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精密儀器

最全的沖壓工藝與產(chǎn)品設(shè)計(jì)知識(shí)大匯總

一、沖壓產(chǎn)品的工藝分類

1、基本工序分類

  沖壓工藝按其變形性質(zhì)可以分為材料的分離與成型兩大類。

  分離工序是指坯料在沖壓力的作用下,變形部位的應(yīng)力達(dá)到抗拉強(qiáng)度以后,是坯料發(fā)生斷裂而產(chǎn)生分離,從而獲得所需形狀與尺寸的工件的沖壓工序。

  成型工序是指坯料在沖壓力的作用下,變形部位的應(yīng)力達(dá)到屈服點(diǎn),但未達(dá)到抗拉強(qiáng)度,使坯料產(chǎn)生塑性變形而不發(fā)生斷裂分離,從而獲得所需形狀與尺寸的工件的沖壓工序。

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2、分離工序的類別

  分離工序按照其不同的變形機(jī)理分為沖裁、整修兩大類。

  沖裁:指用模具沿沿一定的曲線或直線沖切板料(包括以下幾類)

  整修是對(duì)沖裁件的斷面部分進(jìn)行再加工的分離加工方法,整修變形是一種切削機(jī)理,其工件的尺寸精度和斷面質(zhì)量比沖裁件好。


3.成型工序的類別

  成型工序較多,包括:彎曲、拉深、翻邊、脹形和擠壓工藝等。(具體如下:)

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二、沖裁

1、沖裁產(chǎn)品的形態(tài)與成型過程介紹

  沖裁產(chǎn)品的形態(tài)。沖裁產(chǎn)品的的斷面分為:塌角、光亮 帶、斷裂帶、毛刺,這四種形態(tài)是在產(chǎn)品沖裁過程中于不同的階段,不同的部位、不同的應(yīng)力作用下產(chǎn)生的。


  如上圖,1塌角 :高度約等于8%T至15%T ;2.光亮帶 :高度約等于15%T至55%T ;3.斷裂帶 :高度約等于35%T至75%T ;4.毛刺 :高度約等于5%T至10%T


  1)彈性變形階段

  受力分析:刃口部分材料受剪切力,力的大小小于彈性極限,若力消失,則材料恢復(fù)原始狀態(tài)。


  狀態(tài)描述:凸模施加壓 力于材料,材料略擠入凹模刃口。


  2)塑性變形階段

  受力分析:材料受力由邊及中心 ,逐漸超過彈性極限


  狀態(tài)描述:凸模進(jìn)一步深入材料,在本階段沖裁件產(chǎn)生塌角以及光亮帶


  3)剪裂階段

  受力分析:材料靠近凹模刃口的部分應(yīng)力首先達(dá)到材料的抗剪切強(qiáng)度,使凹模刃口旁邊的材料產(chǎn)生的裂紋增大。而此時(shí)凸模刃口部分材料還處于塑性變形階段,隨著沖頭的進(jìn)一步深入材料,沖頭附近材料也達(dá)到剪切強(qiáng)度,也產(chǎn)生裂紋 ,再往后兩裂紋重合,材料分離。


  狀態(tài)描述:材料分離,上下裂紋重合時(shí)相互撕扯產(chǎn)生毛刺



三、與產(chǎn)品設(shè)計(jì)相關(guān)的沖裁工藝要點(diǎn)及設(shè)計(jì)舉例

1、沖裁產(chǎn)品的分類、作用及結(jié)構(gòu)

  沖孔 piercing

  作用 1.作為一般過孔使用(要求較低);2.作為自攻牙底孔使用(產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求光亮帶比例較高);3.作為高精度轉(zhuǎn)軸孔使用(要求無毛刺,少斷裂帶)(采用機(jī)械去毛刺的方式或模具倒面的方式)

  注意:設(shè)計(jì)沖孔時(shí),由于受到凸模強(qiáng)度的限制, 孔的 尺寸不宜太?。ㄒ话愦笥?.5T)



  落料 stamping

  作用 1.作為一般外形使用(要求較低);2.作為對(duì)接接頭激光焊接裝配使用(無毛刺、大的光亮帶、小的斷裂帶間隙);3、作為軟飾支架使用(要求卷邊或者去毛刺)

注意:1、產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該使沖裁件各直線或曲線的連接處有適當(dāng)?shù)膱A角.(否則凹模應(yīng)力集中,容易損壞);2、考慮到模具線切割的加工工藝,沖裁零件或者落料零件的最小R角不要小于R0.2。



切舌、切曲 lancing

  作用 1.作為卡扣使用;2.作為限位使用;3.節(jié)約工序,提高材料的利用率,將切邊與折彎兩道工藝合二為一。(缺點(diǎn):毛刺方向無法改變,必須與沖頭方向相反)

注意:要求切口部位與折彎部位距離足夠大, 滿足沖頭強(qiáng)度.


切舌、切曲 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的注意點(diǎn):

  1)切曲時(shí)沖頭的寬度要足夠大,零件設(shè)計(jì)時(shí)保證切口部位和折彎部位的距離在5mm以上,否則沖頭強(qiáng)度低,影響模具的壽命。

  2)模具設(shè)計(jì)時(shí)刀口剪切部分要保證3mm左右的直邊,以防止產(chǎn)生崩刀的現(xiàn)象。沖頭兩邊要保證留有斷差,從而保證先剪后彎。


與沖裁相關(guān)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)注意點(diǎn)總結(jié)

  1)產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該使沖裁件各直線或曲線的連接處有適當(dāng)?shù)膱A角.(原因:1、普通線切割的最小R角為0.2,尖角不易保證。2、尖角處凹模應(yīng)力集中,模具受力后容易損壞。)

  2)產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該標(biāo)明毛刺方向.毛刺對(duì)產(chǎn)品裝配以及操作員工的安全都非常重要。(注意:是標(biāo)注毛刺方向,不是沖壓方向)


  3)設(shè)計(jì)沖孔時(shí),由于受到凸模強(qiáng)度的限制, 孔的 尺寸不宜太小(一般大于0.5T,盡量不要讓孔的直徑小于0.8T)

  4)設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí),材料的抗拉強(qiáng)度應(yīng)盡量小于630MPa,否則模具較難制造。(當(dāng)產(chǎn)品的抗拉強(qiáng)度小于630MPa時(shí),模具材料可選用普通的價(jià)格相對(duì)便宜的模具鋼,如: Cr12、Cr12MoV、SKD11、 D2等。當(dāng)產(chǎn)品的抗拉強(qiáng)度大于630MPa時(shí),模具材料需選用特殊的、較貴的模具鋼,如SKH-9)


  6)切曲時(shí)注意在產(chǎn)品上設(shè)計(jì)切邊角度,以便于脫模,從而減少?zèng)_頭的磨損。


2、沖裁模具簡(jiǎn)介

  1)沖孔、落料模



2)去毛刺模具

3)側(cè)面沖孔模具

四、彎曲產(chǎn)品形態(tài)與成型過程介紹

1、彎曲產(chǎn)品的形態(tài)

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