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五金沖壓件的沖裁加工過(guò)程分析

日期:2021-04-27    編輯:富泰鑫五金    閱讀: 1567

五金沖壓件是現(xiàn)在當(dāng)下用到最多,指的是在室內(nèi)制定問(wèn)溫度下,鋼、有色金屬材料等板材用模具,由壓力機(jī)沖裁加工所需壓力而形成指定尺寸、形狀的零部件。


沖裁是利用模具使板料分離的沖壓工序。經(jīng)過(guò)沖裁得到的制件,既可作為零件直接使用也可以作為其他的沖裁、彎曲、拉深、成形等工序的毛坯。


根據(jù)五金沖壓件沖裁變形機(jī)理的不同,沖裁可以分為普通沖裁和精密沖裁兩大類。普通沖裁是由凸、凹模刃口之間產(chǎn)生裂縫的形式實(shí)現(xiàn)板料分離的,位精密沖裁則是以塑性剪切變形的方式完成板料分離的。盡管精密沖裁優(yōu)點(diǎn)很多,但是由于需要準(zhǔn)們的設(shè)備和模具,造成制造成本高,使用受到一定的局限,故應(yīng)用廣泛的仍是普通沖裁。對(duì)于普通沖裁來(lái)說(shuō),沖模的制造精度對(duì)沖裁件的尺寸精度有直接的影響。沖模的精度越高,沖裁件的精度也越高。

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一般適用于普通沖壓的常用板材主要有碳素結(jié)構(gòu)鋼板、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼板、低合金結(jié)構(gòu)鋼板、電工硅鋼板、不銹鋼板等黑色金屬以及純銅板、黃銅板、鋁板、鈦合金板等有色金屬和絕緣膠木板、紙板、纖維板、塑料板等非金屬。


一、沖裁過(guò)程


沖裁過(guò)程是在瞬間完成的,在模具刃口尖銳,凸、凹模間間隙正常時(shí),這個(gè)過(guò)程大致可分為三個(gè)階段:


1、彈性變形階段。當(dāng)凸模開(kāi)始接觸板料并下壓,在凸、凹模壓力作用下,板料表面受到壓縮產(chǎn)生彈性變形,板料略有壓入凸模洞口現(xiàn)象。由于凸、凹模間間隙的存在,在沖裁力作用下產(chǎn)生彎曲力矩,使板料同時(shí)受到彎曲和拉伸作用,凸模下的材料略有彎曲,凹模上的材料則向上翹。由于開(kāi)始?jí)毫Σ淮?,材料的?nèi)應(yīng)力還未達(dá)到屈服點(diǎn),仍在彈性范圍內(nèi),若撤走壓力,板料可恢復(fù)原狀。


2、塑性變形階段。凸模繼續(xù)下壓,材料內(nèi)應(yīng)力達(dá)到屈服點(diǎn),板料在其與凸、凹模刃口接觸產(chǎn)生塑性剪切變形,凸模切入板料,板料下部被擠入凹模洞內(nèi)。板料剪切面邊緣的圓角由于彎曲和拉伸作用加大而形成明顯塌角,剪切面出現(xiàn)明顯的滑移變形,形成一段光亮且與板面垂直的剪切斷面。隨著塑性剪切變形的發(fā)展,分離變形應(yīng)力隨之增加,終至凸、凹模刃口側(cè)面材料內(nèi)應(yīng)力超過(guò)抗剪強(qiáng)度,便出現(xiàn)微裂紋。由于微裂紋產(chǎn)生的位置是在離刃尖不遠(yuǎn)的側(cè)面,裂紋的產(chǎn)生也就留下了毛刺。


3、斷裂分離階段。凸模繼續(xù)下行,刃口側(cè)面附近產(chǎn)生的微裂紋不斷擴(kuò)大并向內(nèi)延伸發(fā)展,至上、下兩裂紋相遇重合,板料便完全分離,粗糙的斷裂帶同時(shí)也留在沖裁件斷面上,以后凸模再下壓,已分離的材料便從凹模型腔中推出,已形成的毛刺同時(shí)被拉長(zhǎng)留在沖裁件上。

二、斷面特征


在正常沖裁工作條件下,沖裁后的零件斷面不很整齊,斷面有明顯的四個(gè)特征區(qū):圓角帶、光亮帶、斷裂帶、毛刺。

1、圓角帶(塌角)。產(chǎn)生于板料靠近凸?;虬寄H锌谟植慌c模面接觸的材料表面,由于受到彎曲、拉伸作用而形成的。沖裁間隙越大,材料塑性越好,塌角越嚴(yán)重、


2、光亮帶。光亮帶是沖裁斷面質(zhì)量最好的區(qū)域,既光亮平整又與板平面垂直。光亮帶是由于凸模切入板料,板料被擠入凹模而產(chǎn)生塑性剪切變形所形成的。在塑性狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)的剪切變形,表面質(zhì)量較好。沖裁間隙小,材料塑性越好,光亮帶越寬。


3、斷裂帶。斷裂帶表面粗糙,并有5度左右的斜度,是沖裁時(shí)形成的裂紋擴(kuò)展而成。這種應(yīng)力狀態(tài)促使沖裁變形區(qū)的塑性下降,導(dǎo)致裂紋并形成粗糙表面。間隙越大,斷裂帶越寬且斜度大。


4、毛刺。緊挨著斷裂帶邊緣,由于裂紋產(chǎn)生的位置不是正對(duì)著刃口而是靠近刃口側(cè)面,并在沖裁件被推出凹模口時(shí)裂紋可能加重;而間隙過(guò)大或過(guò)小,會(huì)形成明顯的拉斷毛刺或擠出毛刺,因此,小毛刺不可避免。當(dāng)刃口圓角(磨損)后,裂紋起點(diǎn)遠(yuǎn)離刃口,又會(huì)產(chǎn)生大毛刺。