精密冲裁工艺及精冲模具设计简介
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
度；SF为零件受压面积；p为零件的单位反压力，取20-70 MPa，大面积时取大 值，小面积、薄零件时取小值
1．精冲模与普通冲模的结构比较
(1)精冲模有凸出的齿形压边圈，材料在压边圈和凹模、反压板 和凸模的压紧下实现冲裁，工艺要求压边力和反压力大大地 大于卸料力的顶件力，以满足在变形区建立三向不均匀压应 力状态的要求，因此精冲模受力比普通冲模大，刚性要求更 高。
(3)冲小孔时一般不需要V形齿圈；冲大孔时(直径在30 ～~40 mm以上时)，建议在顶杆上加V形齿圈。
(4)如果料厚t<3 mm时，可使用平面压板。如果料厚 t≤4．5 mm，可在压板或凹模面上使用一个单齿圈 ；如t>4．5mm，或材料强度高(σb≥800 MPa)，或者 对于齿轮和带锐角的零件，通常使用两个v形齿圈， 一个做在齿圈压板上，另一个做在凹模上，即双齿
2．精冲的排样和精冲力的计算
⑤搭边计算 由于精冲时压边圈上带有V形齿圈，故搭边
、边距和步距数值都较普通冲裁为大。影响 它们的因素主要有：零件冲裁面质量、料厚 及强度、零件形状、齿圈分布。 搭边和边距数值一般为：零件与零件间搭边，
a 2t 零件与料边边距口．a1 1.5t
2．精冲的排样和精冲力的计算
1．整修 将普通冲裁后的毛坯放在整修模中，进行一次或多
次的整修加工，除去粗糙不平的冲裁断面和锥度，从 而得到光滑平整的断面的方法。 2．光洁冲裁 (1)小间隙圆角刃口冲裁 (2)负间隙冲裁 3．往复冲裁 4．对向凹模冲裁
2.9.3精冲件的工艺性
1．精冲件材料的工艺性 精冲的材料必须具有良好的变形特
2．9．6精冲模齿圈的设计
1．齿圈的作用 (1)固定被加工板料，避免材料受弯曲或拉伸。 (2)抑制冲件以外的力。 (3)压应力提高了被加工材料的塑性变形能力。 (4)减少塌角。 (5)兼退料作用。
2．9．6精冲模齿圈的设计
2．齿圈的分布 (1)在塌角大的部分，V形齿圈应和刃口的形状相一致
。
(2)在塌角较小的部分，V形齿圈与刃口形状可以不一 致
(2)精冲力
由于精冲是在三向受力状态下进行冲裁的，其变形抗力比普通冲裁要大得多。保
证精冲需要的工艺力，是实现精冲工艺的重要工艺参数。精冲总压力为
FP∑=FP冲裁+FP压边+FP反压 根据有关设计资料有
(2．9．1)
FP冲裁=Ltσbf1 FP压边=Lhσbf2
FP反压=SFP 式中系数f1=0．6～0．9，常取0.9；L为剪切轮廓线长；系数f2常取4；h为齿圈高
(2)精冲模凸模和凹模之间的间隙小，大约是料厚的0．5％～1 ％，而普通冲裁模的间隙约为料厚的5％～15％(甚至更大)。 ．
(3)精冲模冲裁完毕模具开启时，反压板将零件从凹模内顶出， 压边圈将废料从凸模上卸下，不另外需要顶件和卸料装置。
(4)由于精冲模为上出件，模具无漏料孔，可使凸凹模和模座更 加坚固。
(2)凹模(或凸模)刃尖处制造出0.02～0.2 mm左右的小 圆角，抑制剪裂纹的发生，限制断裂面的形成，有利 于工件断面的挤光作用。
(3)采用较小的间隙(甚至零间隙)，使变形区的拉应力 尽量小，压应力增大。
(4)施加较大的反顶力，减小材料的弯曲，同时起到增 加压应力的作用。
精冲过程
2.9.2精密冲裁的工艺方法
第九节精密冲裁工艺及精冲模具设计简介
2．9．1精密冲裁概述
1．精密冲裁的工作原理及过程 尺寸精度高、冲裁面光洁、翘曲小且互换性 基本要素:精冲机床、精冲模具、精冲材料、精冲工
艺及精冲润滑
普通冲裁和精冲两种工艺方法的区别
(1)采用带齿圈的压板起强烈的压边作用，使之造成三 向压应力状态，增加变形区及其邻域的静水压。
(1)精冲排样设计 ①合理的材料利用率 ②足够的齿圈位置 ③稳定的废料栅(搭边)送料刚度 ④最佳的排样方法 1)零件形状复杂的部分或光洁面要求较高的部分应尽可
能放在送料侧 2)如果零件光洁面部分要求少或到条料边缘的局部冲裁
长度L小于5倍料厚，排料时可低于正常边距值。 3)通常允许齿圈压痕重叠，但不能损伤冲裁面质量。
2.9.4Βιβλιοθήκη Baidu密冲裁模的设计要点
1．设计要求和内容
(1)模具结构必须满足精冲工艺要求，并能在工作状 态下形成立体压应力体系。
(2)模具具有较高的强度和刚度，导向精度良好。 (3)认真考虑模具的润滑、排气，并能可靠清除冲出 的零件及废料。 (4)模具结构简单、维修方便，具有良好的经济性
2．精冲的排样和精冲力的计算
齿圈位置等因素有关。h=Kt t为料厚，K系数 ，由图2．9．23选取 4．齿圈的尺寸 V形齿圈已标准化
2．9．6精冲模齿圈的设计
4．齿圈的尺寸（续） ①根据Feintool资料,当t=4.5mm，而仅在压板或凹
模上使用齿圈时，其值可由表2.9.4选取；当 t>4.5mm，而在压板和凹模上同时使用齿圈时，其 值可由表2.9.5选取。 ②根据Schmid资料，如图2.9.25所示，当t≤4mm时 ，使用单面齿圈；当t>4mm时，使用双面齿圈。其 值由表2.9.6选取。
2．9．6精冲模齿圈的设计
3．齿圈的结构
(1)齿圈的形式“ 精冲齿圈常用三角形凸起，也可使用台阶形和圆锥形(截面斜角
为45`～20)压板来压边
图2．9．22齿圈形式 a)V形环;b)台阶形；c)圆锥形
2．9．6精冲模齿圈的设计
(2)齿形参数 ①齿形角度α和β ②齿圈高度h,齿圈高度h与材料厚度、机械性能和
性，以便在冲裁过程中不致发生撕裂现 象。
2.9.3精冲件的工艺性
2．精冲件的结构工艺性 (1)圆角半径 为了保证零件的质量和模具的寿命，要求零件避免有尖角太小 的圆角半径 (2)孔径、槽宽和壁厚
精冲件的孔径d和槽宽b不能太小，否则也会影响模具寿命和 零件质量 (3)齿形 精冲齿轮时若节圆上的齿厚小于料厚，则凸模上承受很高的压 力。一般要求节圆齿厚s≥0.6t。当齿形合理、材料的精冲性能良 好时，精冲最小齿厚可为材料的40％，即s=0.4t
2．精冲模的结构
(1)活动凸模式精冲模 活动凸模式精冲模的优点是：维修简单，安装方便
，适于冲裁力不大的中小零件。缺点是：在冲内孔多 的零件时，凸模1的支承推板13强度不够。 (2)固定凸模式精冲模
优点是结构稳定，凸模的支承好。缺点是制造和调 整麻烦，且需专用的结合环。 (3)简易精冲模 简易精冲模利用碟簧(见机械零件手册)在机械作用下 变形产生的轴向压缩力，对冲裁过程产生齿圈压力和 顶件力
1．精冲模与普通冲模的结构比较
(1)精冲模有凸出的齿形压边圈，材料在压边圈和凹模、反压板 和凸模的压紧下实现冲裁，工艺要求压边力和反压力大大地 大于卸料力的顶件力，以满足在变形区建立三向不均匀压应 力状态的要求，因此精冲模受力比普通冲模大，刚性要求更 高。
(3)冲小孔时一般不需要V形齿圈；冲大孔时(直径在30 ～~40 mm以上时)，建议在顶杆上加V形齿圈。
(4)如果料厚t<3 mm时，可使用平面压板。如果料厚 t≤4．5 mm，可在压板或凹模面上使用一个单齿圈 ；如t>4．5mm，或材料强度高(σb≥800 MPa)，或者 对于齿轮和带锐角的零件，通常使用两个v形齿圈， 一个做在齿圈压板上，另一个做在凹模上，即双齿
2．精冲的排样和精冲力的计算
⑤搭边计算 由于精冲时压边圈上带有V形齿圈，故搭边
、边距和步距数值都较普通冲裁为大。影响 它们的因素主要有：零件冲裁面质量、料厚 及强度、零件形状、齿圈分布。 搭边和边距数值一般为：零件与零件间搭边，
a 2t 零件与料边边距口．a1 1.5t
2．精冲的排样和精冲力的计算
1．整修 将普通冲裁后的毛坯放在整修模中，进行一次或多
次的整修加工，除去粗糙不平的冲裁断面和锥度，从 而得到光滑平整的断面的方法。 2．光洁冲裁 (1)小间隙圆角刃口冲裁 (2)负间隙冲裁 3．往复冲裁 4．对向凹模冲裁
2.9.3精冲件的工艺性
1．精冲件材料的工艺性 精冲的材料必须具有良好的变形特
2．9．6精冲模齿圈的设计
1．齿圈的作用 (1)固定被加工板料，避免材料受弯曲或拉伸。 (2)抑制冲件以外的力。 (3)压应力提高了被加工材料的塑性变形能力。 (4)减少塌角。 (5)兼退料作用。
2．9．6精冲模齿圈的设计
2．齿圈的分布 (1)在塌角大的部分，V形齿圈应和刃口的形状相一致
。
(2)在塌角较小的部分，V形齿圈与刃口形状可以不一 致
(2)精冲力
由于精冲是在三向受力状态下进行冲裁的，其变形抗力比普通冲裁要大得多。保
证精冲需要的工艺力，是实现精冲工艺的重要工艺参数。精冲总压力为
FP∑=FP冲裁+FP压边+FP反压 根据有关设计资料有
(2．9．1)
FP冲裁=Ltσbf1 FP压边=Lhσbf2
FP反压=SFP 式中系数f1=0．6～0．9，常取0.9；L为剪切轮廓线长；系数f2常取4；h为齿圈高
(2)精冲模凸模和凹模之间的间隙小，大约是料厚的0．5％～1 ％，而普通冲裁模的间隙约为料厚的5％～15％(甚至更大)。 ．
(3)精冲模冲裁完毕模具开启时，反压板将零件从凹模内顶出， 压边圈将废料从凸模上卸下，不另外需要顶件和卸料装置。
(4)由于精冲模为上出件，模具无漏料孔，可使凸凹模和模座更 加坚固。
(2)凹模(或凸模)刃尖处制造出0.02～0.2 mm左右的小 圆角，抑制剪裂纹的发生，限制断裂面的形成，有利 于工件断面的挤光作用。
(3)采用较小的间隙(甚至零间隙)，使变形区的拉应力 尽量小，压应力增大。
(4)施加较大的反顶力，减小材料的弯曲，同时起到增 加压应力的作用。
精冲过程
2.9.2精密冲裁的工艺方法
第九节精密冲裁工艺及精冲模具设计简介
2．9．1精密冲裁概述
1．精密冲裁的工作原理及过程 尺寸精度高、冲裁面光洁、翘曲小且互换性 基本要素:精冲机床、精冲模具、精冲材料、精冲工
艺及精冲润滑
普通冲裁和精冲两种工艺方法的区别
(1)采用带齿圈的压板起强烈的压边作用，使之造成三 向压应力状态，增加变形区及其邻域的静水压。
(1)精冲排样设计 ①合理的材料利用率 ②足够的齿圈位置 ③稳定的废料栅(搭边)送料刚度 ④最佳的排样方法 1)零件形状复杂的部分或光洁面要求较高的部分应尽可
能放在送料侧 2)如果零件光洁面部分要求少或到条料边缘的局部冲裁
长度L小于5倍料厚，排料时可低于正常边距值。 3)通常允许齿圈压痕重叠，但不能损伤冲裁面质量。
2.9.4Βιβλιοθήκη Baidu密冲裁模的设计要点
1．设计要求和内容
(1)模具结构必须满足精冲工艺要求，并能在工作状 态下形成立体压应力体系。
(2)模具具有较高的强度和刚度，导向精度良好。 (3)认真考虑模具的润滑、排气，并能可靠清除冲出 的零件及废料。 (4)模具结构简单、维修方便，具有良好的经济性
2．精冲的排样和精冲力的计算
齿圈位置等因素有关。h=Kt t为料厚，K系数 ，由图2．9．23选取 4．齿圈的尺寸 V形齿圈已标准化
2．9．6精冲模齿圈的设计
4．齿圈的尺寸（续） ①根据Feintool资料,当t=4.5mm，而仅在压板或凹
模上使用齿圈时，其值可由表2.9.4选取；当 t>4.5mm，而在压板和凹模上同时使用齿圈时，其 值可由表2.9.5选取。 ②根据Schmid资料，如图2.9.25所示，当t≤4mm时 ，使用单面齿圈；当t>4mm时，使用双面齿圈。其 值由表2.9.6选取。
2．9．6精冲模齿圈的设计
3．齿圈的结构
(1)齿圈的形式“ 精冲齿圈常用三角形凸起，也可使用台阶形和圆锥形(截面斜角
为45`～20)压板来压边
图2．9．22齿圈形式 a)V形环;b)台阶形；c)圆锥形
2．9．6精冲模齿圈的设计
(2)齿形参数 ①齿形角度α和β ②齿圈高度h,齿圈高度h与材料厚度、机械性能和
性，以便在冲裁过程中不致发生撕裂现 象。
2.9.3精冲件的工艺性
2．精冲件的结构工艺性 (1)圆角半径 为了保证零件的质量和模具的寿命，要求零件避免有尖角太小 的圆角半径 (2)孔径、槽宽和壁厚
精冲件的孔径d和槽宽b不能太小，否则也会影响模具寿命和 零件质量 (3)齿形 精冲齿轮时若节圆上的齿厚小于料厚，则凸模上承受很高的压 力。一般要求节圆齿厚s≥0.6t。当齿形合理、材料的精冲性能良 好时，精冲最小齿厚可为材料的40％，即s=0.4t
2．精冲模的结构
(1)活动凸模式精冲模 活动凸模式精冲模的优点是：维修简单，安装方便
，适于冲裁力不大的中小零件。缺点是：在冲内孔多 的零件时，凸模1的支承推板13强度不够。 (2)固定凸模式精冲模
优点是结构稳定，凸模的支承好。缺点是制造和调 整麻烦，且需专用的结合环。 (3)简易精冲模 简易精冲模利用碟簧(见机械零件手册)在机械作用下 变形产生的轴向压缩力，对冲裁过程产生齿圈压力和 顶件力