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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(shí),共同學(xué)習(xí):6 P3 x+ r4 F2 \
3.3 模具工作原理0 }6 C1 h* n. u' I/ r( D% Q
精沖機(jī)是實(shí)現(xiàn)精沖工藝的專用設(shè)備。如圖2所示,精沖時(shí)精沖機(jī)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(dòng)。同時(shí)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(jìn)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(shí),材料就沿著凹模刃口形狀,呈純剪切的形式?jīng)_裁零件。1 p+ d7 a! n4 N
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。
1 z/ z: T) v. S! i
5 R X7 b+ H. X3 C1.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;6 p% o+ m5 W5 K% ~0 M
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
2 B4 R9 x9 Q- D* Q) _8 F/ ^9 s" k3.4、精沖工作過程(見圖3)
8 `( v0 \3 u/ i; I- e a) 模具開啟,送入材料;
$ ~4 M4 @# r n5 Z* Q 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;" _' I5 X# M8 @
c) 用沖裁力PS沖裁材料,壓緊力PR和PG全過程有效壓緊;& i1 a6 {3 E' j1 b) N
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;' s9 p+ l) _3 w2 R# K0 k$ k1 j
e) 齒圈力PR和反壓力PG卸除,模具開啟;
+ a# e0 m" h5 }: T5 i$ `: Q f) 在施加齒圈力的位置,此時(shí)作用為:頂出內(nèi)孔廢料和卸除沖壓搭邊的卸料力PRA;7 ~6 O0 _) h6 x! r D) P( b5 |
g) 在施加反壓力的位置,此時(shí)作用為:從凹模中頂沖件的頂件力PGA。材料開始送進(jìn);: D8 ]* @. |6 J# w+ M2 q' i
h) 吹卸或清除精沖件和內(nèi)孔廢料。材料送進(jìn)完成。, b# c* l( }, [* N* x
2 e0 g* C+ i* CPR—齒圈力 PG—反壓力 PS—沖裁力 PRA—卸料力 PGA—頂件力& f0 s3 M8 u# C2 u# B1 l! @' e n
1—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
/ C* ?! v/ v# M5 X1 R. o9 F
5 D5 Q6 t6 C, G K3 H, H" z/ ^ 1 i6 a( ?# T7 U+ f( h5 |8 n
精沖零件, Z: `" k! R: _3 I4 _; e) c
/ r ?# S: ]# g8 _! c5 J1.精沖零件的工藝性+ _8 X; g5 B) _: H7 j3 ]7 P( [1 ]
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(jiǎn)單、最經(jīng)濟(jì)。而影響它的主要因素有:
$ @$ V( h5 A3 j/ |$ X) z (1) 零件結(jié)構(gòu)的工藝性;
$ d) m W% O8 y6 z 。2) 零件尺寸公差和形位公差;
: P5 a" N# b: \6 q3 L (3) 材料性能和厚度;
7 L8 V* \1 ~& J 。4) 沖裁面質(zhì)量;
) B3 R7 q- g" x 。5) 模具設(shè)計(jì)、制造質(zhì)量及壽命;
" h8 a0 V4 h1 O' p4 P5 Q+ L- q- J 。6) 精沖機(jī)的選擇等。
/ t0 _1 s& }0 I+ K; Z: 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。
( M T/ D, Y" v" X6 v9 z( m% t 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。, A3 k3 z5 u$ j8 E5 F
2.精沖零件的難度等級(jí) E- B+ _1 f n9 y6 h7 M
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(jí)。
+ b) c% z$ h( N: E7 ], i/ Q' F S1—簡(jiǎn)單的,適于精沖材料抗剪強(qiáng)度Ks=700N/mm2* Y" E) x" f0 N' Z: q$ N
S2—中等的,適于精沖材料抗剪強(qiáng)度Ks=530N/mm26 n/ |, L* j/ ~5 U; V8 d6 E1 U7 Q- \
S3—復(fù)雜的,適于精沖材料抗剪強(qiáng)度Ks=430N/mm2
; q4 y) f* w! U! _' d3 A0 ^+ t, u: \( p8 m& @
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(shí),其條件是沖裁元件要用高速鋼制造,且精沖材料抗拉強(qiáng)度δb≤600 N/mm2(抗剪強(qiáng)度Ks≤430N/mm2)。0 d( Q) b* Q7 b" W' ?3 \# j. s
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(jí)。
- d# ~, N6 u8 z. p) U
0 [7 t! i# s8 [+ t$ y' r5 ?8 `6 c0 \9 F •孔 徑 d=4.1mm S1
8 G6 O7 { g- g •搭 邊 b=3.5mm S3% H! j* o- V& L6 a% b
•齒模數(shù) m=2.25mm S2
; C) T H, Y! ^& y •圓角半徑 Ra=0.75mm S1/S2# u. ~; n4 W" l
此零件最大難度是搭邊b,故總難度為S3,可以精沖。8 X/ @; I1 C) h8 E
3.精沖零件的技術(shù)要求
' k3 O+ B- V5 a7 ^& t 3.1 尺寸公差
4 O3 \ F5 @6 F z- m5 ? 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(rùn)滑劑和壓力機(jī)調(diào)整等因素。可由表1中選取。+ ?, E$ h; @. {5 c4 v4 a2 i
3.2 平面度公差
3 y' l; ~% k' j, s1 I$ ^ 精沖零件的平面度是指零件平面的撓度(見圖2),其值為: 2 F/ G4 q9 O, w9 J
f=h-s6 e$ W2 `$ T' g& h* w3 ~7 X
由于精沖材料是在壓緊狀態(tài)下進(jìn)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(jī)械性能等不同而有所差別。
) a) A8 P/ X8 A! O: O- q" w0 s 一般來說,厚料比薄料零件平直;低強(qiáng)度材料比高強(qiáng)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(dòng)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(cè)定的一般直線度。% g8 v N( d( _# e
9 x( k$ K% }2 a3 ]" r: r: N
& s( \( u/ y8 {2 A, j+ W# i
圖1 精沖零件幾何單元及難度等級(jí)
% L& C% _9 }& i4 n) g/ [4 j- TA—孔徑;B—槽寬、搭邊;C—齒模數(shù);D—圓角半徑。 o% p& `) A. g9 i6 X% H
8 z) D8 N) Y( E* I9 z" C# w料厚S(mm) 抗拉強(qiáng)度600N/mm24 u% G# q3 [7 l
內(nèi)形J 外形A 孔距X
2 ]$ z9 n" S2 _+ O! S ISO公差等級(jí)
9 J7 w n% v( n$ i. C/ V" R+ N% H: A0.5~1 6~7 7 72 |$ O M. J2 Y+ b8 `
1~2 7 7 7" S! \, n6 c7 M) ?2 k/ M
2~3 7 7 76 ?+ m( U% Q( k, R$ {
3~4 7 8 7# I+ }" @9 }+ z$ d% v
4~5 7~8 8 8
8 R+ T3 o5 j" H1 J$ t5~6.3 8 9 8
, a3 S( Z+ ?5 z: g6.3~8 8~9 9 8/ I. |: M' J F( p5 e: |
8~10 9~10 10 8: Y9 {5 c' n) E1 `4 i
10~12.5 9~10 10 9# j( t4 f1 Q& _, ]
12.5~16 10~11 10 9
' O ]- y2 B/ N3.3 垂直度公差
& `1 M3 R, Y& a; {6 _: ]4 z 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(jī)的調(diào)整等有關(guān)。一般料厚為1mm時(shí),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。
9 w4 ^3 B8 m" [- i* R) C ; f/ c+ k8 {- q3 n4 d
圖2 零件平面圖1 { u E' o o/ `8 u
9 u p: \9 L8 s, d/ K) p5 J
* ?# `7 R3 |. |3 F) H4 q
圖3 平面度公差' [! D& w) ]3 @! p3 y' [9 l/ v) h' u
! e# J6 [. F. S: P圖4 料厚與X值的關(guān)系* d- ^ l8 g5 L( d, ~$ c
3.4 沖裁面質(zhì)量
$ X+ O2 p6 r7 l$ ~& F$ G( a4 m 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(rùn)滑劑及壓力機(jī)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(gè)方面。. I1 b7 N: {% N
( E0 b1 g: p8 X6 D: z
圖5 沖裁面的表示方法 2 `) r1 X+ s. o' }4 o8 c
圖中:S—材料厚度;h—斷裂時(shí),最小光潔面部分占材料厚度S的百分比(%);l—魚鱗狀斷裂時(shí),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(shí)為30%S);E—撕裂帶的最大寬度。
% l A. h8 ?% i8 T+ j5 f(1) 沖裁面粗糙度
/ e9 i6 ~$ m0 K# M" s 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 G0 m0 r3 E2 U# T3 U' D$ w
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(gè)等級(jí)(見表2),測(cè)量方向——垂直于沖裁方向;測(cè)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(qiáng)度的關(guān)系如圖6b所示。
! C$ n9 v5 m- V表2 沖裁面粗糙度( u' }, y- T+ h$ }6 B! x
粗糙度等級(jí) 1 2 3 4 5 6% B; o q2 d- |
Ra(μm) 0.2 0.4 0.6(0.8) 2.4 3.4 3.8(3.6); S5 M+ W" ]! P3 b Z
代號(hào) N4 N5 N6 N7 N8
2 o+ C( w6 [ ]7 E. O' k 2 y, d l$ y9 I+ e5 g X
圖6 沖裁面粗糙度與抗拉強(qiáng)度的關(guān)系4 u4 I: D( d( k. F$ H
(2) 沖裁面完好率
. @. g O9 q! P: B4 h4 b) z 精沖零件沖裁面完好率分為五個(gè)等級(jí)(見表3)。
+ u* `* `9 I: J8 E沖裁面完好率1 ~% b* q3 }$ M: q' i5 Z# ^
h l
7 A$ d6 M3 E: I100%S
1 E# e/ z- o( r- z! o+ h100%S
9 _3 h, M" H2 Z# C5 X+ |90%S* A& s+ e+ E1 ?; L* K7 W
75%S
+ b# G; z& e4 O$ K7 f9 W* R50%S 100%S ! t |, A. i5 `- F& _2 f
90%S: y& p3 U: f: A9 A, {
75%S$ r9 Y2 q# K) F7 M* S( \
--
/ Y0 A; w: S# r5 r--
0 ^3 j2 m/ s8 |(3) 沖裁面撕裂等級(jí)
( n S7 a- r7 j f 精沖零件沖裁面撕裂等級(jí)分為四個(gè)級(jí)別(見表4)。1 i; O$ O% q' i q9 e
???? 表4 沖裁面撕裂等級(jí) ! `) M1 L6 y# B, H. \# X
E(mm) 級(jí) 別0 o1 V" n3 V$ i. Y: W
0.3 - g* g3 `7 i" x/ J' Q- Y! ?7 p C
0.6, U& d+ v8 w6 Y# v/ h
10 P9 @9 B/ g* L) _- i: U0 R1 r8 D
2 1 2 H! q8 G1 J( p) v$ j, N. d; a$ ^
27 W8 i9 ^. n* P- ^5 d8 u
35 d9 P; c {3 }; P6 K2 g! P2 h1 M
47 a$ E$ L( ~6 s) R
(4) 沖裁面質(zhì)量的表示方法和意義
- C$ l+ ^' N% ?; `1 A( J/ y 如圖7所示為沖裁面質(zhì)量特征的表示方法和意義。/ k, H3 y( H2 B' o0 M. N
示例: 7 ]) b9 k: @ l) I0 H1 W2 Z. q, g
圖7 沖裁面長(zhǎng)度表示實(shí)例8 H3 Y [# S" w9 ?$ l1 `8 D
例中,沖裁面粗糙度Ra=2.4μm;完好率h=90%S;l=75%S;撕裂級(jí)別為2。7 E$ x. o9 M3 \& x0 p- J
2 y, K! y4 M# Z6 {- H% @: [
圖8 求塌角值tE和bE
! N5 f, [* p- @" w, ~4.精沖零件的塌角
0 ]* d/ @' W+ Q. Q5 M0 S 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)。
" `8 u7 W' m! K 塌角的計(jì)算方法可參看圖8選取。一般tE≈(5~10)S,bE≈(5~10)tE。" z# Y$ N$ f5 d3 ^
5.精沖零件的毛刺
, \+ V y2 k' x8 t 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(jìn)入凹模深度及沖裁次數(shù)等有關(guān)。
; k7 W; J/ q" p+ z) @& W, p 精沖時(shí)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。0 O2 g( A* E( f
根據(jù)VDI3345標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)模具刃口鋒利時(shí),只產(chǎn)生薄毛刺,e=0.01~0.08mm;當(dāng)模具刃口變鈍時(shí),產(chǎn)生厚毛刺,e=0.1~0.3mm(見圖9)。
9 U! R/ p2 C. c' ^ % x, D$ X, Z" d0 t' {" J
圖9 精沖毛刺高度 |
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