【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 向與以上相反，故偏差值是二者的綜合結(jié)果。 當(dāng)間隙過小，則板料的沖裁過程中除剪切外還會(huì)受到較大的擠壓作用，沖裁后。材料的彈性恢復(fù)使沖裁件尺寸向?qū)嶓w的反方向脹大。對(duì)于落料件，其尺寸將會(huì)大于凹 模尺寸，對(duì)于沖孔件，其尺寸將會(huì)小于凸模尺寸。 7 沖裁件形狀誤差及其影響因素 沖裁件的形狀誤差是指翹曲、扭曲、變形等缺陷。沖裁件呈曲面不平現(xiàn)象稱之為翹曲。它是由于間隙過大、彎矩增大、變形拉伸和彎曲成分增多而造成的，另外材料的各向異性和卷料未矯正也會(huì)產(chǎn)生翹曲。沖裁件呈扭歪現(xiàn)象稱之為扭曲。它是由于材料的不平、間隙不均勻、凹模后角對(duì)材料摩擦不均勻等造成的。沖裁件的變形是由于坯料的邊緣沖孔或孔距太小等原因，因脹形而產(chǎn)生的。 綜上所述，用普通沖裁方法所能得到的沖裁件，其尺寸精度與斷面質(zhì)量都不太高。金屬?zèng)_裁件所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度為 IT14～ IT10，要求高的可達(dá)到 IT10～ IT8 8 級(jí)。厚料比薄料更差。若要進(jìn)一步提高沖裁件的質(zhì)量要求，則要在沖裁后加整修工序或采用精密沖裁法。 模具壽命的分析 模具失效的原因一般有：磨損、變形、崩刃、折斷和漲裂。 沖裁過程中作用于凸、凹模上的力為被沖材料的反作用力，凸、凹模刃口受著極大的垂直壓力與側(cè)壓力的作用，高壓使刃口與被沖材料接觸面之間產(chǎn)生局部附著現(xiàn)象，當(dāng)接觸面相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，附著部分就產(chǎn)生剪切而引起磨損。這種附著磨損，是沖模磨損的主要形式。當(dāng)接觸壓力愈大，相對(duì)滑動(dòng)距離愈大，模具材料愈軟，則磨 損量愈大。 沖裁中的接觸壓力，即垂直力、側(cè)壓力、摩擦力均隨間隙的減小而增大，且間隙小時(shí)，光亮帶變寬，摩擦距離增長(zhǎng)，摩擦發(fā)熱嚴(yán)重，所以小間隙將使磨損增加，甚至使模具與材料之間產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn)象。而接觸壓力的增大，還會(huì)引起刃口的壓縮疲勞破壞，使之崩刃。小間隙還會(huì)產(chǎn)生凹模脹裂，小凸模折斷，凸凹模相互啃刃等異常損壞。當(dāng)然，影響模具壽命的因素很多，有潤(rùn)滑條件，模具制造材料和精度、表面粗糙度、被加工材料特性、沖裁件輪廓形狀等，但間隙卻是其中一個(gè)主要因素。 所以為了減少凸、凹模的磨損，延長(zhǎng)模具使用壽命，在保證沖裁件質(zhì)量 的前提下適當(dāng)采用較大的間隙值是十分必要的。若采用小間隙，就必須提高模具硬度、精度、減小模具粗糙度、良好潤(rùn)滑，以減小磨損。 第 3 章 拉深模具設(shè)計(jì) 拉深工藝分析 拉深是在 模具是 拉深（又稱拉延）是利用拉深模在壓力機(jī)的壓力作用下，將平板坯料或空心工序件制成開口空心零件 ，板平面內(nèi)產(chǎn)生切向壓應(yīng)力和徑向壓應(yīng)力，坯料通過拉深凹模向直壁流動(dòng)。 實(shí)驗(yàn)表明凸，凹模圓角半徑大小，模具表面的粗糙度，潤(rùn)滑效果和變形均勻程度對(duì)應(yīng)力的大小變化都有影響的，拉深件會(huì)發(fā)生破裂，破裂發(fā)生在法蘭的圓角處，產(chǎn) 9 生塑性破裂。 拉深過程中出 現(xiàn)質(zhì)量問題主要是凸緣變形區(qū)的起皺和筒壁傳力區(qū)的拉裂。凸緣區(qū)起皺是由于切向壓應(yīng)力引起板料失去穩(wěn)定而產(chǎn)生彎曲；傳力區(qū)的拉裂是由于拉應(yīng)力超過抗拉強(qiáng)度引起板料斷裂。同時(shí)，拉深變形區(qū)板料有所增厚，而傳力區(qū)板料有所變薄。這些現(xiàn)象表明，在拉深過程中，坯料內(nèi)各區(qū)的應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)是不同的，因而出現(xiàn)的問題也不同。 有凸緣的工件 第一次拉深時(shí)，其凸緣的外徑應(yīng)等于成品零件的尺寸（加修邊量），在以后的拉深工序中僅僅使已拉深成的工序件的直筒部分參加變形，逐步地達(dá)到零件尺寸要求，第一次拉深時(shí)已經(jīng)形成的凸緣外徑必須保持在以后拉深工序中不再收 縮。因?yàn)樵谝院蟮睦罟ば蛑?，即使凸緣部分產(chǎn)生很小的變形，筒壁傳力區(qū)將會(huì)產(chǎn)生很大拉應(yīng)力，使危險(xiǎn)斷面拉裂。為此在調(diào)節(jié)工作行程時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制凸模進(jìn)入凹模的深度。 對(duì)于多數(shù)普通壓力機(jī)來說，要嚴(yán)格做到這一點(diǎn)有一定困難，而且尺寸計(jì)算還有一定誤差，再加上拉深時(shí)板料厚度有所變化，所以在工藝計(jì)算時(shí)，除了應(yīng)精確計(jì)算工序件高度外，通常有意把第一次拉入凹模的坯料面積加大 3％～ 5％（有時(shí)可增大至 10%），在以后各次拉深時(shí)，逐步減少這個(gè)額外多拉入凹模的面積，最后使它們轉(zhuǎn)移到零件口部附近的凸緣上。用這種辦法來補(bǔ)償上述各種誤差，以 免在以后各次拉深時(shí)凸緣受力變形。 拉深件的拉深工序計(jì)算 在制定拉深工藝和設(shè)計(jì)模具時(shí)，必須確定該零件是否可以一次拉深成型，或需要幾道工序才可以拉深成型，這個(gè)問題關(guān)系到制造的經(jīng)濟(jì)性和產(chǎn)品質(zhì)量，在確定拉深工序次數(shù)時(shí)，要做到毛坯受力不超過材料的極限強(qiáng)度，又能夠充分利用材料的塑性，應(yīng)該在側(cè)壁的強(qiáng)度的允許條件下，采用盡可能大的變形程度。 拉深毛坯尺寸計(jì)算 修邊余量的確定，在拉深過程中，受到材 料方向性，模具間隙不均勻，板厚的變化，摩擦阻力的變化和定位不準(zhǔn)確等因數(shù)的影響，制件的口部或法蘭的周邊會(huì)出現(xiàn)不整齊的現(xiàn)象。為了確保制件的外觀質(zhì)量和尺寸精度。選取適當(dāng)?shù)男捱呌嗔俊? 根據(jù)手冊(cè)查詢： 10 選取修邊余量為 4mm 毛坯尺寸 長(zhǎng) 290mm ，寬 105mm. 拉深系數(shù)確定 在制定拉深工藝時(shí)，如拉深系數(shù)取得過小，就會(huì)使拉深件起皺、斷裂或嚴(yán)重變薄超差。因此拉深系數(shù)減小有一個(gè)客觀的界限，這個(gè)界限就稱為極限拉深系數(shù)。極限拉深系數(shù)與材料性能和拉深條件有關(guān)。從工藝的角度來看，極限拉深系數(shù)越小越有利于減少工序 數(shù) 。 凸凹模圓角 半徑的影響： 凸、凹模圓角半徑也不宜過大，過大的圓角半徑，會(huì)減少板料與凸模和凹模端面的接觸面積及壓料圈的壓料面積，板料懸空面積增大，容易產(chǎn)生失穩(wěn)起趨。 凸、凹模之間間隙也應(yīng)適當(dāng)，太小，板料受到太大的擠壓作用和摩擦阻力，增大拉深力；間隙太大會(huì)影響拉深件的精度，拉深件錐度和回彈較大。 摩擦潤(rùn)滑 凹模和壓料圈與板料接觸的表面應(yīng)當(dāng)光滑，潤(rùn)滑條件要好，以減少摩擦阻力和筒壁傳力區(qū)的拉應(yīng)力。而凸模表面不宜太光滑，也不宜潤(rùn)滑，以減小由于凸模與材料的相對(duì)滑動(dòng)而使危險(xiǎn)斷面變薄破裂的危險(xiǎn)。 壓料圈的壓料力 壓料是為了防止坯料起皺，但壓料力卻增大了筒壁傳力區(qū)的拉應(yīng)力，壓料力太大，可能導(dǎo)致拉裂。拉深工藝必須正確處理這兩者關(guān)系，做到既不起皺又不拉裂。為此，必須正確調(diào)整壓料力，即應(yīng)在保證不起皺的前堤下，盡量減少壓料力，提高工藝的穩(wěn)定性。 拉深時(shí)，坯料內(nèi)各部分的受力關(guān)系。筒壁所受的拉應(yīng)力除了與徑向拉應(yīng)力 有關(guān)之外，還與由于壓料力 引起的摩擦阻力、坯料在凹模圓角表面滑動(dòng)所產(chǎn)生的摩擦阻 11 力和彎曲變形所形成的阻力有關(guān)。筒壁會(huì)不會(huì)拉裂主要取決于兩個(gè)方面：一方面是筒壁傳力區(qū)中的拉應(yīng)力；另一方面是筒壁傳力區(qū)的抗拉強(qiáng) 度。當(dāng)筒壁拉應(yīng)力超過筒壁材料的抗拉強(qiáng)度時(shí)，拉深件就會(huì)在底部圓角與筒壁相切處 —— “ 危險(xiǎn)斷面 ” 產(chǎn)生破裂。 要防止筒壁的拉裂，一方面要通過改善材料的力學(xué)性能，提高筒壁抗拉強(qiáng)度；另一方面是通過正確制定拉深工藝和設(shè)計(jì)模具，合理確定拉深變形程度、凹模圓角半徑、合理改善條件潤(rùn)滑等，以降低筒壁傳力區(qū)中的拉應(yīng)力。 此外，影響極限拉深系數(shù)的因素還有拉深方法、拉深次數(shù)、拉深速度、拉深件的形狀等。采用反拉深、軟模拉深等可以降低極限拉深系數(shù)；首次拉深極限拉深系數(shù)比后次拉深極限拉深系數(shù)?。焕钏俣嚷?，有利于拉深工作的正常進(jìn)行，盒形件 角部拉深系數(shù)比相應(yīng)的圓筒形件的拉深系數(shù)小。 根據(jù)推算法計(jì)算拉深系數(shù)： 查詢現(xiàn)在沖壓技術(shù)手冊(cè)：表 519 得到帶法蘭圓筒件的拉深系數(shù)為， m1= 計(jì)算假想拉深公式： m=]1....4/3*3/22/1[ /}//)1(*]/)1(.......[)/2(*)3/2()/1(*)2/1{( ?? ????? hhhhhh DdnDnhhnnhDhhhhDhhh =1)( )115/72(*)( ? = 經(jīng)過比較： mm1 所以可以判斷此零件可以一次拉深成形 判斷是否采用壓邊裝置 本零件時(shí)帶凸緣得筒形零件，由零件帶凸緣由設(shè)計(jì)手冊(cè)和模具結(jié)構(gòu)可知，帶凸緣得筒形件拉深必須采用壓邊圈 壓邊力計(jì)算 QF AP? A— 壓邊圈面積 P— 單位壓邊力，由表查得 P＝ 所以 2 2 21 ( 42 6 28 1. 5 ) 80 25 3. 54A m m??? ? ? 8 0 2 5 3 .5 3 2 4 0 .7 6QF KN? ? ? 12 拉深力計(jì)算 ： 生產(chǎn)中經(jīng)常用經(jīng)驗(yàn)公式來進(jìn)行計(jì)算 bF K dt??? 拉深直徑 d＝ 280mm 板料厚度 t＝ 1mm 沖壓材料 45 號(hào) 鋼 由沖壓常用金屬材料得力學(xué)性能表可以查得： 抗拉強(qiáng)度 330b Mpa? ? M= 1 3 . 1 4 2 8 1 . 5 1 . 5 3 3 0 4 3 7bF K d t K N??? ? ? ? ? ? ? 7 8 2 . 5 2 3 9 . 1 3 4 3 7 2 4 0 . 7 6 1 4 9 9 . 4F F F F F KN? ? ? ? ? ? ?壓總 拉落 卸 ＝ ＝ 選壓力機(jī) F≥ = = 設(shè)計(jì)選用開式雙柱固定臺(tái)壓力機(jī) 壓力機(jī)型號(hào) JA21－ 160A 共稱壓力： 4000KN 相關(guān)技術(shù)參數(shù)： 模柄孔尺寸 直徑深度（ mm）： 100 120? ? 13 最大裝模高度（ mm）： 5