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冲裁工序工艺分析
: d" F. V+ k* i1) 冲裁变形的特点及应力分析# @9 ^$ b1 B+ M# k; ^. A% y
① 弹性变形阶段 ② 塑性变形阶段 ③ 断裂阶段1 ~8 ~" L5 F& Z5 u# w0 k3 g5 b
2) 冲裁件的质量:! D( ^, W. P* Y
① 蹋角带- [6 o, O, h/ `. O" n% d; P+ a
② 光亮带:表面光滑,断面质量最好。5 b) d5 I) E( X# d
③ 剪裂带:表面粗糙,略带斜度。" H0 n" J% n( j+ y. f
④ 毛刺:微裂纹出现时产生,冲头继续下行时被拉长。
* `1 \. F. o* t" t3)影响因素:1 s: o V; b2 E
① 被冲材料;② 凸、凹模间隙z1 E# d3 ~" n# f9 ~
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。' X0 t% J+ v6 u0 Q
4)模具间隙3 M3 z. {9 b# q5 n3 I
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。
: O. v8 W$ z$ k6 N$ j. G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。. P4 q5 O2 i' K& d" Q
动画5 模具间隙过小; w, K& g; V: l7 n0 A
8 ~8 Z/ _' r, R2 _7 ]- h3 A0 Q
动画6 模具间隙过大
l4 q) a& |" \7 o7 F3 g, m4 J0 b5 o
动画7 模具间隙适中
% p8 }/ ]/ l1 W7 Y7 @% l% ~, |, Z K$ |& n
5)凸模、凹模刃口尺寸确定 2 N0 H, l5 i" f
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。
( e: E. u/ B0 o/ O% [) d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。0 v1 Q# R+ ?; d! v: `
具体计算公式如下:
. ~) v; ~0 N0 F) R' o/ n 5 i) r; D; g( P4 G `/ Q# e1 x
落料时:
# T1 E1 V- f$ G- E& k8 \6 ~ C' x# O+ M* E1 J
冲孔时:
* i% O& N5 j. R3 M式中:D凹、D凸——落料凹模、凸模基本尺寸;2 i0 H4 H: N N w8 {2 N1 S
d凸、d凹——冲孔凸模、凹模基本尺寸;
7 M2 O% @/ K& r$ ?8 C9 i6 tDmax ——落料件的最大极限尺寸;4 x: ?3 k& I* \
dmin ——冲孔件的最小极限尺寸;! C* K5 _' q: w* |( J' u
△ ——冲裁件的公差;9 y8 O( @2 J* O6 G. F' i0 @4 ~5 k
x ——磨损系数,与冲裁件的精度有关
: i5 W& E; k' H1 y Q4 e6) 冲裁力的计算
" m, G- i- \, m5 N! Q, n5 J( A9 H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:* w2 ^9 H" g# Z
F= KLtt
" _: k1 e; ^4 j* b5 l式中F-冲裁力(N);, `( D Q8 j6 g1 \+ B7 d
L-冲裁轮廓线长度(mm);
; C* f* V2 L1 u/ }1 K1 h+ b& n& @t-板料厚度(mm); P+ \; X- f, L* ] _
t-材料的抗剪强度(MPa);$ v2 d1 T+ Z7 D* R2 G \) \: p
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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