裁力 A 将材料加热冲裁 但此时应注意用热模钢制造模具 B 阶梯冲裁 凸模高度不同 C 斜刃口冲裁 为了保证产品的平面度 落料时凸模平刃口 凹模斜刃口 冲孔时 凸模做斜刃口 凹模做平 二 冲裁工艺介绍 材料的抗剪强度 二 冲裁工艺介绍 阶梯冲 用于落料的斜刃 冲孔斜刃 切舌斜刃 在阶梯冲的设计中 图示中的T值对于薄料 取冲裁板厚 对于厚材 T值则可取料厚的一半 斜刃冲裁不仅可以降低冲裁力 还可使工件的断面光洁度有所改善 另外 还可以降低冲裁中的噪声 改善冲压加工的工作环境 但斜刃冲裁也有其缺陷 那就是冲下的废料变形较为严重 不利于对废料进行再利用 二 冲裁工艺介绍 卸料力Px是将箍在凸模上的板料卸下时所需要的力 推料力Pt是将落料件顺着冲裁凹模洞口推出时所需的力 顶件力Pd是将落料件逆着冲裁方向顶出凹模刃口时所需的力 经验公式如下 PX Kx P N PT nKt P N PD Kd P N 式中 Kx Kt Kd 分别为卸料力 推件力和顶件力系数 P 冲裁力 n 同时卡在凹模洞口内的落料件数 n H t H为凹模刃壁垂直部分高度 t为料厚 当采用锥形洞口时 因无落料件卡在洞口内 故可不计推件力 二 冲裁工艺介绍 冲裁时 被冲剪的胚料 Blank 留于下模孔内 有强力固着于内壁的性质 如果下模剖面的入口与出口加工成同一尺寸 则由前述理由 胚料停止于下模孔内 对下一次的冲剪作业造成不利影响 如此废料积留于下模而冲头所要压力逐渐升高 再者从下模本身考虑 胚料固着 强制压下 下模的摩损较严重 刃口斜度有利于废料的落下 刃口斜度可以减轻冲头的负荷 刃口斜度有利于减少冲头与下模的摩损 提高模具的使作寿命 刃口斜度有如下图所示两种形式 A图留有一段直段 图B则表示从刃口就直接做斜度 图A主要用于薄材 留有直段 在凹模磨损后研磨凹模 其刃口尺寸不变 图B所示在研磨后 尺寸变化甚小 而冲裁时下模磨损较慢 且可以减小推料力 减轻冲子负荷 图A所示由于其有直段 下模侧壁磨损相对来说较为严重 如果产品上所冲的孔较小时 由于冲子负荷较大 冲子较易折断 如果设计这种刃口时 建议小冲子做成快换结构 下模也建议做入子 图B所示由于其没有直段 相对来说废料与下模刃口间基本没有固着 在冲床快速冲压时 由于冲头磁性 真空负压 油膜等因素的影响 易产生跳料 即废料上行至模面 如果设计为这种刃口时 建议冲子做成子母冲 或是在冲子上加工吹气孔 或者改进冲子形状 如冲嘴部做成锥形 二 冲裁工艺介绍 排样在冲压生产中 冲裁件在板 条料的布置方法称排样 排样是否合理直接影响到材料的经济利用 在冲压生产中 毛坯材料费用占60 以上 排样的目的就是在于合理利用材料 评价排样的经济性 合理性的指标就是材料利用率 条料的材料利用率 nS bL 100 其中n 条料上冲件总数 S 冲件面积 b 条料宽度 L 条料总长 板料的材料利用率 nS bL 100 各符号含义同上 在冲压中 所产生的废料有工艺废料和结构废料两种 要提高材料利用率就必须减少废料面积 排样中相邻冲件间的余料 或冲件与料条边缘间的余料称为搭边 搭边用以防止送料发生偏差时 冲出残缺的产品 搭边不可太小 过小的搭边刚性不足 有随凸模进入凹模的趋势 容易使刃口受损 排样分为有搭边排样和无搭边排样两种 对于有完整和合图形且冲裁精度不太高的冲件 可用无搭边排样 常用的排样类型有 单行直排 单行斜排 多行直排 对头直排 对头斜排 少 无废料排样冲裁的特点 节省原材料 模具结构简单 模具成本降低 一冲程可冲多个产品 提高了劳动生产率 减轻了压机负荷 但条料或卷料的宽度公差直接影响工件精度 在条料的所谓汇合点 即三个或多个工件相交的一点 上 可能出现较大的毛刺 整个产品外形上毛边方向不一致 二 冲裁工艺介绍 最小工艺搭边值 上页表列搭边值适用于低碳钢 对于其他材料 应乘以以下系数 中等硬度的钢0 9软黄铜 纯铜1 2硬钢0 8铝1 3 1 4硬黄铜1 1 1非金属1 5 2硬铝1 1 2有侧刃的搭边可乘系数0 75 以上所说的搭边值为最小工艺搭边 在设计排样时 应予以适当加大 二 冲裁工艺介绍 冲件的工艺性是指冲件对冲压工艺的适应性 冲件工艺性对冲裁件质量 材料经济利用 生产率 模具制造及使用寿命等都有很大的影响 因此 设计中应尽可能提高其工艺性 冲件的工艺性主要由以下两个方面的因素决定 冲裁件的形状及尺寸 冲件的精度与粗糙度 形状和尺寸冲件形状应尽量设计成简单 对称的形状 或是和合图形 这样可以减少排样废料 冲件的外形和内孔尽量避免尖锐的角 在各直线或曲线连接处 应有适当的圆角 最小圆角半径见下表 二 冲裁工艺介绍 形状和尺寸冲件上凸出悬臂和凹槽宽度不宜过小 硬钢为1 5 2 0t 黄铜 软钢为1 0 1 2t 纯铜 铝为0 8 0 9t 当t 1mm时 按t 1mm计算 在弯曲件或拉深件上冲孔时 其孔壁与工件直壁之间应保持一定距离 若距离太小 冲孔时会使冲头受水平推力而折断 二 冲裁工艺介绍 形状和尺寸冲孔时 孔径不宜过小 其最小孔径与孔的形状 材料的力学性能 材料的厚度等因素有关 无导向凸模冲孔的最小尺寸见表1 用凸模护套精密导向冲孔的最小尺寸见表2 表2 表1 二 冲裁工艺介绍 形状和尺寸冲件的孔与孔间 孔与边缘间的距离不应过小 否则会影响模具强度和冲件精度 一般情况下 宜取此间距大于或等于两倍料厚 并不得小于3 4mm 必要时则可取1 1 5倍的料厚 当料厚小于1mm时 取1 1 5mm 但模具寿命则有所下降 腰鼓形冲件 允许圆弧半径R应大于料宽的一半 即能采用少废料排样 如R等于料宽的一半 就不能采用少废料排样 因料的正偏差会导致台肩产生 二 冲裁工艺介绍 整修留有余量的冲件 可以通过整修提高外形或内形的粗糙度和精度 外形整修过程如下图所示 会形成环状切屑 二 冲裁工艺介绍 整修余量影响整修余量的因素 整修凹模尺寸的制造公差和允许磨损值 整修凸模尺寸的制造公差和允许磨损值 回弹的变化 落料毛坯在模具中定位误差 整修双向余量见下表 表中最小余量用于简单形状 最大余量用于复杂或带尖角的形状 多次整修的末次整修用表中最小值 二 冲裁工艺介绍 光洁冲裁普通冲件的断面由光面和毛面组成 而光洁冲裁则可以粗糙度为Ra1 6 0 4 m级的断面 完全不出现或很少出现撕裂的毛面 凹模带圆角刃口的落料 如下左图 负间隙落料 如下右图 右 凹模带圆角刃口的落料 制造凹模时 圆角半径先做得小一些 试冲过程中视需要逐步增大圆角 对不规则形状 特别是小圆弧突出部分 缺口等 要用较小圆角 小圆角与其他部分大圆角逐渐过渡 凸模刃口保持锋利 并固定牢靠 以免在冲裁中弯曲 凹 凸间隙较一般冲裁大为减少 而与材料厚度关系不大 对多数材料及各种厚度 双面间隙为0 01 0 025mm 间隙大了会造成撕裂现象 工件从凹模逸出后 其尺寸会增加0 02 0 05mm 此种冲压方法冲裁力约为普通冲裁力的110 150 光洁冲裁常用圆角半径见右上表 负间隙落料主要适用于软的有色金属及其合金 冲压过程带有部分正挤的性质 所需冲裁力为普通冲裁力的1 5 2倍 负间隙值随轮廓形状而不同 突出的角部最大 凹入的部分最小 由于凸模大于凹模 模具上应有限位柱 保证凸模的最低位置在凹模面上0 1 0 2mm 二 冲裁工艺介绍 光洁冲裁凸模带圆角的冲孔主要用于软钢及有色金属冲孔深比t D 1 3的孔 双面间隙取0 01 0 02 且与料厚无关 如下图 左 带台凸模冲孔主要用于中等厚度材料 如下图 右 二 冲裁工艺介绍 精密冲裁简称精冲 它是在普通冲裁的基础上 采取强力齿圈压边 小间隙 凹模圆角 施加反顶力等四项工艺措施的一种冲压分离加工方法 其冲件的断面粗糙度 尺寸精度扩断面垂直度均比普通冲裁高很多 另外 断面挤出的毛刺很薄容易去除 且塌角高度也很小 精冲的工作部分如下图所示 1 冲子 2 齿圈压板 3 板料 4 凹模 5 顶出器 二 冲裁工艺介绍 精冲特点齿圈压板 VRing 精冲的压料板与普通冲裁不一样 它带有齿圈 起强烈压边作用 使之形成三向压力状态 增加了变形区及其邻域的静水压 齿圈压板是精冲变形中最重要的工艺措施 其V形环部分角度为对称45 V形环与刃口边的距离a 0 7t 及V形环高度h 0 2t 应随精冲材料的不同而不同 凹模 或冲头 小圆角普通冲裁时 模具刃口越尖越好 而精冲时 刃尖仍有0 02 0 2mm左右或 1 2 的圆角 抑制了剪裂缝的发生 限制了剪裂面的产生 而且对工件断面的挤光作用更有利 小间隙间隙越小 冲裁变形区的拉应力越小 压应力的作用越大 通常 精冲部分的间隙取0 01 0 02mm 对一些较薄的板材也可取 0 5 1 2 t 小间隙还使模具对剪切面有挤光作用 反顶力施加很大的反顶力 很显然能减轻材料的弯曲变形 起到增加压应力因素的作用 进一步促使其断裂面的减少 剪切光亮带的增加 同时 也使工件无弯拱 二 冲裁工艺介绍 精冲过程如下图所示 图A为材料送进模具 图B为模具闭合 材料被齿圈压板 凹模 凸模和顶出器压紧 图C为材料在受压状态下冲裁 图D冲裁完毕 图E为齿圈压板下卸料 送料 图F为顶出器顶出工件并排走 二 冲裁工艺介绍 精冲模设计要点精冲排样基本上和普通冲裁相似 但搭边应加一些 对于复杂的 带锯齿形的冲裁表面应放在进料方向 以便精冲时搭边更充分 精冲模刃口尺寸与普通冲裁模类似 落料件仍以凹模为基准 冲孔件以凸模为基准 不同的是 精冲后零件外形和内孔均有微量收缩 二 冲裁工艺介绍 精冲力精冲变形所的总能量比普通冲裁大一倍左右 但仅用于切离材料的冲裁力并不大 可依下式计算 F 0 9Lt b Lt 式中符号与普通冲裁力公式中的意义相同 另有文献提出了精冲时的抗剪强度为 mt d 0 75 b当2C t 0 005时 m 3 0 当2C t 0 01时 m 2 85 普通冲裁力与精冲力比较 二 冲裁工艺介绍 废料跳屑所谓废料跳屑即是在冲压加工过程中 废料上行至模面 如果在冲压生产中不注意 上行的废料可能会压伤产品 降低生产效率 甚至会损坏模具 废料跳屑的原因有 刃口直壁段太短 料与冲子间产生真空负压 模板或冲子未退磁或者退磁不良 冲子与产品间形成油膜 冲子太短 冲裁间隙过大 或是以上几种原因同时作用 针对废料跳屑 我们可以采取的措施有 在允许的情况下 适当加大下模刃口的直段长度 冲子及模板在安装组立前应注意彻底退磁 在允许的情况下 冲子做成斜刃或者在冲子加吹气孔 如果生产批量大的话 则可以用子母冲进行冲裁加工 在设计时 针对不同的材料 要选用合适的冲裁间隙 如果仍有跳料 间隙可适当减小 还应注意冲子冲入下模刃口的深度 必要时 加大冲子的长度 三 常见冲裁不良介绍 小冲子易断在批量生产中 小冲子易断的原因有 凹模刃口直段太长 冲头固定不好 上下窜动 冲子热处理硬度过高及材质不合理 冲子结构不合理 下模堵料导致冲子断 夹板冲子固定孔与打板孔偏位 打板与冲子加强部位干涉冲孔在打凸成形或者压线 压毛边附近 设计在同一工位冲子侧向受力 生产中材料送料不到位 打板上冲子导正部分过短 开模时冲子处于非导正状态 冲子表面被拉伤 脱料时受力不均 造成冲头易断 冲头刃口不锋利 小冲子易断解决措施有减小刃口直壁 冲子固定时 使之不能上下窜动 可焊间隙片 冲头选择适当材质和热处理 改善冲子结构 小冲子适当补强 调整下模漏料孔 保证下模不堵料调整修配夹板冲子固定孔与打板冲子导向孔 使之处于同一位置 修配冲子 使其加强部位与打板沉头不致干涉尽量避免冲孔冲子侧向受力 冲孔与打凸尽量不放在同一工程 设计时 注意初次冲孔时的送料位置 设计时应注意 在开模状态下 冲子仍有导向部分与打板冲子导向孔相配合 当冲子表面被拉伤时 应注意及时更换 注意冲子刃口的锋利程度 三 常见冲裁不良介绍 抽芽不良常见原因有 抽芽底孔中心与抽芽冲子中心不重合 凸凹模间隙不均匀 抽芽冲子表面不光滑 造成抽芽破裂 抽芽底孔不符合要求 造成抽芽高度及直径偏差 甚至抽裂 产品上的芽本身并不合理 毛边方向问题抽芽不良的解决措施有 设计时保证抽芽底孔中心与冲子中心重合 调整凸凹模之间的间隙 使之分配均匀 冲压前 应确保抽芽冲子的表面光洁度 设计时应计算好抽芽预冲孔的直径 向客户确认产品时 请客户改产品抽芽 抽芽时 毛边最好向孔内 否则可压毛边后再抽芽 三 常见冲裁不良介绍 切边不齐原因有 定位偏位 有单边成形 拉料 设计错误