精冲知识

[3][4] 第一讲精冲概述

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：

3、精冲工艺原理

3．1、普冲与精冲的区别

我们常说的精冲，不是一般意义上的精冲（如整修、光洁冲裁和高速冲裁等），而是强力压板精冲(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（三向力）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

表1为普冲和精冲二种不同工艺方法的特点。

技术特征普冲精冲

1.材料分离形式剪切变形(控制撕裂) 塑—剪变形(抑制撕裂)

2.工件品质

● 尺寸精度ISO11-13 ISO7-11

● 冲裁面粗糙度Ra(μm)Ra＞6.3 Ra 1.6～0.4

● 形位误差:

平面度大小(0.02mm/10mm)

不垂直度大小(单面0.0026mm/1mm) 塌角(20～35)%S (10～25)%S

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.凸模;

2.凹模;

3.内形凸模;

4.顶件器;

5.顶杆;

6.导板;

7.压板;

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

[3][4] 第二讲精冲零件

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/mm2

S2—中等的，适于精冲材料抗剪强度Ks=530N/mm2

S3—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C15（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，厚料比薄料零件平直；低强度材料比高强度材料平直；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。