精冲模工艺及技术介绍资料【精心整理】

精冲模工艺及技术介绍资料【精心整理】1、何谓精冲精冲—是精密冲裁的简称。

精冲是在普冲的基础上，发展起来的一种精密冲压加工工艺。

它虽然与普冲同属于分离工艺，但是包含有特殊工艺参数的加工方法。

由它生产的零件也具有不同的质量特征。

特别是在精冲与冷成型（如弯曲、拉深、翻边、镦挤、压沉孔、半冲孔和挤压等）加工工艺相结合后，精冲零件已有可能在许多领域（如汽车、摩托车、电子工业等），取代以前由普冲、机加工、锻造、铸造和粉末冶金加工的零件，因而发挥其巨大的技术优势和经济效益。

2、精冲分类各种不同的精冲方法，按其工艺方式，主要分类如下：二．精冲工艺设计基本方法：3、精冲工艺原理3.1 普冲与精冲的区别我们常说的精冲，指的是强力压板精冲(见图1)。

PR－齿圈力、PS－冲裁力、PG －反压力。

强力压板精冲的基本原理是在专用压力机上，借助特殊结构模具，在强力作用下，使材料产生塑性—剪切变形，从而得到优质精冲件。

3.2 精冲工艺特点3.3 模具工作原理精冲机是实现精冲工艺的专用设备。

如图2 所示，精冲时精冲机上有三种力（PS、PR、PG）作用于模具上。

冲裁开始前通过齿圈力PR，经剪切线外的导板（6），使V 形齿圈（8）压入材料并压紧在凹模上，从而在V 形齿圈的内面产生横向侧压力，以阻止材料在剪切区内撕裂和在剪切区外金属的横向流动。

同时反压力PG又在剪切线内由顶件器（4）将材料压紧在凸模上，并在压紧状态中，在冲裁力PS作用下进行冲裁。

剪切区内的金属处三向压应力状态，从而提高了材料的塑性。

此时，材料就沿着凹模刃口形状，呈纯剪切的形式冲裁零件。

冲裁结束后，PR 和PG压力释放，模具开启，由退料力PRA和顶件力PGA分别将零件和废料顶出。

并用压缩空气将其吹除。

1.凸凹模;2.凹模;3.冲孔凸模;4.顶件器;5.推杆;6.导板;7.顶杆;8.齿圈;9.精冲材料; 10.精冲零件; 11.内形废料;PS—冲裁力; PR—齿圈力; PG—反压力;PRA—卸料力; PGA—顶件力; SP—冲裁间隙3.4、精冲工作过程（见图3）a）模具开启，送入材料；b）模具闭合，在刃口（冲裁线）内外的材料利用齿圈力和反压力压紧；c）用冲裁力PS 冲裁材料，压紧力PR和PG全过程有效压紧；d）滑块行程结束，冲件在凹模内，内孔废料冲入落料凸模中；e）齿圈力PR 和反压力PG卸除，模具开启；f）在施加齿圈力的位置，此时作用为：顶出内孔废料和卸除冲压搭边的卸料力PRA；g）在施加反压力的位置，此时作用为：从凹模中顶冲件的顶件力PGA。

材料开始送进；h）吹卸或清除精冲件和内孔废料。

材料送进完成。

PR—齿圈力PG—反压力PS—冲裁力PRA—卸料力PGA—顶件力1—压板2—凹模3—冲裁（落料）凸模4—顶件器5—精冲材料6—精冲零件7—冲内孔废料精冲零件1.精冲零件的工艺性精冲零件的工艺性，主要指保证零件的技术和使用要求，并在一定的批生产条件下，在制造上应最简单、最经济。

而影响它的主要因素有：（1）零件结构的工艺性；（2）零件尺寸公差和形位公差；（3）材料性能和厚度；（4）冲裁面质量；（5）模具设计、制造质量及寿命；（6）精冲机的选择等。

精冲零件结构的工艺性，是指构成零件几何形状的结构单元，它包括：最小圆角半径、孔径、壁厚、环宽、槽宽、冲齿模数等的确定尤为重要。

图1 所示，可供选择精冲零件结构参数的极限值。

它们都小于普冲零件。

这是由精冲原理决定的。

然而，合理的零件结构参数，有利于提高产品质量，降低生产成本。

2.精冲零件的难度等级根据零件几何形状及其结构单元，在图1 各图中划分为S1、S2和S3三级。

S1—简单的，适于精冲材料抗剪强度Ks=700N/mm2S2—中等的，适于精冲材料抗剪强度Ks=530N/mm2S3—复杂的，适于精冲材料抗剪强度Ks=430N/mm2在S3 以下的范围，不适宜精冲，或者要采用特别措施。

使用S3的范围时，其条件是冲裁元件要用高速钢制造，且精冲材料抗拉强度δb≤600 N/mm2（抗剪强度Ks≤430N/mm2）。

例：图1 中开关凸轮，材料为Cr15（球化），Ks=420N/mm2，确定其难度等级。

·孔径d＝4.1mm S1·搭边b＝3.5mm S3·齿模数m＝2.25mm S2·圆角半径Ra＝0.75mm S1/S2此零件最大难度是搭边b，故总难度为S3，可以精冲。

3.精冲零件的技术要求3.1 尺寸公差精冲零件的尺寸公差，取决于：零件形状、模具制造质量、材料厚度及性能、润滑剂和压力机调整等因素。

可由表1 中选取。

3.2 平面度公差精冲零件的平面度是指零件平面的挠度（见图2），其值为：f＝h－s由于精冲材料是在压紧状态下进行的，故精冲件具有较好的平面度。

而这种平面度随零件尺寸、形状、材料厚度及机械性能等不同而有所差别。

一般来说，1）、厚料比薄料零件平直；2）、低强度材料比高强度材料平直；3）、压边力大比压边力小的平直。

在凸模侧的材料表面总是中凹的，凹模侧总是中凸的。

但如果零件还需要压印、压痕、切口、弯形等工序或用连续模冲裁，由于在零件上产生局部的变形或冲裁方向不同，致使平面度有较大的波动范围。

但无论如何，精冲件总是要比普通冲压件的平面度好的多。

图3 是在100mm 距离上测定的一般直线度。

图1 精冲零件几何单元及难度等级A—孔径；B—槽宽、搭边；C—齿模数；D—圆角半径。

3.3 垂直度公差精冲零件的冲裁面与基面成一定的角度公差（倒锥），谓之不垂直度。

它与料厚及其性能、冲裁刃口状态、模具刚度、压力机的调整等有关。

一般料厚为1mm 时，不垂直度为0.0026mm，若料厚为10mm，则毛刺侧比塌角大0.052mm。

图4 为料厚与不垂直度的关系。

图2 零件平面图3.4 冲裁面质量冲裁面是精冲零件质量高低的主要标志。

它与材料种类、性能、金相组织、模具质量和刃口状况、润滑剂及压力机调整等因素有关。

冲裁面的结构组成包括：光洁面、撕裂面、塌角面和毛刺面。

冲裁面状况的表示方法和意义如图5 所示，其质量特征表现为三个方面。

图5 冲裁面的表示方法图中：S—材料厚度；h—断裂时，最小光洁面部分占材料厚度S 的百分比（%）；l—鱼鳞状断裂时，最小光洁面部分占材料厚度S 的百分比（%）；b—最大允许的鱼鳞状断裂宽度，b 的总和不大于相关轮廓的10%；t—允许的断裂深度为1.5%S；e—毛刺高度（mm）；c—塌角宽度为30%S（最大）；d—塌角深度为20%S（最大）（齿形件时为30%S）；E—撕裂带的最大宽度。

（1）冲裁面粗糙度冲裁面的光洁程度，在冲裁方向和沿周边便于不同位置是有差别的。

即塌角侧优于毛刺侧。

冲裁面的粗糙度用算术平均值aR 表示。

其值一般Ra＝0.2～3.6，共分为六个等级（见表2），测量方向——垂直于冲裁方向；测量位置——在冲裁面的中部（见图6a）。

冲裁面的粗糙度与材料抗拉强度的关系如图6b 所示。

图6 冲裁面粗糙度与抗拉强度的关系（2）冲裁面完好率精冲零件冲裁面完好率分为五个等级（见表3）。

（3）冲裁面撕裂等级精冲零件冲裁面撕裂等级分为四个级别（见表4）。

（4）冲裁面质量的表示方法和意义如图7 所示为冲裁面质量特征的表示方法和意义。

图7 冲裁面长度表示实例例中，冲裁面粗糙度Ra＝2.4μm；完好率h＝90%S；l＝75%S；撕裂级别为2。

图8 求塌角值tE 和bE4.精冲零件的塌角塌角系指精冲零件内、外廓平面与光洁面交界处的不规则外凸曲线的下陷塑性变形（见图8）。

塌角的大小与料厚、材质、零件形状、反压力及齿圈高度等有关。

塌角的计算方法可参看图8 选取。

一般tE≈（5～10）S，bE≈（5～10）tE。

5.精冲零件的毛刺毛刺系指精冲零件冲裁面端部上的不规则突起。

其大小与材料种类、间隙、模具刃口状况、凸模进入凹模深度及冲裁次数等有关。

精冲时产生的毛刺，不是切削毛刺而是挤压毛刺。

判断毛刺的大小，不仅是毛刺高度，而且还有毛刺根部的厚度。

根据VDI3345 标准，当模具刃口锋利时，只产生薄毛刺，e＝0.01～0.08mm；当模具刃口变钝时，产生厚毛刺，e＝0.1～0.3mm（见图9）。

图9 精冲毛刺高度设计原则精冲工艺设计的基小原则为：(1)确保产品质量和功能要求。

(2)尽可能用先进工艺技术和新技术成果。

(3)根据生产条件确定批量，选择生产效率较高的。

(4)缩短生产周期，降低生产成小。

(5)注意安全生产及环境保护。

2．设计依据工艺设计过程中，注意参考依据由：(1)根据产品图，分析零件的功能、结构参数和技术条件。

(2)根据产品总装，了解零件的交接状态和协调要求。

(3)根据产品总产量和批量以及能提供的物质和技术条件。

(4)根据产品生产准备周期和生产周期，做好时问、设备、人员、装嵛、协作和效率等多项安排。

(5)根据多种经济和技术标准(资料) ，做好产品工艺成本核算。

3．设计内容1) 分析精冲零件：(1)零件结构的工艺性：(2)零件精度的合理性：(3)零件冲裁面的特性：(4)零件材料的精冲性：(5)零件技术准备的协调。

2) 制定最佳工艺方案：(1)根据精冲零件图，进行一系列工艺计算，包括排样与搭边、压力中心、精冲力。

(2)绘制工艺排料图。

(3)提出初步工艺方案，包括工艺品质、工序数量、工步顺序、工序组合。

(4)选择最佳工艺方案。

3) 设计精冲模：根据最佳工艺办案，进行精冲模设汁：(1)选择精冲模种类及结构型式；(2)排样及工艺计算(压力中心、冲压力及其他参数) ：(3)绘制模具总图及丁作部分原理图；(4)确定模具材料及热处理硬度；(5)确定凸、凹模涂层(TiN或TiCN) ；(6)注明模具零部件技术条件。

4) 选择适合的精冲机：根据精冲工序性质、精冲、变形功、模具结构型式、闭合高度、轮廓尺寸及生产批量等因素，合理选择精冲机：类型及吨位；产能及负荷能力；使用要求；附属装置。

5) 编制工艺文件。

三．精冲工艺常见应用：精冲工艺技术的发展，使其进入了各个工业领域，得到广泛的应用。

对于要求最小尺寸公差、具有最小粗糙度的功能零件，可以广泛使用精冲零件。

而对于有视觉要求的、很精细的表面零件，也可使用精冲零件。

现今，精冲件的生产品种、尺寸形状、材料厚度和力学性能都有很大的提高。

而且为了适应市场需求，生产的均衡性、质量可靠性和加工经济性更加突出。

汽车工业是精冲技术推广应用的重中之重，一辆轿车精冲零件拥有量为40～200件，它占轿车冲压件的60～70%，如下图所示：内容来源网络，由深圳机械展收集整理！更多精密冲压技术展览展示，就在深圳机械展！。