精密冲裁工艺及精冲.ppt

第九节精密冲裁工艺及精冲模具设计简介


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)~ mm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


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。

(1)小间隙圆角刃口冲裁
(2)负间隙冲裁



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。



(1)圆角半径
为了保证零件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≥。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=


(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

(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。

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()
根据有关设计资料有
FP冲裁=Ltσbf1
FP压边=Lhσbf2
FP反压=SFP
式中系数f1=~,;L为剪切轮廓线长;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20-70 MPa,大面积时取大值,小面积、薄零件时取小值

(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,%~1%,而普通冲裁模的间隙约为料厚的5%~15%(甚至更大)。.
(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。