【正文】 ，如果對(duì)RSt37材料需反壓力=100KN及壓邊力=300KN能得到完全的光潔沖裁面，那么對(duì)RSt52材料則需反壓力=200KN及壓邊力=400KN方可。產(chǎn)生的塌角也比精沖薄板時(shí)的大。（5） 冷作硬化程度：硬度、深度。 精沖零件有如下最顯著的質(zhì)量標(biāo)志：（1） 尺寸精度：外形、內(nèi)形、孔距、垂直度、平行度、深度、寬度。厚板沖裁時(shí)，由于板料厚、沖裁力大，沖裁過(guò)程中剪切區(qū)以外的金屬容易隨凸模流動(dòng)，所以，為了解決這個(gè)問(wèn)題，在壓板和凹模上都布置齒圈，使在壓應(yīng)力作用下提高被加工材料的塑性變形能力，提高工件的質(zhì)量。冷作硬化精沖是在三向應(yīng)力的作用下使材料發(fā)生塑性變形。沖裁力由沖裁力公式，可得出對(duì)于材料相同的同一零件的沖裁，板厚t是沖裁力唯一決定因素。由于為引起的應(yīng)力，所以的極值問(wèn)題，可以歸結(jié)為求的極值問(wèn)題。當(dāng)然采用小間隙的目的不僅是為了提高。 應(yīng)力偏量包括一對(duì)剪應(yīng)力、和由，構(gòu)成的二對(duì)剪應(yīng)力，應(yīng)力偏量使材料在精沖過(guò)程中產(chǎn)生塑性變形。變形區(qū)內(nèi)任一點(diǎn)的應(yīng)力張量在變形區(qū)內(nèi)任一點(diǎn)O取坐標(biāo)系XYZ，在該處取一基元六面體，其上作用的應(yīng)力示于圖26。隨著精沖過(guò)程的進(jìn)行，AB距離和矩形變形區(qū)逐漸縮短，一部分材料將轉(zhuǎn)移到AB以外的已變形區(qū)，當(dāng)AB距離達(dá)到最小值時(shí)，材料全部轉(zhuǎn)移，精沖過(guò)程完畢。圖23 精沖工藝力能一行程圖1—精密沖裁力曲線 2—壓邊力曲線 3—反壓力曲線精沖變形模式根據(jù)對(duì)精沖塑性變形過(guò)程的測(cè)試，觀察和分析提出了精沖的變形模式，如圖24所示。 圖22 精沖過(guò)程 PR一壓邊力；PC一反壓力；PS一沖裁力。與此相反，今天的趨勢(shì)則是加大板厚和使用高強(qiáng)度的材料。精沖時(shí)，材料的塑性流動(dòng)必須擴(kuò)展到整個(gè)板厚，因此沖裁面是完全光亮的。 圖21 普通沖裁與精密沖裁的對(duì)比在普通沖裁時(shí)沖裁面上的光亮區(qū)只占板厚的1/3，其余為斷裂區(qū)。然而厚板精沖工藝的難度比較大，所以對(duì)各工藝參數(shù)進(jìn)行研究，了解和掌握影響厚板精沖件質(zhì)量的主要因素，有針對(duì)的改善厚板精沖工藝參數(shù)，從而獲得各項(xiàng)指標(biāo)合格的厚板精沖件就顯得非常有必要。因此，解決精沖材料問(wèn)題是我國(guó)的精沖行業(yè)上臺(tái)階的核心環(huán)節(jié)。由于目前國(guó)內(nèi)精沖行業(yè)仍然處于模具發(fā)展階段，材料需求品種多、批量小，因此，國(guó)內(nèi)主要鋼廠都不生產(chǎn)精沖專用鋼。但目前國(guó)內(nèi)企業(yè)在復(fù)雜精沖模具，特別是精沖復(fù)合成形模具的開發(fā)方面仍缺乏經(jīng)驗(yàn)，有些企業(yè)對(duì)某些特定產(chǎn)品具備了一定的技術(shù)積累，但總體上與國(guó)外先進(jìn)水平仍有很大的差距。上述兩種類型的精沖生產(chǎn)單位，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的生產(chǎn)錘煉和成長(zhǎng)，進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，均能長(zhǎng)期穩(wěn)定的組織精沖件大批量生產(chǎn)，在質(zhì)量上達(dá)到了外資企業(yè)的技術(shù)要求，產(chǎn)品進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)。在國(guó)外20世紀(jì)50年代進(jìn)入實(shí)用階段；60年代大發(fā)展，生產(chǎn)精沖壓力機(jī)的廠家驟增到10家；70年代中期進(jìn)入大型精沖件的普及期；強(qiáng)力壓邊精沖在生產(chǎn)中已經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)，在國(guó)外已經(jīng)發(fā)展成為成熟的工藝。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有精沖件大部分值均在3以下，國(guó)外技術(shù)規(guī)范中值一般均在5以下。材料的強(qiáng)度越高、厚度越厚、尺寸越大；零件的內(nèi)、外形廓尺寸越??；零件形狀越復(fù)雜、需要采用的精沖復(fù)合工藝越多、零件空間尺寸精度要求越高；則精沖工藝的難度越大。而其應(yīng)用范圍由最初只限于鐘表、照相機(jī)和計(jì)量?jī)x器的小型精密零件擴(kuò)展到汽車、拖拉機(jī)、農(nóng)機(jī)、運(yùn)輸機(jī)械、起重機(jī)械、紡織機(jī)械、輕工機(jī)械、軍械、航空器等制造部門。在工業(yè)化國(guó)家，精沖技術(shù)已廣泛應(yīng)用于汽車制造、航空器制造及通用機(jī)械等各工業(yè)部門精沖技術(shù)進(jìn)入中國(guó)已經(jīng)40多年，經(jīng)過(guò)幾代工程技術(shù)人員的不懈努力，已經(jīng)具備了一定的研究和開發(fā)能力，形成了如中航精機(jī)、東風(fēng)精沖等幾個(gè)有影響的生產(chǎn)基地。精沖加工的零件可直接裝配使用，具有很高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，是沖壓領(lǐng)域的先進(jìn)精密加工技術(shù)之一。目錄1 緒論 精沖技術(shù)的概述 11. 2 精沖的應(yīng)用范圍及適用對(duì)象 1 國(guó)內(nèi)外精沖技術(shù)的現(xiàn)狀 2 厚板精沖研究的必要性 32 精沖原理分析 精密沖裁與普通沖裁的比較 5 精沖變形機(jī)理與應(yīng)力分析 6 變形機(jī)理 6 變形區(qū)的應(yīng)力分析 8 厚板精沖的特點(diǎn) 113 厚板定位塊的精沖工藝及模具設(shè)計(jì) 影響精沖工藝和模具的主要因素 13 13 精沖工藝和模具的影響因素 14 精沖模具結(jié)構(gòu) 19 沖裁件的排樣與搭邊 22 精沖工藝力與壓力中心的計(jì)算 24 精沖力的計(jì)算 24 壓力中心的計(jì)算 26 凸、凹模間隙 27 凸模和凹模的尺寸 28 30總結(jié) 38致謝 40參考文獻(xiàn) 41附錄附錄A： 42附錄B： 51附錄C: 63641 緒論 精沖技術(shù)的概述，1923年他通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)明強(qiáng)力壓邊精沖并獲得專利。精沖屬于材料分離加工，是指通過(guò)一次沖壓行程就可獲得切口斷面光潔、輪廓尺寸精度高的沖裁零件的工藝方法。精沖可以獲得尺寸精度高、沖裁面光潔、翹曲小且互換性好的優(yōu)質(zhì)零件，并可以減少甚至取消校平、磨削等后續(xù)加工工序，以較低的成本達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量的改善與生產(chǎn)效率的提高。沖裁板厚也由最初的薄板沖裁發(fā)展到厚板沖裁。其中有一定難度的汽車坐椅調(diào)角器總成，汽車、坦克、飛機(jī)制動(dòng)摩擦片，汽車變速箱撥叉，~6mm的各種齒輪，摩托車主、從動(dòng)鏈輪，空壓機(jī)閥板等均能大批量生產(chǎn)。表征精沖模刃口部分的受力強(qiáng)度系數(shù)，屬于難精沖零件。目前精沖件正向大、厚、硬、精方向發(fā)展。一方面從國(guó)外引進(jìn)，以蘇州東風(fēng)精沖模具公司和廣州精沖零件公司為代表，采用的精沖壓力機(jī)和精沖模具主要加工設(shè)備均從國(guó)外進(jìn)口；一方面自主開發(fā)，以北京機(jī)電研究所、重慶九五所和杭州武林長(zhǎng)為代表，采用國(guó)產(chǎn)精沖設(shè)備。我國(guó)目前已經(jīng)具備了一定的精沖模具開發(fā)能力，特別是在模具加工設(shè)備方面，已具備精沖模具開發(fā)所必須的精密加工、檢測(cè)設(shè)備、模具材料和圖層技術(shù)。普通熱軋鋼板必須經(jīng)過(guò)特殊的冷精軋和球化退火處理才能滿足要求。此外，質(zhì)量要求高的零件一般應(yīng)采用冷軋鋼，但是目前國(guó)內(nèi)大量使用熱軋材料代替冷軋材料,影響產(chǎn)品質(zhì)量。根據(jù)德國(guó)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DIN1543,將鋼材按厚度分為三類： 薄板 中板 厚板 根據(jù)中國(guó)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，鋼材按厚度可分為：薄板 中板 厚板 隨著制造工業(yè)的不斷發(fā)展，特別是對(duì)厚度為6～12mm的精沖鈑金件的需求量大大增加。首先，來(lái)看看普通沖裁與精密沖裁工藝原理和沖裁面的對(duì)比，如圖21?；诓牧系睦渥饔不?，變形能力隨沖裁行程的增加而減小，便以致裂紋的形成，裂紋相接進(jìn)而形成典型的斷裂表面。在開始時(shí)首先生產(chǎn)大批量的由軟材料制作的薄精沖件。(a)模具初始位置；(b)齒圈壓入；(c)沖裁；(d)沖裁過(guò)程結(jié)束；(e)模具開啟； (f)頂出沖孔廢料；(g)頂出零件及卸出帶料；(h)排出零件和廢料，向前送料。虛線表示普通沖裁的沖裁力—行程曲線，可以看出，普通沖裁凸模進(jìn)入材料的1/3厚度時(shí)，工件就已經(jīng)和材料分離，結(jié)束了沖裁過(guò)程，而精沖力曲線則顯示，精沖是塑性變形的過(guò)程，沖裁結(jié)束時(shí)工件才和材料。凸凹模刃口連線AB還將塑性變形區(qū)分成2兩個(gè)區(qū)間，在精沖過(guò)程中1區(qū)間的材料將被凸模逐漸擠壓到條料上；2區(qū)間的材料將被凹模逐漸擠壓到工件上。圖25 精沖時(shí)作用于變形區(qū)的外力圖中：P=Ps+ PG+ PR式中P——總沖壓力； Ps——沖裁力； PG——反壓力； PR——壓邊力； N一側(cè)壓力； R——支反力； FX，F(xiàn)Y，F(xiàn)X/，F(xiàn)Y/——摩擦力。球形應(yīng)力張量系O點(diǎn)所受的靜水壓，它影響該點(diǎn)材料的塑性。（2）增大為側(cè)向力引起的正應(yīng)力，它與凸凹模間隙及刃口的圓角密切相關(guān)，間隙偏大將降低，因此小間隙是實(shí)現(xiàn)精沖的關(guān)鍵因素。（4）采用最佳壓邊圈齒形內(nèi)角當(dāng)壓邊力一定時(shí)，還存在著壓邊圈齒形內(nèi)角取何值時(shí)有最大值的問(wèn)題。 厚板精沖的特點(diǎn)與薄板精沖相比，厚板精沖有許多自身的特點(diǎn)。研究表明：厚板沖裁間隙必須盡可能的小，并隨板厚的增加，相對(duì)沖裁間隙要相應(yīng)減小，才能得到完整的光亮剪切面。薄板沖裁一般只在壓板或凹模上布置齒圈。一般不需要進(jìn)行二次加工。（4） 毛刺大?。焊叨取⒑穸?。板料越厚，得到完整的光潔面的難度越大，質(zhì)量越不容易控制。為了獲得光亮的剪切面，必須提高力的參數(shù)，并采取其它如減小間隙和增大刃口圓角半徑等措施。 相對(duì)間隙Sp/S(%)圖32 不同相對(duì)間隙下的沖孔光潔面材料RSt37；板厚S=6mm；▲PG=100kN； O PG=200kN； 口PG=300kN圖32中可以看出，當(dāng)Sp／S≤0．5％時(shí)，不論壓板帶齒圈與否，均可達(dá)到100％的光亮剪切。所以，對(duì)落料，應(yīng)在凹模刃口上倒圓角；對(duì)沖孔，應(yīng)在凸模刃口上倒圓角。對(duì)較厚板的孔，在凸模刃口上做成稍大些的圓角，也可避免沖孔沖裁面發(fā)生斷裂和撕裂。主要是阻止剪切區(qū)以外的金屬，在剪切過(guò)程中隨凸模流動(dòng)，并在剪切區(qū)產(chǎn)生三向應(yīng)力，提高被加工材料的塑性變形能力，獲得光亮剪切面和減少塌角。而在無(wú)反壓力下，臺(tái)階形壓邊圈的效果則不好。2） 齒圈位置的影響。3） 齒形距離的影響。對(duì)一定的精沖件，由于齒形距離的不同，欲得到良好的沖裁面，要求有不同的壓邊力和反壓力，齒距越大，為了使得在沖裁區(qū)建立起足夠的靜水壓，所需壓邊力也越大。 圖33 齒形距與模具壽命的試驗(yàn)3） 齒形距離對(duì)撓度和塌角的影響。如果a值越大，壓邊力增大，浪費(fèi)材料，然而沖裁面較好。如圖34。 表32 雙面V形齒圈尺寸 料厚tahH4～55～636～88～1010～12212～157壓邊力和反壓力的影響及確定壓邊力和反壓力是精沖工藝中的兩個(gè)重要的參數(shù)，在與沖壓力的共同作用下，在剪切變形部分產(chǎn)生靜水壓力，提高了材料的塑性，從而獲得良好的剪切面。4） 采用雙齒圈時(shí)，達(dá)到100%光亮剪切所需的壓邊力比單齒圈的要低。2） 反壓力對(duì)孔的光潔面部分的大小影響非常重要，隨著反壓力的提高，孔壁的光潔面部分也提高。2） 提高壓邊力與提高反壓力的作用相反，有利于塌角減小，塌角寬度和塌角高度隨壓邊力的提高而變小。由于上出料，凸凹?？椎纳疃炔恍枰ㄟ^(guò)凸凹模整個(gè)的高度，可使凸凹模和模座更堅(jiān)固。 圖3 5 活動(dòng)凸模式模具典型結(jié)構(gòu)a) b)圖3 6 固定凸模式模具典型結(jié)構(gòu)a)常用結(jié)構(gòu) b)采用專用結(jié)合環(huán)典型結(jié)構(gòu)（1）活動(dòng)凸模式精沖模 如圖35所示，這種模具結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：凸模靠模座和壓邊圈分別固定在上、下模座上，凸模通過(guò)壓邊圈和凹模保持相對(duì)位置，因此要求凸模和壓邊圈之間的間隙比凸模和凹模之間的間隙更小。 固定凸模式精沖模適合：1） 大型或狹長(zhǎng)的零件。5） 需要連續(xù)精沖的零件等。由上分析，結(jié)合活動(dòng)凸模式精沖模和固定凸模式精沖模的特點(diǎn)及適用范圍，對(duì)于如上精沖零件選擇固定凸模式精沖模比較合適。表33為部分厚板精沖塔邊的最小值。（1） 一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的材料利用率： 表33 搭邊最小值 料厚txy 45676788810101012121215 圖38 定位塊的排樣圖 式中 A——一個(gè)沖裁件的面積，； n——一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的沖裁件數(shù)量； B——條料寬度，mm 。零件的面積為：，一個(gè)進(jìn)距都沖一個(gè)零件，則對(duì)排樣A：對(duì)排樣B：對(duì)排樣C： 對(duì)排樣D： 由上面計(jì)算可以得出，排樣A的材料利用率最高。所以，沖裁力可按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： 式中 為系數(shù)，取決于材料的屈強(qiáng)比，所以壓邊力壓邊力按以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： 式中 為系數(shù)，取決于，查[1]表61可得；為工件外周邊長(zhǎng)度；h為V形齒高。則其中，=，h=。在模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能使沖裁力的壓力中心和壓力機(jī)滑塊的壓力中心一致，以保證導(dǎo)向精度和減少模具與壓力機(jī)的磨損。由圖310可看出，此零件關(guān)于Y軸對(duì)稱，所以沖裁合力中心S相對(duì)Y軸的距離為：。凸模和凹模的間隙數(shù)值如表34 表34 凸模和凹模的間隙 (t%)料厚t/mm外形內(nèi)形（孔，直徑d）dtd=(1~5)td5t123461015應(yīng)強(qiáng)調(diào)，在實(shí)際工作中，必須結(jié)合精沖件的材質(zhì)和剪切面的質(zhì)量要求，靈活運(yùn)用表34中的數(shù)據(jù)。由上表，可選取定位塊凸模和凹模之間的間隙為：外形,內(nèi)形。式中 ——零件最大極限尺寸（mm）孔心距尺寸（C類：尺寸不變）式中 C——模具刃口中心距尺寸（mm） ——零件孔中心距最大、最小極限尺寸（mm）現(xiàn)根據(jù)以上公式計(jì)算圖37所示零件的模具刃口尺寸。工作過(guò)程中精沖模具同時(shí)承受三種載荷，受力大，間隙小，與普通沖裁模相比，具有精導(dǎo)向、高強(qiáng)度、大剛度的特點(diǎn)，并設(shè)計(jì)了潤(rùn)滑、冷卻、排氣裝置，改善模具工作環(huán)境，提高模具壽命。所以凹模的外形尺寸取。在凹模的下表面設(shè)有半徑為1mm的