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發(fā)表于 2008-10-14 20:34:54
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接著給大家繼續(xù)傳一些精沖知識,共同學(xué)習(xí):
- O3 s1 _: S& w, Y; j# K- s3.3 模具工作原理, U: c# }! e$ n U- P
精沖機是實現(xiàn)精沖工藝的專用設(shè)備,。如圖2所示,,精沖時精沖機上有三種力(PS,、PR,、PG)作用于模具上。沖裁開始前通過齒圈力PR,,經(jīng)剪切線外的導(dǎo)板(6),,使V形齒圈(8)壓入材料并壓緊在凹模上,從而在V形齒圈的內(nèi)面產(chǎn)生橫向側(cè)壓力,,以阻止材料在剪切區(qū)內(nèi)撕裂和在剪切區(qū)外金屬的橫向流動,。同時反壓力PG又在剪切線內(nèi)由頂件器(4)將材料壓緊在凸模上,并在壓緊狀態(tài)中,,在沖裁力PS作用下進行沖裁,。剪切區(qū)內(nèi)的金屬處三向壓應(yīng)力狀態(tài),從而提高了材料的塑性,。此時,,材料就沿著凹模刃口形狀,呈純剪切的形式?jīng)_裁零件,。+ M6 f( k7 `! t+ D, w' y) G0 Y
沖裁結(jié)束后,,PR和PG壓力釋放,模具開啟,,由退料力PRA和頂件力PGA分別將零件和廢料頂出,。并用壓縮空氣將其吹除。
( l5 n: A6 u6 x4 x0 D$ a% ]" O 8 P( Q) N0 y0 X/ w3 x2 U
1.凸模; 2.凹模; 3.內(nèi)形凸模; 4.頂件器; 5.頂桿; 6.導(dǎo)板;7.壓板; 8.齒圈; 9.精沖材料; 10.精沖零件; 11.內(nèi)形廢料;
9 l; m! B' q+ D& n q' `6 V( {PS—沖裁力; PR—齒圈力; PG—反壓力 RA—卸料力; PGA—頂件力; SP—沖裁間隙# H% s! x5 B9 w8 }+ a* P5 g1 }$ o
3.4,、精沖工作過程(見圖3)
% f4 w! G6 c. d2 s- r3 z3 m4 h a) 模具開啟,,送入材料;
8 E7 M- v& [( [, p b) 模具閉合,,在刃口(沖裁線)內(nèi)外的材料利用齒圈力和反壓力壓緊,;
* |& p1 j0 g* M; D. C5 | c) 用沖裁力PS沖裁材料,壓緊力PR和PG全過程有效壓緊,;6 x) N. ~9 ~& W& M
d) 滑塊行程結(jié)束,,沖件在凹模內(nèi),內(nèi)孔廢料沖入落料凸模中,;9 O& c3 f5 Y& l+ A3 X4 I
e) 齒圈力PR和反壓力PG卸除,,模具開啟;
+ |8 ^5 |% W+ N f) 在施加齒圈力的位置,,此時作用為:頂出內(nèi)孔廢料和卸除沖壓搭邊的卸料力PRA,;+ R& a: N# W, [: M" C9 m6 ^) D
g) 在施加反壓力的位置,,此時作用為:從凹模中頂沖件的頂件力PGA。材料開始送進,;1 G% [; q% R" D$ y: K
h) 吹卸或清除精沖件和內(nèi)孔廢料,。材料送進完成。* e) O- Q; A9 W' }. F; l: p
. d2 L: S" f4 ] H8 e+ v# vPR—齒圈力 PG—反壓力 PS—沖裁力 PRA—卸料力 PGA—頂件力
7 D* w( h0 R: c0 `* b* l1—壓板 2—凹模 3—沖裁(落料)凸模 4—頂件器 5—精沖材料 6—精沖零件 7—沖內(nèi)孔廢料8 a, l T- ~5 N# @7 F: _5 ~
- z r q/ r- t5 T% p
2 q. Z! S$ E! ^4 \" U 精沖零件
- a# ], r+ V, A) v$ X" w9 a6 \
/ W/ m% S# @1 e r, ?3 Q' X6 g' j; v6 l1.精沖零件的工藝性
$ Q% H& i& {7 w5 [$ J/ e; z# S 精沖零件的工藝性,,主要指保證零件的技術(shù)和使用要求,,并在一定的批生產(chǎn)條件下,在制造上應(yīng)最簡單,、最經(jīng)濟,。而影響它的主要因素有:
, j- I# f2 ]3 l. W! n2 `/ h (1) 零件結(jié)構(gòu)的工藝性,;9 ?$ S& G9 |% |8 i$ F
�,。�2) 零件尺寸公差和形位公差;; |) c% l$ ]9 P" g G/ f
�,。�3) 材料性能和厚度,;- c/ V% t' b3 T' e
(4) 沖裁面質(zhì)量,;- B+ P; j9 B8 e6 O" ?
�,。�5) 模具設(shè)計、制造質(zhì)量及壽命,;
- B" b4 ~) u9 Y2 r, V �,。�6) 精沖機的選擇等。6 g- a4 Y. q5 F4 c
精沖零件結(jié)構(gòu)的工藝性,,是指構(gòu)成零件幾何形狀的結(jié)構(gòu)單元,,它包括:最小圓角半徑、孔徑,、壁厚,、環(huán)寬、槽寬,、沖齒模數(shù)等的確定尤為重要,。
h- a2 ?9 a* K& }' {7 e 圖1所示,可供選擇精沖零件結(jié)構(gòu)參數(shù)的極限值,。它們都小于普沖零件,。這是由精沖原理決定的。然而,,合理的零件結(jié)構(gòu)參數(shù),,有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量,降低生產(chǎn)成本。
) y7 L8 T8 d' |- F* t. ~: I4 z; N2.精沖零件的難度等級
' y; a3 Q; `. m& z' @ 根據(jù)零件幾何形狀及其結(jié)構(gòu)單元,,在圖1各圖中劃分為S1,、S2和S3三級。
% [/ X9 F* b ~" r& N7 ?& Y S1—簡單的,,適于精沖材料抗剪強度Ks=700N/mm25 d, t& Q, V2 \) n
S2—中等的,,適于精沖材料抗剪強度Ks=530N/mm2
6 r- b& G: q! s, Z6 L v& z1 M3 k S3—復(fù)雜的,適于精沖材料抗剪強度Ks=430N/mm2
5 g+ Y3 j& Y* [, ?5 s3 E5 W5 o; u! P/ j
在S3以下的范圍,,不適宜精沖,,或者要采用特別措施。使用S3的范圍時,,其條件是沖裁元件要用高速鋼制造,,且精沖材料抗拉強度δb≤600 N/mm2(抗剪強度Ks≤430N/mm2)。
/ o( J+ ^0 ]# x3 W 例:圖1中開關(guān)凸輪,,材料為Cr15(球化),Ks=420N/mm2,,確定其難度等級,。
7 w @/ x6 l3 L: H A5 c7 \
( n5 g( l$ X) ^3 o2 G! T •孔 徑 d=4.1mm S1
4 B" d' s. i- v3 ^& [1 u •搭 邊 b=3.5mm S3
4 K, K& }7 a; r •齒模數(shù) m=2.25mm S2
6 n. [2 K" }8 y1 p5 }! v3 f4 ` •圓角半徑 Ra=0.75mm S1/S21 m( g- s2 p8 U: X9 Q, A0 x
此零件最大難度是搭邊b,故總難度為S3,,可以精沖,。
X. y0 S* F& Z+ }, e8 B5 j3.精沖零件的技術(shù)要求% J6 x9 e' ]4 v+ `
3.1 尺寸公差" ]0 M, r. ?' L9 ]1 B( N
精沖零件的尺寸公差,取決于:零件形狀,、模具制造質(zhì)量,、材料厚度及性能、潤滑劑和壓力機調(diào)整等因素,�,?捎杀�1中選取。. y* k: {& ^, M/ O1 x* i
3.2 平面度公差
1 }5 U1 J" S4 T! w: y) @% t) ] 精沖零件的平面度是指零件平面的撓度(見圖2),,其值為:
6 o/ R& E# t0 S4 w% k7 o, J f=h-s0 M& o* x" ]6 c
由于精沖材料是在壓緊狀態(tài)下進行的,,故精沖件具有較好的平面度。而這種平面度隨零件尺寸,、形狀,、材料厚度及機械性能等不同而有所差別。" K3 H5 g$ |* ~4 q; A, b4 _% T
一般來說,,厚料比薄料零件平直,;低強度材料比高強度材料平直;壓邊力大比壓邊力小的平直,。在凸模側(cè)的材料表面總是中凹的,,凹模側(cè)總是中凸的。但如果零件還需要壓印,、壓痕,、切口,、彎形等工序或用連續(xù)模沖裁,由于在零件上產(chǎn)生局部的變形或沖裁方向不同,,致使平面度有較大的波動范圍,。但無論如何,精沖件總是要比普通沖壓件的平面度好的多,。圖3是在100mm距離上測定的一般直線度,。 o; x5 l9 t* C# f7 ?" f
& I- t$ M% b1 ^% t
, b0 N/ z; f! o' F- m
圖1 精沖零件幾何單元及難度等級3 V$ l4 B+ d: G- [; Z/ ]
A—孔徑;B—槽寬,、搭邊,;C—齒模數(shù);D—圓角半徑,。
& M4 O7 E- f3 R/ Z3 W* O* f& o* j L2 p 6 Q3 H/ k4 a+ ^* ~5 Z/ J3 s
料厚S(mm) 抗拉強度600N/mm23 [3 h$ ?. ]! Z- Q7 s" [4 w
內(nèi)形J 外形A 孔距X) M3 F3 P) [' {* D0 k$ T
ISO公差等級
9 ^8 P( \7 m7 A4 B6 @0 t7 }0.5~1 6~7 7 7
2 ]+ i, r4 c0 \, ?& z1~2 7 7 73 f" H Q6 e% U( P) q$ U4 v9 I
2~3 7 7 7* `) Y+ t, m7 g' u W
3~4 7 8 7 t$ O/ t" T! g$ O2 U: @" ]% I
4~5 7~8 8 83 \0 {7 P7 w% p$ \
5~6.3 8 9 8' ?9 q7 y. C/ e
6.3~8 8~9 9 8
' q! m9 j. G+ W- {# u9 ^+ x4 Z& _8~10 9~10 10 8
) t! o o0 r6 T+ F. e$ P% Z10~12.5 9~10 10 9
+ {0 m+ P/ v$ f8 b2 l2 o12.5~16 10~11 10 9, |2 K6 \- F, ]3 `! D
3.3 垂直度公差, f* i5 M1 e8 z- R v% v! b8 v$ t
精沖零件的沖裁面與基面成一定的角度公差(倒錐),,謂之不垂直度。它與料厚及其性能,、沖裁刃口狀態(tài),、模具剛度、壓力機的調(diào)整等有關(guān),。一般料厚為1mm時,,不垂直度為0.0026mm,若料厚為10mm,,則毛刺側(cè)比塌角大0.052mm,。圖4為料厚與不垂直度的關(guān)系。
0 _# i/ i) {, S$ x , M& p* J/ W7 [
圖2 零件平面圖; u* ?1 q& {- d8 n0 l8 k$ }# `: p" `7 H8 ~
# e+ w# T7 N, c! z* P
: V& d, p! m: q+ _
圖3 平面度公差
+ Q. i1 y" U" P. r
; J1 |+ _$ N4 e5 n) x圖4 料厚與X值的關(guān)系$ k/ i/ Q3 C$ J. o i
3.4 沖裁面質(zhì)量2 ?1 S5 q7 ]; S7 A' y* y7 v
沖裁面是精沖零件質(zhì)量高低的主要標(biāo)志,。它與材料種類,、性能、金相組織,、模具質(zhì)量和刃口狀況,、潤滑劑及壓力機調(diào)整等因素有關(guān)。沖裁面的結(jié)構(gòu)組成包括:光潔面,、撕裂面,、塌角面和毛刺面。沖裁面狀況的表示方法和意義如圖5所示,,其質(zhì)量特征表現(xiàn)為三個方面,。8 e0 W- ?! j, [) p' Y
6 e% q& @6 A m4 w5 I# k C圖5 沖裁面的表示方法 1 |# i( d! e# l% p
圖中:S—材料厚度;h—斷裂時,,最小光潔面部分占材料厚度S的百分比(%),;l—魚鱗狀斷裂時,最小光潔面部分占材料厚度S的百分比(%);b—最大允許的魚鱗狀斷裂寬度,,b的總和不大于相關(guān)輪廓的10%,;t—允許的斷裂深度為1.5%S;e—毛刺高度(mm),;c—塌角寬度為30%S(最大),;d—塌角深度為20%S(最大)(齒形件時為30%S);E—撕裂帶的最大寬度,。
3 {& u: F+ }6 t5 W" G$ ]( w+ H5 Q(1) 沖裁面粗糙度2 H6 V: N3 s. r6 M+ ~, r! @5 |
沖裁面的光潔程度,,在沖裁方向和沿周邊便于不同位置是有差別的。即塌角側(cè)優(yōu)于毛刺側(cè),。7 H% j4 F, d. `
沖裁面的粗糙度用算術(shù)平均值aR表示,。其值一般Ra=0.2~3.6,共分為六個等級(見表2),,測量方向——垂直于沖裁方向,;測量位置——在沖裁面的中部(見圖6a)。沖裁面的粗糙度與材料抗拉強度的關(guān)系如圖6b所示,。9 o. c, Q3 E0 ?5 H
表2 沖裁面粗糙度8 |3 n' \) T8 p4 {
粗糙度等級 1 2 3 4 5 6' C8 B1 M' o8 k+ @% H& J
Ra(μm) 0.2 0.4 0.6(0.8) 2.4 3.4 3.8(3.6)) R/ M, \4 ^* x4 I/ h
代號 N4 N5 N6 N7 N83 f0 f. q2 p0 P* L9 @3 E: u
5 U- c7 ^+ \9 V+ L3 J0 C
圖6 沖裁面粗糙度與抗拉強度的關(guān)系* \5 a+ E% R' u
(2) 沖裁面完好率
! v) L" s3 B1 ]2 g8 A 精沖零件沖裁面完好率分為五個等級(見表3),。3 c; @6 }. B7 X# Y) {
沖裁面完好率6 B7 A: U9 y) j/ ?
h l. G1 o% D Q7 Q9 }
100%S 8 t, Z2 N$ k5 h2 M1 S
100%S
' P7 Z; Y K# @. ?: `5 H90%S
" ~/ p. p) ]8 z; X75%S5 c* t- }) a. B, {% o1 s8 H$ x3 U
50%S 100%S
9 |7 W" i0 s8 T/ s8 y4 s90%S
0 U4 Z% g( [! q- o. t- V) @2 @75%S( ~+ ~% o: ^5 |( {: a+ T
--) v' @1 F9 W7 Y
--
5 c6 M) k- k+ r(3) 沖裁面撕裂等級
0 c# ~% [- ?. ] 精沖零件沖裁面撕裂等級分為四個級別(見表4)。
7 \6 T2 r0 J# Z" W0 L) |' T$ i???? 表4 沖裁面撕裂等級
- f: |/ ^+ b! hE(mm) 級 別/ C0 Q. c& w0 c! k
0.3 ! ?9 [& n6 e0 a
0.6
: f- u! ?6 x, W; f9 u0 G1
. _ c3 b& u- r/ i2 1 & ~# n( c5 }8 Q+ y) A" L' ~
2% M& g# f5 [+ {' ^
38 W' q% M$ F( ~$ c$ C
4
( I% ]5 ^) @! v) Q( g(4) 沖裁面質(zhì)量的表示方法和意義
9 {+ U, }' I' D) _+ |* J: N! }- d 如圖7所示為沖裁面質(zhì)量特征的表示方法和意義,。
' x6 w |# P/ F1 P) y$ J, z示例:
1 j# h/ N! S% q3 p8 P5 ?圖7 沖裁面長度表示實例$ c. I* k; k. A
例中,沖裁面粗糙度Ra=2.4μm,;完好率h=90%S,;l=75%S;撕裂級別為2,。
' K4 Q. }( Q) G( f/ f" _% l2 Z9 E- G
8 }& |# u0 l7 l- n" q* @# T/ p7 x圖8 求塌角值tE和bE( U2 Q* k/ t& l
4.精沖零件的塌角
! I9 @- o; n s) Z( Z+ l" \, q 塌角系指精沖零件內(nèi),、外廓平面與光潔面交界處的不規(guī)則外凸曲線的下陷塑性變形(見圖8)。塌角的大小與料厚,、材質(zhì),、零件形狀、反壓力及齒圈高度等有關(guān),。- c( C8 R/ [/ ?
塌角的計算方法可參看圖8選取,。一般tE≈(5~10)S,bE≈(5~10)tE,。- [: M! Q8 s- U7 o: h
5.精沖零件的毛刺
+ H& D# L% P- |. d6 Z 毛刺系指精沖零件沖裁面端部上的不規(guī)則突起,。其大小與材料種類、間隙,、模具刃口狀況,、凸模進入凹模深度及沖裁次數(shù)等有關(guān)。
- T1 K' p* l8 a6 T 精沖時產(chǎn)生的毛刺,不是切削毛刺而是擠壓毛刺,。判斷毛刺的大小,,不僅是毛刺高度,而且還有毛刺根部的厚度,。; M+ T! U" J0 R+ Q3 A+ c
根據(jù)VDI3345標(biāo)準(zhǔn),,當(dāng)模具刃口鋒利時,只產(chǎn)生薄毛刺,,e=0.01~0.08mm,;當(dāng)模具刃口變鈍時,產(chǎn)生厚毛刺,,e=0.1~0.3mm(見圖9),。6 K$ W2 H9 M% |) N0 t' W
6 b8 D' }2 |- s% b圖9 精沖毛刺高度 |
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