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冲裁工序工艺分析
( S5 Q; G3 {& r( ]1) 冲裁变形的特点及应力分析
U# f/ L6 _" @6 u* z8 n8 f① 弹性变形阶段 ② 塑性变形阶段 ③ 断裂阶段9 \6 a. s/ P" e' f, U
2) 冲裁件的质量:. w, o7 { y' F2 v) Z1 f- `
① 蹋角带
2 u2 H, A- m- ^1 X P b0 A+ s, A6 k② 光亮带:表面光滑,断面质量最好。& O# Z' ~- n3 }' U
③ 剪裂带:表面粗糙,略带斜度。
8 ]) l8 b [3 F, m+ e0 v" {④ 毛刺:微裂纹出现时产生,冲头继续下行时被拉长。
& S6 p0 `/ u/ X8 ^$ |" N) p. W3)影响因素:! {& J$ G. d$ b+ d# i3 @7 w: P" V
① 被冲材料;② 凸、凹模间隙z
+ B2 k* ~, S$ M+ X+ I+ R此外,还与材料厚度、刃口锋利程度、模具结构等因素有关,其中z的影响尤为严重。3 p/ o! |+ I4 C& N! ^; g& S; X9 h
4)模具间隙
8 H6 U3 A2 J1 O模具间隙大小直接影响冲裁件的质量、冲裁力的大小和模具寿命。间隙合适时,上下裂纹自然汇合,冲裁件断口表面平整、毛刺小,光亮带约为厚度的1/3左右,且冲裁力小;间隙过大时,材料的弯曲拉伸变形增大导致制件拱弯,上下裂纹不重合,致使断口光亮带变窄,圆角和剪裂带斜度增大,毛刺大而厚,很难去除;间隙过小时,上下裂纹也不重合,因产生二次剪切而形成两个光亮带,断口较光洁,但端面出现挤长的薄毛刺,而且模具刃口极易磨损钝化,降低模具寿命。所以,合理选取模具间隙是致关重要的。
8 }% v7 u8 D7 o3 K; w0 X1 X3 f通常,在冲裁软钢、铝合金、铜合金等材料时,模具间隙取板厚的6%~8%左右;冲裁硬钢等材料时,间隙取板厚的8%~12%左右;厚板或精度较低的冲裁件间隙还可适当增大。8 }6 z' Y/ y4 k9 q$ _
动画5 模具间隙过小
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8 @0 G; i, ^$ z" M$ R( w" t; X, K& x动画6 模具间隙过大2 b: b. e" j' w+ @: t. i$ m
) C d! ^! f0 P7 G& j! C# I 动画7 模具间隙适中
4 k, N% q, I! R1 u9 W' V9 C' x; ]( i' ?- N* `) Y
5)凸模、凹模刃口尺寸确定
% Y# q9 ?8 P D6 v2 Z由冲裁过程可知,落料件的尺寸是由凹模刃口尺寸决定的,冲孔件的尺寸则是由冲孔凸模尺寸决定的。
/ h5 a% Q# T! [5 U) Q) c1 v0 ]考虑到模具磨损后将使凹模尺寸变大、凸模尺寸变小,因此,凸模、凹模尺寸确定的原则为:落料时,以落料凹模为设计基准,凹模刃口的基本尺寸接近于落料件的最小极限尺寸,凸模比凹模缩小一个最小间隙值;冲孔时,以冲孔凸模为设计基准,凸模刃口的基本尺寸接近于冲孔件的最大极限尺寸,凹模比凸模放大一个最小间隙值。
8 Q& J6 f6 F8 q2 e" o- V5 Z具体计算公式如下:" E! F `! T. q; @+ C! [% J
; a8 l8 J! V3 |+ A
落料时:
% Z& J' M# m3 k! z: M1 o0 k1 ~* \
冲孔时:3 N! c# e- m" y3 e3 d, G
式中:D凹、D凸——落料凹模、凸模基本尺寸;
K! [; q, x& E- ~8 ]d凸、d凹——冲孔凸模、凹模基本尺寸;
: k" Z7 i* F7 G/ cDmax ——落料件的最大极限尺寸;
6 g$ N9 h. t ]1 E/ ?dmin ——冲孔件的最小极限尺寸;
+ E+ M, _7 ~& e8 `" m% I△ ——冲裁件的公差;
# v/ @% X o; X" W( m) ?9 px ——磨损系数,与冲裁件的精度有关
A r) {7 S% L) E* H6) 冲裁力的计算! k- }0 Q8 k" |/ B( u
冲裁时材料对凸模的最大抗力称为冲裁力,它是选用冲床吨位和校核模具强度的重要依据。平刃冲模的冲裁力按下式计算:
) c1 M) ]# o& m, B! X0 q; w. uF= KLtt
- N! v: `+ g1 U5 s6 v$ d式中F-冲裁力(N);. |. Z% p5 {; V
L-冲裁轮廓线长度(mm);
4 g: C3 ^: i* J& x2 E8 N J/ H" gt-板料厚度(mm);7 }* {0 o( m" u/ Q
t-材料的抗剪强度(MPa);" ~+ F- V) c7 ~" }
K-系数,与模具间隙、刃口钝化、板料性能与厚度等有关,一般取K=1.3 |
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