冷冲压工艺

第八章 冷冲压工艺

§8.1概述

冷冲压-常温下利用冲摸在压力机上对板料施加压力而获得制件的压力加工方法。（冷→ 常温）

引信常用件：纸垫、垫圈、火帽壳等。

优点：零件的精度高，互换性好；由于冷作硬化使零件强度提高；生产率高；材料利用率高；模具使用寿命长； 制件成本较低。（大批生产时）。

缺点：模具制造费用高、周期长，该法不适于小批量生产。

冷冲压分类：

分离工艺：剪裁、冲裁（工τ＞τ b → 分离）

变形工艺：弯曲、引伸 (s σ＜工σ＜b σ → 塑变)

引信的冷冲压件常采用复合工序法完成（冲裁、引伸一次完成）（图8-1）

图8—1

§8.2 冷冲压用材料

冷冲压件对材料的基本要求： ① 具有良好的塑性。

② 具有光洁平整无缺陷损伤的表面。 ③ 材料厚度的公差应符合国家标准。 引信冷冲压件的常用材料

黑金属：优质碳素结构钢≤50号 不锈钢

有色金属：铝 1L 3L 4L 5L 硬铝 11YL 12YL 紫铜 1T 2T 3T 黄铜 62H 68H 铅

§8.3 冲裁工艺

剪裁—在剪床上将板料剪成条状。

直口剪：精度 ↑ 斜口剪：省力、速度↑

剪裁是一个备料过程，为下一道工序服务。

冲裁—利用冲模使板料沿一定的封闭曲线分离为两部分的加工方法。 形式：落料（曲线内为制件）

冲孔（曲线外为制件）

模具：冲模、凹模。

一、冲裁的工作原理（旧图8-1）

1--模柄 2--凸模 3--凹模 4--下模座 5--条料

图8—2

冲裁时材料分离的三个阶段

① 弹性变形阶段（材料压缩和弯曲工σ＜s σ） ② 塑性变形阶段

工σ≥s σ → 材料纤维弯曲和拉伸

工σ=b σ → 上下刃口处材料形成微小裂纹

③ 剪裂阶段

上下裂纹扩展 → 上下裂纹重合（剪断）（旧图8-2）

图8—3

圆角带—塑变开始时形成（纤维弯曲） 光亮带—塑变过程中形成（研磨形成） 断裂带—最后剪裂时形成（撕裂形成） 二、冲裁件的质量分析 1．影响尺寸精度的因素 ① 模具制造精度。

模具精度 ↑ → 制件精度 ↑ ② 回弹现象。

较软材料回弹 ↓ → 制件精度↑ 硬料回弹 ↑ → 制件精度 ↓ ③ 材料的相对厚度t/D(D 冲裁件直径)

t/D ↑ → 弹性变形量 ↓ → 制件精度 ↑ ④ 冲裁间隙 （凸、凹模的间隙）

落料时：间隙大，材料除受剪外还有拉伸弹性变形，落料后，回弹严重，尺寸↓。 冲孔时间隙大→尺寸↑ 。 ∴要选择合理的间隙。

⑤ 制件的尺寸越小，形状越简单，制造精度 ↑

2．影响断面质量的因素（旧图8-3）

图8—4

影响断面质量的因素主要是冲裁间隙，间隙过大或过小，会使上、下裂纹不重合，导致断面出现较多的毛刺及其它疵病。

3．毛刺：间隙不合理出现毛刺。

刃口磨钝出现毛刺。

三、冲裁间隙

冲裁间隙—凸模与凹模间的双边间隙，记为S（旧图8-5）

S=D-d

D—凹模刃口尺寸

d—凸模刃口尺寸

图8—5

S除对尺寸精度、断面质量有影响外，还对冲裁力和模具的寿命有明显的影响。

所以S的选择是冲裁工艺中的一个重要工作，常用查表法确定。

查表时表中所列间隙是最小合理间隙。

∵凸、凹模在工作时逐渐磨损，间隙要逐步扩大，

∴制造新模具时，考虑模具有长的寿命，应采用最小合理间隙。

四、凸模和凹模的刃口尺寸设计

落料件尺寸接近凹模刃口尺寸。

冲孔件尺寸接近凸模刃口尺寸。

（确定尺寸时还要考虑：模具磨损在一定的范围内仍能使用）

1．圆形制件冲裁时凸、凹模刃口尺寸

①落料（先确定Da）

δ+

Da=(dmax-M)a

Da------凹刃口直径

Dmax----制件最大尺寸

M-------磨损余量（由冲裁件公差查表确定）

δ-----凹模制造公差

a

dt=(dmax-M-S)

δ-

t

dt------凸模刃口直径

S-------最小合理间隙

δ-----凸模制造公差

t

② 冲孔：（先定dt ）

dt=（Dmin+M ）t δ- Da=( Dmin+M+S)

a

δ+

Dmin —冲制孔的最小极限尺寸 2． 非圆形冲裁件刃口尺寸确定 ①落料：（以凹模为基准来配作凸模）（旧图8-7）

图8—6 a)凹模磨损后变大的尺寸。 Aa=(Amax-M)

a

δ+

t A =t S M A δ---)(max b)凹模磨损后变小的尺寸。 Ba=(Bmin+M)a

δ-

t B =t S M B δ--+)(min c)凹模磨损后没有变化的尺寸。 当制件尺寸标注为C

δ

+时：

Ca=(C+0.5δ)±δa 当制件标注为C δ-时

Ca=(C-0.5δ)±δa

当制件尺寸标注为C ±δ′时

C a=C±δa′

δ′—制件偏差

δa′=δ′/4

②冲孔（以凸模为基准件配作凹模） 五、精密冲裁工艺（旧图8-9）

1----齿圈压板

2----凸模 3—--条料 4—--凹模 5—--反顶压板

S P --主冲力 R P --齿圈压力 G P --反顶力

图8—7

特点：凸凹模带小圆角；V 型齿圈压板；反顶压板；变形区处于三向压应力状态。