精密冲裁工艺及精冲.ppt

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1、第九节精密冲裁工艺及精冲模具设计简介2．9．1精密冲裁概述1．精密冲裁的工作原理及过程尺寸精度高、冲裁面光洁、翘曲小且互换性基本要素:精冲机床、精冲模具、精冲材料、精冲工艺及精冲润滑普通冲裁和精冲两种工艺方法的区别(1)采用带齿圈的压板起强烈的压边作用，使之造成三向压应力状态，增加变形区及其邻域的静水压。(2)凹模(或凸模)刃尖处制造出0.02～0.2mm左右的小圆角，抑制剪裂纹的发生，限制断裂面的形成，有利于工件断面的挤光作用。(3)采用较小的间隙(甚至零间隙)，使变形区的拉应力尽量小，压应力

2、增大。(4)施加较大的反顶力，减小材料的弯曲，同时起到增加压应力的作用。精冲过程2.9.2精密冲裁的工艺方法1．整修将普通冲裁后的毛坯放在整修模中，进行一次或多次的整修加工，除去粗糙不平的冲裁断面和锥度，从而得到光滑平整的断面的方法。2．光洁冲裁(1)小间隙圆角刃口冲裁(2)负间隙冲裁3．往复冲裁4．对向凹模冲裁1．精冲件材料的工艺性精冲的材料必须具有良好的变形特性，以便在冲裁过程中不致发生撕裂现象。2.9.3精冲件的工艺性2.9.3精冲件的工艺性2．精冲件的结构工艺性(1)圆角半径为了保证零件

3、的质量和模具的寿命，要求零件避免有尖角太小的圆角半径(2)孔径、槽宽和壁厚精冲件的孔径d和槽宽b不能太小，否则也会影响模具寿命和零件质量(3)齿形精冲齿轮时若节圆上的齿厚小于料厚，则凸模上承受很高的压力。一般要求节圆齿厚s≥0.6t。当齿形合理、材料的精冲性能良好时，精冲最小齿厚可为材料的40％，即s=0.4t2.9.4精密冲裁模的设计要点1．设计要求和内容(1)模具结构必须满足精冲工艺要求，并能在工作状态下形成立体压应力体系。(2)模具具有较高的强度和刚度，导向精度良好。(3)认真考虑模具的润

4、滑、排气，并能可靠清除冲出的零件及废料。(4)模具结构简单、维修方便，具有良好的经济性2．精冲的排样和精冲力的计算(1)精冲排样设计①合理的材料利用率②足够的齿圈位置③稳定的废料栅(搭边)送料刚度④最佳的排样方法1)零件形状复杂的部分或光洁面要求较高的部分应尽可能放在送料侧2)如果零件光洁面部分要求少或到条料边缘的局部冲裁长度L小于5倍料厚，排料时可低于正常边距值。3)通常允许齿圈压痕重叠，但不能损伤冲裁面质量。2．精冲的排样和精冲力的计算⑤搭边计算由于精冲时压边圈上带有V形齿圈，故搭边、边距和

5、步距数值都较普通冲裁为大。影响它们的因素主要有：零件冲裁面质量、料厚及强度、零件形状、齿圈分布。搭边和边距数值一般为：零件与零件间搭边，零件与料边边距口．2．精冲的排样和精冲力的计算(2)精冲力由于精冲是在三向受力状态下进行冲裁的，其变形抗力比普通冲裁要大得多。保证精冲需要的工艺力，是实现精冲工艺的重要工艺参数。精冲总压力为FP∑=FP冲裁+FP压边+FP反压(2．9．1)根据有关设计资料有FP冲裁=Ltσbf1FP压边=Lhσbf2FP反压=SFP式中系数f1=0．6～0．9，常取0.9；L为

6、剪切轮廓线长；系数f2常取4；h为齿圈高度；SF为零件受压面积；p为零件的单位反压力，取20-70MPa，大面积时取大值，小面积、薄零件时取小值1．精冲模与普通冲模的结构比较(1)精冲模有凸出的齿形压边圈，材料在压边圈和凹模、反压板和凸模的压紧下实现冲裁，工艺要求压边力和反压力大大地大于卸料力的顶件力，以满足在变形区建立三向不均匀压应力状态的要求，因此精冲模受力比普通冲模大，刚性要求更高。(2)精冲模凸模和凹模之间的间隙小，大约是料厚的0．5％～1％，而普通冲裁模的间隙约为料厚的5％～15％(甚

7、至更大)。．(3)精冲模冲裁完毕模具开启时，反压板将零件从凹模内顶出，压边圈将废料从凸模上卸下，不另外需要顶件和卸料装置。(4)由于精冲模为上出件，模具无漏料孔，可使凸凹模和模座更加坚固。2．精冲模的结构(1)活动凸模式精冲模活动凸模式精冲模的优点是：维修简单，安装方便，适于冲裁力不大的中小零件。缺点是：在冲内孔多的零件时，凸模1的支承推板13强度不够。(2)固定凸模式精冲模优点是结构稳定，凸模的支承好。缺点是制造和调整麻烦，且需专用的结合环。(3)简易精冲模简易精冲模利用碟簧(见机械零件手册)

8、在机械作用下变形产生的轴向压缩力，对冲裁过程产生齿圈压力和顶件力2．9．6精冲模齿圈的设计1．齿圈的作用(1)固定被加工板料，避免材料受弯曲或拉伸。(2)抑制冲件以外的力。(3)压应力提高了被加工材料的塑性变形能力。(4)减少塌角。(5)兼退料作用。2．9．6精冲模齿圈的设计2．齿圈的分布(1)在塌角大的部分，V形齿圈应和刃口的形状相一致。(2)在塌角较小的部分，V形齿圈与刃口形状可以不一致(3)冲小孔时一般不需要V形齿圈；冲大孔时(直径在30～~40mm以上时)，建议在顶杆上加V形齿圈。(4)