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冲压模具冲裁间隙对冲压件质量的影响
一、冲裁间隙的概念
冲裁间隙指凸模刃口与凹模刃口之间的间隙。正常:上下微裂纹重合。有单边间隙与双边间隙之分。
二、冲裁间隙对冲压的影响
1、间隙对断面质量的影响
正常:上下裂纹重合,光亮带大,塌角、毛刺、锥度小,表面平整;
过大:上下裂纹不重合,撕裂拉断,断面粗、光亮带小、塌角、刺锥度大;
过小:上下裂纹不重合,发生二次剪切,形成第二光亮带,毛刺大;
不均:间隙小的一边出现小质量断面特征,间隙大的一边出现大间隙断面质量特征。冲压模具间隙对尺寸精度的影响
由于弹性变形的存在,冲裁结束后出现弹性恢复,使尺寸与凸凹模刃口尺寸产生尺寸偏差,而弹性变形大小与冲裁间隙有直接的关系。
间隙变化 冲孔落料
间隙增大 金属受向内拉程度增大弹性回复使工件尺寸增大(孔尺寸) 金属的拉伸度增大,弹性回复工件尺寸减小(下工件尺寸)。
间隙变小 金属受压程度增大,孔尺寸减小 金属受内压程度增大,工件尺寸增大。
3、冲压模具间隙对冲裁力的影响
冲裁间隙对冲裁力的影晌规律是间隙越小,变形区内压应力成分趟大,拉应力成分越小,材料变形抗力增加,冲裁力就越大。反之,间隙越大,变形区内拉应力成分就越大,变形抗力降低,冲裁力就小。间隙达材料厚的5%-20%时,冲裁力下降不明显。当单边间隙z增大到材料厚度的15%-20%时,卸料力为0。
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冲床配上冲压模具适合于落料模具、冲孔模具、成形模具、弯曲模具、浅拉伸模具等多种冷冲压工艺的实现,应用领域广泛冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备,是技术密集型产品。冲压件的质量、生产效率以及生产成本等,与模具设计和制造有直接关系。模具设计与制造技术水平的高低,是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一,在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。
a.冲裁模 沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。 b.弯曲模 使板料毛坯或其他坯料沿着直线(弯曲线)产生弯曲变形,从而获得一定角度和形状的工件的模具。 c.拉深模 是把板料毛坯制成开口空心件,或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。 d.成形模 是将毛坯或半成品工件按图凸、凹模的形状直接复制成形,而材料本身仅产生局部塑性变形的模具。如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模等。 e. 铆合模 是借用外力使参与的零件按照一定的顺序和方式连接或搭接在一起,进而形成一个整体弯头管件
冲压模具的安装与维护 一、安装前首先应确认模具刃口锋利,凹模刃口上没有崩口,凸模没有缺角。如果有崩口或缺角,请首先刃磨刀口。
二、合模前应在上、下模之间垫入一张硅钢片,防止由于搬运过程碰伤刀口。
三、 在模具装上冲床前,要用油石把底面和上面的毛刺磨掉,用布条将垃圾清理干净。如果模具上下平面上有毛刺或垃圾,将引起冲片毛刺超差。
四、调整滑块行程至合适位置压紧上模,必须保证模柄或模架上平面于滑块的底面紧密贴合,下模压板螺钉轻轻压紧。然后,向上调整滑块,取出中间的硅钢片。松开下模压板螺钉,向下调整滑块,直至凸模进入凹模3~4mm,压紧下模压板螺钉。新模具冲片时凸模必须进入凹模3~4mm,否则,要出现凸模崩口或凹模涨裂。
五、升起滑块至上死点位置,调整冲床打杆止退螺钉,至松紧适宜,然后空转几次,观察模具及冲床各机构工作是否正常。如果没有异常情况,就可以开始生产了。 更多相关:冲床冷冲压模具加工的主要工序在冲床维护中,由于冲床的传动部分大多为承力件,其机件的精度、光洁度、硬度均较高。所以必须经常进行清洗。为了减少机件的磨损,冲床的传动部分大都在润滑油环境中工作。由于长时间和较大功率的工作,机件上某些接触点的温度升高,促使润滑油的局部高温氧化而变为胶质膜。同时机件的相互磨损会产生一些金属粉末,它们与空气中的灰尘一起落入润滑油中,形成污垢。这些污垢会使机件传动部位磨损加速。为了避免这种损坏,必须定期进行清洗和更换新的润滑油。如工厂使用的机床齿轮箱,每2-3个月就必须进行一次换油清洗,经常采用的清洗方法,是用油进行人工擦洗。


冲孔模具是冷冲压加工是常温下,利用压力机的压力里,通过冲模对各种不同规格尺寸的材料进行加工,制成所需要形状和尺寸的零件。用于冲压加工的材料有金属材料,金属材料包括钢板、钢带、有色金属(铜、铝及其合金板、带材和各种型材如角钢、槽钢等,非金属材料有纸胶板、布胶板、云母片、纸板等。冲压是先进的加工方法之一,它主要加工板料,故又称为板料冲压。冷冲压不需要加热,也不像切削加工那样,将大量金属切成碎屑而消耗大量能量,是一种节能的加工方法。冲压制品所用原材料是冶金厂大量生产的板材、带材、冲压加工中材料表面质量不受破坏,这是任何其他加工方法无法相比的。热冲压是相对冷冲压而言,如加热冲裁(红冲)、温热挤压等,是将被冲压材料加热到一定温度,降低冲压力或有利于材料塑性流动,提高材料的可变形程度。用冲压加工方法制作零件,主要有以下优点。
(1)生产效率高,适于大批量生产要求。
(2)节约原材料,材料的利用率高,是其他加工方法无法相比的。不同行业产品零件冲压加工金属材料平均利用率如下:仪表冲压件,60~65电器冲压件,60~70;汽车冲压件。65~80;拖拉机冲压件,70~82;农业机械冲压件,83~88;洗衣机、电冰箱冲压件,80~85。
(3)能制造出用其他加工方法难以加工的、形状较复杂的零件。
(4)制造出的零件精度高、尺寸稳定、有良好的互换性。
(5)采用模具生产零件,容易实现生产的自动化和半自动化。
(6)冲压操作工艺相对简单,不需要操作者有较高的水平和技艺。
通过冲压模具进行冲压加工,属少无切削加工工艺。汽车、摩托车、家电行业是模具最大是市场,占整个模具市场的60以上,其中冲压模具所占比重最多。如一种车型的轿车需模具约4000套;单台电冰箱需用模具生产的零件约150个,需模具约350套;单台彩电约有150个零件需用模具加工,共需模具约180套。其中所用模具大部分为冷冲压在冲压模具中,使用了各种金属材料和非金属材料,主要有碳钢、合金钢、铸铁、铸钢、硬质合金、低熔点合金、锌基合金、铝青铜、合成树脂、聚氨脂橡胶、塑料、层压桦木板等。 制造模具的材料,要求具有高硬度、高强度、高耐磨性、适当的韧性、高淬透性和热处理不变形(或少变形)及淬火时不易开裂等性能。
制造冲压模具的材料有钢材、硬质合金、钢结硬质合金、锌基合金、低熔点合金、铝青铜、高分子材料等等。目前制造冲压模具的材料绝大部分以钢材为主,常用的模具工作部件材料的种类有:碳素工具钢、低合金工具钢、高碳高铬或中铬工具钢、中碳合金钢、高速钢、基体钢以及硬质合金、钢结硬质合金等等。
a.碳素工具钢
在模具中应用较多的碳素工具钢为T8A、T10A等,优点为加工性能好,价格便宜。但淬透性和红硬性差,热处理变形大,承载能力较低。
b.低合金工具钢
低合金工具钢是在碳素工具钢的基础上加入了适量的合金元素。与碳素工具钢相比,减少了淬火变形和开裂倾向,提高了钢的淬透性,耐磨性亦较好。用于制造模具的低合金钢有 CrWMn、9Mn2V、7CrSiMnMoV(代号CH-1)、6CrNiSiMnMoV(代号GD)等。
c. 高碳高铬工具钢
常用的高碳高铬工具钢有Cr12和Cr12MoV、Cr12Mo1V1(代号D2)、SKD11,它们具有较好的淬透性、淬硬性和耐磨性,热处理变形很小,为高耐磨微变形模具钢,承载能力仅次于高速钢。但碳化物偏析严重,必须进行反复镦拔(轴向镦、径向拔)改锻,以降低碳化物的不均匀性,提高使用性能。
d. 高碳中铬工具钢
用于模具的高碳中铬工具钢有Cr4W2MoV、Cr6WV 、Cr5MoV等,它们的含铬量较低,共晶碳化物少,碳化物分布均匀,热处理变形小,具有良好的淬透性和尺寸稳定性。与碳化物偏析相对较严重的高碳高铬钢相比,性能有所改善。
e. 高速钢
高速钢具有模具钢中最高的的硬度、耐磨性和抗压强度,承载能力很高。模具中常用的有W18Cr4V(代号8-4-1)和含钨量较少的W6Mo5 Cr4V2(代号6-5-4-2,美国牌号为M2)以及为提高韧性开发的降碳降钒 高速钢 6W6Mo5 Cr4V(代号6W6或称低碳M2)。高速钢也需要改锻 ,以改善其碳化物分布 。

f. 基体钢
在高速钢的基本成分上添加少量的其它元素,适当增减含碳量,以改善钢的性能。这样的钢种统称基体钢。它们不仅有高速钢的特点,具有一定的耐磨性和硬度,而且抗疲劳强度和韧性均优于高速钢,为高强韧性冷作模具钢,材料成本却比高速钢低。模具中常用的基体钢有 6Cr4W3Mo2VNb(代号65Nb)、7Cr7Mo2V2Si(代号LD)、5Cr4Mo3SiMnVAL(代号012AL)等。
g. 硬质合金和钢结硬质合金
硬质合金的硬度和耐磨性高于其它任何种类的模具钢,但抗弯强度和韧性差。用作模具的硬质合金是钨钴类,对冲击性小而耐磨性要求高的模具,可选用含钴量较低的硬质合金。对冲击性大的模具,可选用含钴量较高的硬质合金。
钢结硬质合金是以铁粉加入少量的合金元素粉末(如铬、 钼 、钨、钒等)做粘合剂,以碳化 钛或碳化钨为硬质相 ,用粉末冶金方法烧结而成。钢结硬质合金的基体是钢,克服了硬质合金韧性较差、加工困难的缺点,可以切削、焊接、锻造和热处理。 钢结硬质合金含有大量的碳化物,虽然硬度和耐磨性低于硬质合金,但仍高于其它钢种,经淬火、回火后硬度可达 68 ~ 73HRC。

冲床侧刃是在条(带、卷)料侧面切出送料定位缺口的凸模。侧压板是对条(带、卷)料一侧通过弹簧施加压力,促使其另一侧紧靠导料板的板状零件。顶杆是以向上动作直接或间接顶出工(序)件或序料的杆状零件。顶板是在凹模或模块内活动的板状零件,以向上动作直接或间接顶出工(序)件或废料。齿圈是精冲凹模或带齿压料板上的成圈齿形突起,是凹模或带齿压料板的局部结构而不是单独的零件。限位套是用于限制冲模最小闭合高度的管状零件,一般套于导柱外面。限位柱是限制冲模最小闭合高度的柱形件。定位销(板)是保证工序件在模具内有不变位置的零件,以其形状不同而称为定位销或定位板。
冲床固定板是固定凸模的板状零件。固定卸料板是固定在冲模上位置不动的卸料板。固定挡料销(板)是在模具内固定不动的挡料销。卸件器是从凸模外表面卸脱工(序)件的非板状零件或装置。卸料板是将材料或工(序)件从凸模上卸脱的固定式或活动式板形零件。卸料板是有时与导料板做成一体,兼起导料作用,仍称卸料板。卸料螺钉是固定在弹压卸料板上的螺钉,用于限制弹压卸料板的静止位置。
冲床单工序模是在压力机一次行程中只完成一道工序的冲模。废料切刀有两种。1.装于拉深件凸缘切边模上用于割断整圈切边废料以利清除的切刀。2.装于压力机或模具上用于将条(带、卷)状废料按定长切断以利清除的切刀。组合冲模是按几何要素(直线、角度、圆弧、孔)逐副逐步形成各种冲件的通用、可调式成套冲模。平面状冲件的外形轮廓一般需要几副组合冲模分次冲成。始用挡料销(板)是供材料起始端部送进时定位用的零件。始用挡料销(板)都是移动式的。拼块是组成一个完整凹模、凸模、卸料板或固定板等的各个拼合零件。挡块(板)是供经侧刃切出缺口的材料送进时定位用的淬硬零件,兼用以平衡侧刃所受的单面切割力。挡块(板)一般与侧刃配合使用。
基本分类
a.碳素工具钢
b.低合金工具钢
低合金工具钢是在碳素工具钢的基础上加入了适量的合金元素。与碳素工具钢相比,减少了淬火变形和开裂倾向,提高了钢的淬透性,耐磨性亦较好。用于制造模具的低合金钢有 CrWMn、9Mn2V、7CrSiMnMoV(代号CH-1)、6CrNiSiMnMoV(代号GD)等。
c. 高碳高铬工具钢


常用的高碳高铬工具钢有Cr12和Cr12MoV、Cr12Mo1V1(代号D2)、SKD11,它们具有较好的淬透性、淬硬性和耐磨性,热处理变形很小,为高耐磨微变形模具钢,承载能力仅次于高速钢。但碳化物偏析严重,必须进行反复镦拔(轴向镦、径向拔)改锻,以降低碳化物的不均匀性,提高使用性能。
d. 高碳中铬工具钢
用于模具的高碳中铬工具钢有Cr4W2MoV、Cr6WV 、Cr5MoV等,它们的含铬量较低,共晶碳化物少,碳化物分布均匀,热处理变形小,具有良好的淬透性和尺寸稳定性。与碳化物偏析相对较严重的高碳高铬钢相比,性能有所改善。
e. 高速钢
高速钢具有模具钢中最高的的硬度、耐磨性和抗压强度,承载能力很高。模具中常用的有W18Cr4V(代号8-4-1)和含钨量较少的W6Mo5 Cr4V2(代号6-5-4-2,美国牌号为M2)以及为提高韧性开发的降碳降钒 高速钢 6W6Mo5 Cr4V(代号6W6或称低碳M2)。高速钢也需要改锻 ,以改善其碳化物分布 。
f. 基体钢
在高速钢的基本成分上添加少量的其它元素,适当增减含碳量,以改善钢的性能。这样的钢种统称基体钢。它们不仅有高速钢的特点,具有一定的耐磨性和硬度,而且抗疲劳强度和韧性均优于高速钢,为高强韧性冷作模具钢,材料成本却比高速钢低。模具中常用的基体钢有 6Cr4W3Mo2VNb(代号65Nb)、7Cr7Mo2V2Si(代号LD)、5Cr4Mo3SiMnVAL(代号012AL)等。
g. 硬质合金和钢结硬质合金
硬质合金的硬度和耐磨性高于其它任何种类的模具钢,但抗弯强度和韧性差。用作模具的硬质合金是钨钴类,对冲击性小而耐磨性要求高的模具,可选用含钴量较低的硬质合金。对冲击性大的模具,可选用含钴量较高的硬质合金。
钢结硬质合金是以铁粉加入少量的合金元素粉末(如铬、 钼 、钨、钒等)做粘合剂,以碳化 钛或碳化钨为硬质相 ,用粉末冶金方法烧结而成。钢结硬质合金的基体是钢,克服了硬质合金韧性较差、加工困难的缺点,可以切削、焊接、锻造和热处理。 钢结硬质合金含有大量的碳化物,虽然硬度和耐磨性低于硬质合金,但仍高于其它钢种,经淬火、回火后硬度可达 68 ~ 73HRC。
h.新材料
产品结构的复杂,必然导致模具零件形状的复杂。传统的几何检测手段已无法适应模具的生产。现代模具制造已广泛使用三坐标数控测量机进行模具零件的几何量的测量,模具加工过程的检测手段也取得了很大进展。三坐标数控测量机除了能高精度地测量复杂曲面的数据外,其良好的温度补偿装置、可靠的抗振保护能力、严密的除尘措施以及简便的操作步骤,使得现场自动化检测成为可能。
模具先进制造技术的应用改变了传统制模技术模具质量依赖于人为因素,不易控制的状况,使得模具质量依赖于物化因素,整体水平容易控制,模具再现能力强。