Adjust冲裁系列.docx
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Adjust冲裁系列
冲裁间隙Z是指冲裁模中凹模刃口横向尺寸DA与凸模刃口横向尺寸dT的差值,如图2.3.1所示。
Z表示双面间隙,单面间隙用Z/2表示,如无特殊说明,冲裁间隙就是指双面间隙。
Z值可为正,也可为负,但在普通冲裁中,均为正值。
间隙对冲裁件质量、冲裁力和模具寿命均有很大影响,是冲裁工艺与冲裁模设计中的一个非常重要的工艺参数。
1.间隙对冲裁件质量的影响
间隙是影响冲裁件质量的主要因素之一,详见第2.2节。
2.间隙对冲裁力的影响
试验证明,随间隙的增大冲裁力有一定程度的降低,但当单面间隙介于材料厚度的5%一20%范围内时冲裁力的降低不超过5%一l0%。
因此,在正常情况下,间隙对冲裁力的影响不很大。
间隙对卸料力、推件力的影响比较显著。
随间隙增大,卸料力和推件力都将减小。
一般当单面间隙增大到材料厚度的15%一25%时,卸料力几乎降到零。
但间隙继续增大会时毛刺增大,又将引起卸料力、顶件力的迅速增大。
3.间隙对模具寿命的影响
模具寿命分为刃磨寿命和模具总寿命。
刃磨寿命是用两次刃磨之间的合格制件数表示。
总寿命是用模具失效为止的总的合格制件数表示。
模具失效的原因一般有:
磨损、变形、崩刃、折断和涨裂。
冲裁过程中作用于凸、凹模上的力为被冲材料的反作用力,其方向与图2.2.1所示相反,凸、凹模刃口受着极大的垂直压力与侧压力的作用,高压使刃口与被冲材料接触面之间产生局部附着现象,当接触面相对滑动时,附着部分就产生剪切而引起磨损。
这种附着磨损,是冲模磨损的主要形式。
当接触压力愈大,相对滑动距离愈大,模具材料愈软,则磨损量愈大。
而冲裁中的接触压力,即垂直力、侧压力、摩擦力均随间隙的减小而增大,且间隙小时,光亮带变宽,摩擦距离增长,摩擦发热严重,所以小间隙将使磨损增加,甚至使模具与材料之间产生粘结现象。
而接触压力的增大,还会引起刃口的压缩疲劳破坏,使之崩刃。
小间隙还会产生凹模胀裂,小凸模折断,凸凹模相互啃刃等异常损坏。
当然,影响模具寿命的因素很多,有润滑条件,模具制造材料和精度、表面粗糙度、被加工材料特性、冲裁件轮廓形状等,但间隙却是其中一个主要因素。
所以为了减少凸、凹模的磨损,延长模具使用寿命,在保证冲裁件质量的前提下适当采用较大的间隙值是十分必要的。
若采用小间隙,就必须提高模具硬度、精度、减小模具粗糙度、良好润滑,以减小磨损。
由以上分析可见,间隙对冲裁件质量、冲裁力、模具寿命等都有很大的影响。
但很难找到一个固定的间隙值能同时满足冲裁件质量最佳、冲模寿命最长,冲裁力、最小等各方面的要求。
因此,在冲压实际生产中,主要根据冲裁件断面质量、尺寸精度和模具寿命这三个因素综合考虑,给间隙规定一个范围值。
只要间隙在这个范围内,就能得到质量合格的冲裁件和较长的模具寿命。
这个间隙范围就称为合理间隙,这个范围的最小值称为最小合理间隙(Zmin),最大值称为最大合理间隙(Zmax)。
考虑到在生产过程中的磨损使间隙变大,故设计与制造新模具时应采用最小合理间隙Zmin。
确定合理间隙值有理论法和经验确定法两种。
1.理论确定法
主要是根据凸、凹模刃口产生的裂纹相互重合的原则进行计算。
图2.3.2所示为冲裁过程中开始产生裂纹的瞬时状态,根据图中几何关系可求得合理间隙Z为
图2.3.1冲裁模间隙
图2.3.2冲裁产生裂纹的瞬时状况
上式可看出,合理间隙Z与材料厚度t、凸模相对挤入材料深度、裂纹角有关,而及又与材料塑性有关,见表2.3.1。
因此,影响间隙值的主要因素是材料性质和厚度。
材料厚度越大,塑性越低的硬脆材料,则所需间隙Z值就越大;材料厚度越薄,塑性越好的材料,则所需间隙Z值就越小。
由于理论计算法在生产中使用不方便,故目前广泛采用的是经验数据。
2.经验确定法
根据研究与实际生产经验,间隙值可按要求分类查表确定。
对于尺寸精度、断面质量要求高的冲裁件应选用较小间隙值(表2.3.2),这时冲裁力与模具寿命作为次要因素考虑。
对于尺寸精度和断面质量要求不高的冲裁件,在满足冲裁件要求的前提下,应以降低冲裁力、提高模具寿命为主,选用较大的双面间隙值(表2.3.3)。
可详见GB/T16743-1997。
需要指出的是,当模具采用线切割加工,若直接从凹模中制取凸模,此时凸、凹模间隙决定于电极丝直径、放电间隙和研磨量,但其总和不能超过最大单面初始间隙值。
(表2.3.2)。
可详见GB/T16743-1997.
注:
1.初始间隙的最小值相当于间隙的公称数值。
2.初始间隙的最大值是考虑到凸模和凹模的制造公差所增加的数值。
3.在使用过程中,由于棋具工作部分的磨损,间隙将有所增加,因而间隙的使用最大数值会超过表列数值。
4.为碳的质量分数,用其表示钢中的含碳量。
注:
冲裁皮革、石棉和纸板时,间隙取08钢的25%。
需要指出的是,当模具采用线切割加工,若直接从凹模中制取凸模,此时凸、凹模间隙决定于电极丝直径、放电间隙和研磨量,但其总和不能超过最大单面初始间隙值。
窗体顶端
多工位级进模具
自动送料装置
止动件模具装配图
止动件模具凸凹模零件图
止动件模具凹模板零件图
磨具知识
磨具是用以磨削、研磨和抛光的工具。
大部分的磨具是用磨料加上结合剂制成的人造磨具,也有用天然矿岩直接加工成的天然磨具。
磨具按其原料来源分,有天然磨具和人造磨具两类。
机械工业中常用的天然磨具只有油石。
人造磨具按基本形状和结构特征区分,有砂轮、磨头、油石,砂瓦和涂附磨具五类。
此外,习惯上也把研磨剂列为磨具的一类。
磨具除在机械制造和其他金属加工工业中被广泛采用外,还用于粮食加工、造纸工业和陶瓷、玻璃、石材、塑料、橡胶、木材等非金属材料的加工。
磨具的主要特征包括磨料、粒度、硬度、组织和结合剂等五个因素。
根据不同用途进行适当的选择可直接提高加工质量和生产效率。
磨料:
磨具使用的磨料主要有棕刚玉、白刚玉、黑碳化硅和绿碳化硅等。
棕刚玉韧性高,适宜磨削碳钢、合金钢、可锻铸铁、硬青铜等抗张强度高的材料。
白刚玉比棕刚玉有较高的硬度,切削性能较好,适于淬火钢、高碳钢、高速工具等材料的精磨工序。
黑碳化硅硬度高,性脆而锋利,适于磨削、切割抗张强度低的材料,如:
铸铁、玻璃、陶瓷、石料、耐火物等。
绿碳化硅较黑硅化硅纯度高。
适于磨削硬质合金、光学玻璃、宝石、玛瑙等硬脆材料。
粒度:
粒度的选择主要取决于对工件表面的加工精度和生产效率的要求。
粗粒度及中等粒度的磨具适用于粗加工及半精加工,而细粒度磨具,则应用于精加工及超精加工。
被磨削的物理机械性能也系决定粒度的因素,硬度低,延展性及韧性大的材料宜用粗粒度磨具加工,而硬度高性脆的材料宜用细粒度的磨具。
组织:
磨具的组织指组成磨具的磨料,结合剂和气孔三者的体积比例关系。
磨料少、气孔率大称为松组织,反之为紧密组织。
紧密组织的磨具,宜用于精磨,成型磨及加工留间小而表面光洁度要求高的工件。
中等组织的磨具广泛用于一般留量工件的磨削工作。
松组织的磨具适用于平面,内圆等接触面大的磨削加工及磨削膨胀敏感的工件及软质材料的工件。
硬度:
磨具表面的磨料被结合剂固定在一起的强度。
或在外力作用下,脱落的难易程度,称为磨具的硬度。
磨削工具简称为磨具.磨具有固结磨具、涂附磨具及超硬磨具三个大系列,各有特点,独立存在,各有所长,使用于世界各国国民经济之中。
此处先对固结磨具作简要的介绍.
1.固结磨具
固结磨具是用磨料(磨削材料)与结合剂制成的具有一定形状和一定磨削能力的工具.
固结磨具的标记示例:
形状尺寸磨料粒度结合剂硬度组织35M/SGB/T2485
形状代号
300×50×75磨料种类磨料粒度
结合剂磨具硬度
组织号最高工作速度磨具技术条件
所在标准号
模具线切割加工变形和开裂原因分析与对策
在模具加工中,电火花线切割加工技术得到了广泛的应用,但在线切割加工过程中,模具易产生变形和产生裂纹,造成零件的报废,使得成本增加等问题屡屡发生。
所以,线切割加工中模具的变形和开裂问题,也越来越引起人们的关注,多年来,人们对线切割加工的变形和开裂认识不够,往往造成线切割加工部门与来料加工者之间相互推脱责任,产生矛盾。
其实,变形和开裂的原因是多方面的,如材料问题、热处理问题、结构设计问题、工艺安排问题及线切割时工件的装夹和切割线路选择的问题等等。
在这诸多因素中,能否找到线切割加工变形和开裂规律呢?
笔者通过多年的深入研究,提出了以下防止变形和开裂的措施。
1产生变形及裂纹的主要因素
在生产实践中,作者经过大量的实例分析,发现线切割加工产生变形和裂纹与下列因素有关。
1.1与零件的结构有关
1)凡窄长形状的凹模、凸模易产生变形,其变形量的大小与形状复杂程度、长宽比、型腔与边框的宽度比有关。
形状越复杂,长宽比及型腔与边框宽度比越大,其模具变形量越大。
变形的规律是型腔中部瘪入,凸模通常是翘曲;
2)凡是形状复杂清角的淬火型腔,在尖角处极易产生裂纹,甚至易出现炸裂现象。
其出现的频率与材料的成分、热处理工艺等有关;
3)圆筒形壁厚较簿零件,若在内壁进行切割,易产生变形,一般由圆形变为椭圆形。
若将其切割缺口,在即将切透时易产生炸裂现象;
4)由零件外部切入的较深槽口,易产生变形,变形的规律为口部内收,变形量的大小与槽口的深度及材料性质有关。
1.2与热加工工艺有关
1)模具毛坯在锻造时始锻温度过高或过低,终锻温度偏低的零件;
2)终锻温度过高,晶粒长大,终锻后冷却速度过慢,有网状碳化物析出的模坯;
3)锻坯退火没有按照球化退火工艺进行,球化珠光体超过5级的零件;
4)淬火加热温度过高,奥氏体晶粒粗大,降低材料强韧性,增加脆性;
5)淬火工件未及时回火和回火不充分的零件。
1.3与机械加工工艺有关
1)面积较大的凹模,中间大面积切除而又事先未挖空,因切去框内较大的体积,框形尺寸将产生一定的变形;
2)凡坯料中无外形起点穿丝孔,不得不从坯料外切入的,不论其凸模回火和形状如何,一般容易产生变形,尤其是淬火件变形严重,甚至在切割中产生裂纹;
3)对热处理后的磨削零件,无砂轮粒度、进刀量、冷却方式等工艺要求,磨削后表面有烧伤及微裂纹等疵病的零件。
1.4与材料有关
1)原材料存在严重的碳化物偏析;
2)淬透性差、易变形的材料,如T10A、T8A等。
模具爆裂是什么原因?
模具爆裂可能是因为下面原因:
1.模具材质不好在后续加工中容易碎裂
2.热处理:
淬火回火工艺不当产生变形
3.模具研磨平面度不够,产生挠曲变形
4.设计工艺:
模具强度不够,刀口间距太近,模具结构不合理,模板块数不够无垫板垫脚
5.线割处理不当:
拉线线割,间隙不对,没作清角
6.冲床设备的选用:
冲床吨位,冲裁力不够,调模下得太深
7.脱料不顺:
生产前无退磁处理,无退料梢;生产中有断针断弹簧等卡料
8.落料不顺:
组装模时无漏屎,或滚堵屎,垫脚堵屎
9.生产意识:
叠片冲压,定位不到位,没使用吹气枪,模板有裂纹仍继续生产
冲模失效形式
冲模失效形式主要为磨损失效、变形失效、断裂失效和啃伤失效等。
然而,由于冲压工序不同,工作条件不同,影响冲模寿命的因素是多方面的。
下面就冲模的设计、制造及使用等方面综合分析冲模寿命的影响因素,并捉出相应的改善措施。
1冲压设备
冲压设备(如压力机)的精度与刚性对冲模寿命的影响极为重要。
冲压设备的精度高、刚性好,冲模寿命大为提高。
例如:
复杂硅钢片冲模材料为Crl2MoV,在普通开式压力机上使用,平均复磨寿命为1-3万次,而新式精密压力机上使用,冲模的复磨寿命可达6~12万次。
尤其足小间隙或无间隙冲模、硬质合金冲模及精密冲模必须选择精度高、刚性好的压力机,否则,将会降低模具寿命,严重者还会损坏棋具。
2模具设计
(1)模具的导向机构精度。
准确和可靠的导向,对于减少模具工作零件的磨损,避免凸、凹模啃伤影响极大,尤其是无间隙和小间隙冲裁模、复合模和多工位级进模则更为有效。
为提高模具寿命,必须根据工序性质和零件精度等要求,正确选择导向形式和确定导向机构的精度。
一般情况下,导向机构的精度应高于凸、凹模配合梢度。
(2)模具(凸、凹模)刃口几何参数。
凸、凹模的形状、配合间隙和圆角半径不仅对冲压件成形有较大的影响,而且对于模具的磨损及寿命也影响很大。
如模具的配合间隙直接影响冲裁件质量和模具寿命。
精度要求较高的,宜选较小的间隙值;反之则可适当加大间隙,以提高模具寿命。
3冲压工艺
(1)冲压零件的原材料。
实际生产中,由于外压零件的原材料厚度公差超差、材料性能波动、表面质量较差(如锈迹)或不干净(如油污)等,会造成模具工作零件磨损加剧、易崩刃等不良后果。
为此,应当注意:
①尽可能采用冲压工艺性好的原材料,以减少冲压变形力;②冲压前应严格检查原材料的牌号、厚度及表面质量等,并将原材料擦拭干净,必要时应清除表面氧化物和锈迹;③根据冲压工序和原材料种类,必要时可安排软化处理和表面处理,以及选择合适的润滑剂和润滑工序。
发黑工艺
钢制件的表面发黑处理,也有被称之为发蓝的。
发黑处理现在常用的方法有传统的碱性加温发黑和出现较晚的常温发黑两种。
但常温发黑工艺对于低碳钢的效果不太好。
A3钢用碱性发黑好一些。
碱性发黑细分出来,又有一次发黑和两次发黑的区别。
发黑液的主要成分是氢氧化钠和亚硝酸钠。
发黑时所需温度的宽容度较大,大概在135摄氏度到155摄氏度之间都可以得到不错的表面,只是所需时间有些长短而已。
实际操作中,需要注意的是工件发黑前除锈和除油的质量,以及发黑后的钝化浸油。
发黑质量的好坏往往因这些工序而变化。
金属“发蓝”药液
采用碱性氧化法或酸性氧化法;使金属表面形成一层氧化膜,以防止金属表面被腐蚀,此处理过程称为“发蓝”。
黑色金属表面经“发蓝”处理后所形成的氧化膜,其外层主要是四氧化三铁,内层为氧化亚铁。
一、碱性氧化法“发蓝”药液
1.配方:
硝酸钠50~100克氢氧化钠600~700克亚硝酸钠100~200克水1000克
2.制法:
按配方计量后,在搅拌条件下,依次把各料加入其中,溶解,混合均匀即可。
3.说明:
(1)金属表面务必洗净和干燥以后,才能进行“发篮”处理。
(2)金属器件进行“发蓝”处理条件与金属中的含碳量有关,“发蓝”药液温度及金属器件在其中的处理时间可参考下表。
金属中含碳量%工作温度(℃)处理时间(分)开始终止>0.7135-13714310-300.5-0.7135-14015030-50<0.4142-145153-15540-60合金钢142-145153-15560-90
(3)每隔一星期左右按期分析溶液中硝酸钠、亚硝酸钠和氢氧化钠的含量,以便及时补充有关成分。
一般使用半年后就应更换全部溶液。
(4)金属“发蓝”处理后,最好用热肥皂水漂洗数分钟,再用冷水冲洗。
然后,又用热水冲洗,吹于。
二、酸性氧化法“发蓝”药液
1.配方:
磷酸3~10克硝酸钙80~100克过氧化锰10~15克水1000克
2.制法:
按配方计量后,在不断搅拌条件下,依次把磷酸、过氧化锰和硝酸钙加入其中,溶解,混合均匀即可。
3.说明:
(1)金属器件先经洗净和干燥后才能进行“发蓝”处理。
(2)此法所得保护膜呈黑色,其主要成分是由磷酸钙和铁的氧化物所组成,其耐腐能力和机械强度均超过碱性氧化法所得的保护膜。
4.“发蓝”工作温度为100℃,处理时间为40~45分钟。
在处理碳素钢时,药液中磷酸含量控制在3~5克/升;处理合金钢或铸钢时,磷酸含量控制在5~10克/升。
应注意定期分析药液磷酸的含量。
5.“发蓝”处理后金属器件的清洗方法同上。
生克片
提花针
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