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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):
. ~) v4 K: M( z! |& S3 \: V3.3 模具工作原理. t! D6 e9 c4 g% [" ]
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,。& ~4 b% s+ E* k
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,。8 ?2 s2 ?7 Y8 c% F, l4 j, V' o! r
& J" e: _/ s0 Q7 k) l& b1.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;
( |* e' `. F+ a5 ~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" G/ z" l- P0 ?& T
3.4,、精沖工作過程(見圖3)
$ d/ m! N; P2 n# ]' B5 Z! h5 H a) 模具開啟,送入材料,;* B8 B1 e( t: i0 o
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,;
" D5 T; \, @* J( F2 n; K c) 用沖裁力PS沖裁材料,壓緊力PR和PG全過程有效壓緊,;$ i7 ^0 Z8 E% n: k
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,;
5 U( Z' ?; U$ o9 U0 l) j e) 齒圈力PR和反壓力PG卸除,,模具開啟;
7 m7 [* }) ]8 r7 M. x5 a. R2 i4 i3 } 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,;
) x7 F( g' I6 _; i- e" Z+ s 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,;8 Q! k# l Q! j+ |" Q- d
h) 吹卸或清除精沖件和內(nèi)孔廢料。材料送進完成,。2 Z. T. F+ z7 ^/ D% J3 h: w2 D( A J
2 x4 s; E8 p" S! @& a5 {6 e g
PR—齒圈力 PG—反壓力 PS—沖裁力 PRA—卸料力 PGA—頂件力
" `; q6 I) L; m, |, N2 K! d o' l! N1—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% j6 {9 Z: W+ c3 G7 d" s2 A: m$ M3 `" O
$ |! ~; z7 U3 f* Z) o: _
J" d" J0 T) k/ E- Q2 B0 N 精沖零件9 [ G& N" x/ ]* i* L: t4 p" Z/ [
; H; x: \7 k9 r( j$ E X1 ~1.精沖零件的工藝性3 ]! z/ B9 x* U$ A$ D7 V1 a3 K
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:* @% p5 [9 R% s- b
�,。�1) 零件結(jié)構(gòu)的工藝性,;& r& S7 B0 [1 y; [0 O
(2) 零件尺寸公差和形位公差,;# d2 v' C5 r/ E
�,。�3) 材料性能和厚度;- A4 L T' i; h/ ]
�,。�4) 沖裁面質(zhì)量,;
1 F+ C5 C8 w2 z6 s! D (5) 模具設(shè)計,、制造質(zhì)量及壽命,;( S9 ]2 G- f4 k- i5 y
(6) 精沖機的選擇等,。
* z2 e) I+ Q ]9 _% Q 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,。
6 E' S2 d1 ^8 k& k 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,。
6 b( w" n. x8 z% W' t4 \% o2.精沖零件的難度等級$ X9 i A* V' X; H$ ?! ]
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,。: A1 x# C; Y; t1 x( u
S1—簡單的,,適于精沖材料抗剪強度Ks=700N/mm2
4 V8 G" P+ l1 i$ N, Z! U' g S2—中等的,適于精沖材料抗剪強度Ks=530N/mm2
# H2 L5 ^1 G9 J6 i b S3—復(fù)雜的,,適于精沖材料抗剪強度Ks=430N/mm2$ J5 _0 r. t* l5 o( K0 n; W* F! G
- [+ h" K3 Z; m6 \
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),。
, W& j3 w8 h. B/ Z% o' f 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。- p: B% ?+ _ |& V, c8 u
+ c. ` |% Q; W1 m
•孔 徑 d=4.1mm S19 j' x1 s( t* D7 v r) @5 I4 K
•搭 邊 b=3.5mm S3
+ q+ |; }# ~" B) H •齒模數(shù) m=2.25mm S2 ' V& }5 V! J" p' u/ v
•圓角半徑 Ra=0.75mm S1/S2
" C. J! ~* p4 D1 b) m T8 A 此零件最大難度是搭邊b,,故總難度為S3,,可以精沖。
, O4 l/ O+ B# j3 t }9 i* k9 k3.精沖零件的技術(shù)要求% A9 t' d1 B8 W
3.1 尺寸公差
4 I1 H- w, P) q; `( t# I 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,。可由表1中選取,。6 k9 n3 X5 P/ w4 o7 S0 N' t% w
3.2 平面度公差
4 \" [9 @4 {+ B! e9 O 精沖零件的平面度是指零件平面的撓度(見圖2),,其值為:
2 ?( b1 H4 c7 o7 u; r1 W f=h-s
! W8 E: \6 G* R5 l, y 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。
# s3 M Y8 V' Z" x, ]* }+ o 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。
8 d& D9 O& G) M" I1 g: S/ R! r' B% r
4 {3 }9 |) R. m* b1 V' A
圖1 精沖零件幾何單元及難度等級
9 q8 q8 N! t( _/ U0 OA—孔徑,;B—槽寬,、搭邊;C—齒模數(shù),;D—圓角半徑,。% f D) q2 }/ H' O7 K* I" F
! Q+ H. |- Q0 _+ J料厚S(mm) 抗拉強度600N/mm2
% ]( |6 W/ f8 V2 {3 P 內(nèi)形J 外形A 孔距X0 {7 Y& }+ }/ ]! }# b
ISO公差等級
& D7 r; N7 j% H) h0.5~1 6~7 7 7) i+ _) m0 P- \+ @2 {+ l
1~2 7 7 7
8 \4 l+ A- [; f/ d5 r7 U& Y' e2 a; {2~3 7 7 7
: m# u8 j/ \' r3~4 7 8 7
6 x1 @# A2 l6 p- @% Y% Y: I4~5 7~8 8 8
0 a$ n7 r; o) \5 ^, o- r5~6.3 8 9 8
$ x3 p9 E/ F( ~* M8 M* {0 X7 c6.3~8 8~9 9 8
: P1 ] W- ?% o" k8~10 9~10 10 86 k9 E' ~2 X. e2 P& s
10~12.5 9~10 10 9
. J& a6 A5 N6 C/ T12.5~16 10~11 10 9( N5 U: {% r1 \+ X P
3.3 垂直度公差
- Z7 U; |( [4 F! [ 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,。
& f* e9 n* N' P+ \ T2 O4 e. Y" K
- A: z+ o6 b2 n7 T" J% H, Y圖2 零件平面圖; j. ^; g6 k6 r, |0 f
! [$ f9 ^, d0 v% H) _
& v! a9 n+ e( z7 Q+ f圖3 平面度公差! i' Z; f# |: K: F/ a% E- L
/ V" O0 m, p+ Q圖4 料厚與X值的關(guān)系1 F& k" Q2 V9 e8 a. l+ {# S
3.4 沖裁面質(zhì)量, E# d" I( Y3 h4 S
沖裁面是精沖零件質(zhì)量高低的主要標志,。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,。2 e& y/ W- X1 P3 o7 h0 ], [$ A
' a: Z: L K4 l6 V- p/ K
圖5 沖裁面的表示方法
3 C7 F2 j; T' F/ v% Q3 Z' Y2 i6 a0 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,。0 T4 Z' E; d' X$ E
(1) 沖裁面粗糙度& b/ V# N+ _/ J# F5 ^
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),。
% t- f0 ~$ p* d8 |9 Z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,。
3 d+ |0 m5 J* ]/ R. e表2 沖裁面粗糙度
9 L- c _: I8 ^+ R粗糙度等級 1 2 3 4 5 6
" c1 u5 G4 v- s2 J CRa(μm) 0.2 0.4 0.6(0.8) 2.4 3.4 3.8(3.6)
" i3 Y" o4 H' G0 N ?代號 N4 N5 N6 N7 N8
! \3 [: `5 l' d. Q6 L7 k. T; C, \
% ~& r! V: E5 F0 k 圖6 沖裁面粗糙度與抗拉強度的關(guān)系8 r1 }, `0 \1 o5 T$ c( i& F
(2) 沖裁面完好率
! j, j! w8 F" | 精沖零件沖裁面完好率分為五個等級(見表3)。" M/ x8 f, E5 h5 |8 e+ Z$ h6 d( n2 g
沖裁面完好率
- _5 K! V1 K' u, b9 M* S, N$ @h l
& z! D* r, v' q" J. y6 ^100%S
& i& G/ y3 P: Z! g" ~100%S4 @/ {! ?" \( m/ g8 W! ^
90%S
0 _- ^7 F8 K1 u0 C |- E75%S
7 \& F! n; j* h. [7 e5 m% |50%S 100%S
- s% g- D" G* R5 s. O b. s0 q90%S
$ Q, l3 T8 a# Q9 L75%S n3 P- Y7 P/ J) ?: B) A5 ^1 a
--0 u7 M' z) q' M: R8 ^; t8 o$ R+ T
--3 B6 d" k7 l6 B9 b8 B; Q
(3) 沖裁面撕裂等級, K+ [) u" ]5 q5 s' k6 {
精沖零件沖裁面撕裂等級分為四個級別(見表4),。
+ a5 \/ L2 b. S0 P. J+ `???? 表4 沖裁面撕裂等級
' c6 q: ]( R5 A0 g" h" o$ l4 p2 ?E(mm) 級 別
( J$ E6 t0 D! b& E 0.3
( |' J% a. u+ h0.6' t, d$ e/ R8 F4 q1 N. G
14 `& O' t" A" S! R5 n4 x! b( z
2 1
: h- N6 n- m1 F: g: _! W2
: ]5 Z0 W' _+ D4 C. g3 F" k9 k, k5 ]
4
; a; J" m; s1 ?9 p: f(4) 沖裁面質(zhì)量的表示方法和意義% \* k6 X1 l2 l0 [# x" T/ r
如圖7所示為沖裁面質(zhì)量特征的表示方法和意義。
, i# r) D4 D5 [0 e8 g示例: 8 a1 T) k% l( H4 Z; |0 s
圖7 沖裁面長度表示實例
* ~1 v+ ?* i; t. w) k6 D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,。
/ W! K( E3 I, Y
$ p) G8 i. P% f7 P' T( I, P. R, {圖8 求塌角值tE和bE
1 \8 c! |$ j. Q# |- ^4 f4.精沖零件的塌角8 V: y" k6 o& \( |: Z+ f
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),。
) P: H4 O0 F+ D$ k' h! J( d" N* h 塌角的計算方法可參看圖8選取,。一般tE≈(5~10)S,bE≈(5~10)tE,。6 w" K6 ?: x5 s0 I% O! G
5.精沖零件的毛刺% Z# V: {, W& b4 G; s5 \2 G
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)。9 x. y& V7 R% w( i; v! d g7 W9 F/ B
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,。
0 p8 u# D; y& t) X' `- Y 根據(jù)VDI3345標準,當模具刃口鋒利時,,只產(chǎn)生薄毛刺,,e=0.01~0.08mm;當模具刃口變鈍時,,產(chǎn)生厚毛刺,,e=0.1~0.3mm(見圖9)。8 [$ K" W( N, g; e
% A: s2 M2 a: k2 u% G/ V& T$ H$ ^
圖9 精沖毛刺高度 |
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