精冲件的加工难度影响因素分析及应对措施

  • 时间:
  • 浏览:1

精冲件的加工难度直接影响其制造成本,假若研究精冲件的加工难度并对难加工件采取有效的技术方式,有有助于于降本增效。而针对某个具体的精冲件而言,制造成本与其加工难度等级直接相关,加工难度越大,制造成本越高。

精冲件的加工难度与下列多个主次有关:

(1)尺寸主次:板料淬硬层 、外形大小;

(2)剪切面主次:剪切表面撕裂与完好率等级要求、塌角大小;

(3)材料主次:硬度、强度、碳化物球化率(中高碳钢或合金钢)、各向异性等;

(4)形态学 主次:锐角与圆角半径大小,槽宽、悬臂、孔径、孔间距、孔边距与料厚的比值大小,与否齿形,与否半冲孔、沉孔、局部减薄、内外形倒角、弯曲、拉深、翻边等复合成形;

(5)精度主次:形态学 与位置精度高低;

(6)这个主次:热防止、表面防止等要求。

国家机械行业标准JB/T 9175.1-2013《精密冲裁件第一主次:形态学 工艺性》从形态学 工艺性淬硬层 ,对精冲件形态学 主次,如圆角半径、槽宽、悬臂、环宽、孔径、孔边距、齿轮模数、半冲孔相对淬硬层 等相关的加工难易等级进行了规定。标准针对每个形态学 主次,都将加工难易程度分为容易、中等、困难有1个多多级别。本文针对标准未涉及到的这个精冲件加工难度影响因素进行探讨,并简要介绍生产中的应对方式。

精冲件尺寸的影响

淬硬层 和外形尺寸越大,精冲难度越大。适合精冲的板料淬硬层 一般在3~12mm之间,精冲难度指数随淬硬层 呈直线上升。淬硬层 越大,剪切面越容易冒出撕裂、剥落严重不足,假若模具寿命越低。一般而言,淬硬层 小于5mm,属于容易精冲的;淬硬层 5~9mm,属于中等难度的;淬硬层 大于9mm,则属于困难的,如图1所示。

精冲件外形尺寸大小,从理论方面上说,假若设备吨位足够大,则这样哪几种限制。假若当外形尺寸大到一定程度,假若材料的各向异性以及在冲切过程中模具的受力变形,意味着着着精冲件尺寸精度难以保证。一般最大外形尺寸小于400mm,属于容易精冲的;在400~2400mm,属于中等难度的;大于2400mm,则属于困难的,图2所示精冲件,最大外形尺寸达4400mm,属于难精冲零件。

只是实际生产中,对于厚而大的精冲件,要注意采取以下方式:

(1)模具的刚度要足够大,而增大模具刚度的主要方式只是我尽假若加大凹模、齿圈压板和模板的淬硬层 ;

(2)凹模外周设置应力圈,减少其受力变形和防止开裂;

(3)根据冲压件尺寸与模具尺寸的差异,对模具刃口尺寸进行适当补偿。

剪切面质量要求的影响

剪切面光洁、垂直度高、无撕裂和剥落,是精冲件的最大优点。假若,随着板料淬硬层 的增大以及剪切形态学 的僵化 (主只是我尖角),要想获得400%的光洁面是很困难的。假若在国家机械行业标准JB/T 9175.2-2013《精密冲裁件第二主次:质量》中对精冲剪切面质量进行了分级。其中表面完好率分为八个等级,允许的撕裂程度分为有1个多多等级。对表面质量要求越高,加工时的修模频率和废品率越高,综合生产强度越低。

抑制剪切面撕裂、减少剥落的技术方式,有少量文献可供参考,关键是要控制好模具间隙、刃口圆角、原材料球化率、压边力与反压力、工艺润滑等各个环节。

这个产品还对塌角有明确要求,在一般技术条件下,精冲剪切面上一侧是自然塌角,另一侧是毛刺,自然塌角的大小在JB/T 9175.2-2013标准带有规定。假若产品的塌角要求小于标准规定值,就前要采取特殊的技术手段或增加工序来保证。有效减少塌角的技术方案几乎这样公开的报道,由各企业内部人员控制,通常的防止方式是增加后续工序,如平面磨削或局部修整。

图3是变速箱用精冲件,内部人员齿形塌角按行业标准允许达到0.9mm,但图纸要求不大于0.2mm,精冲难以达到,前要在精冲后进行平面磨削。

精冲件材料的影响

材料强度(或硬度)越大,精冲力越大,模具容易变形,薄弱的冲切元件容易断裂,刃口容易崩刃。假若,材料强度越大,精冲难度越大;材料的延伸率越大,冲切表面越不易产生撕裂和剥落,容易获得光洁冲切面,精冲难度小;碳化物组织的颗粒越小(最好是细球状),越容易精冲,主只是我容易获得光洁冲切面;材料的各向异性越大,精冲件尺寸精度越不易保证,对于大型精冲件影响尤甚。

综合而言,低碳钢和低碳合金钢,精冲难度小;中碳钢跟生碳合金钢,精冲难度中等;而高碳钢和高碳合金钢,则精冲难度大。

而在中、高碳钢精冲时,多数具体情况下都前要对材料进行球化防止,假若为了控制淬硬层 公差,还前要选折 冷轧具体情况的材料,因而“冷轧球化态”是精冲用料的常态。

精冲件精度要求的影响

精冲件尺寸精度(包括形态学 和位置精度)高于普通冲裁件,这也是精冲工艺的优势所在。但精冲加工都是其局限性,假若在精冲过程中,冲切面周围的材料会受到拉伸或压缩变形,形成一定内应力,脱模后内应力释放,意味着着着零件尺寸与模具尺寸不一致。你这个 尺寸变化量的大小又与只是因素有关,如材料的强度、模具的刚度、模具刃口圆角的大小、冲裁间隙大小、压边力与反压力大小、模具型腔的粗糙度大小以及润滑油的种类、零件的形态学 形态学 等。正是假若受到这样多因素影响,精冲件尺寸精度假若要求严重不足说说,工序能力将非常低下,精冲难度自然增大。当然,上述因素中的每一项对尺寸精度的影响结果都很微小,仅限于微观范围,这也是精冲件精度较高的意味着着着。

一般来说,精度等级大于IT12,属于容易的;介于IT8~IT12之间,属于中等的,小于IT8,则属于困难的。

提高精冲件精度的方式,不外乎从其主要影响因素上考虑。通常模具的刚度、冲裁间隙和刃口圆角是关键,足够大的模具刚度,合理的冲裁间隙以及不产生剪切面撕裂为限的刃口圆角,是冲制高精度零件的重要前提。

这个要求的影响

精冲件多数为汽车、摩托车或这个机械上的重要形态学 件,除了剪切面和精度要求外,一般还有强度或硬度要求,这个产品还有电镀、达克罗等表面防止要求,哪几种要求前要经后续防止达到。但在防止过程中,会造成一定的变形和尺寸变化,针对你这个 假若的变化,前要在精冲模具设计时加以考虑。假若精冲件尺寸精度要求较高,有时即便预先采取了方式,也会因各种僵化 因素意味着着着产品不合格。只是有强度、硬度、表面防止要求的产品,会增大精冲的难度。

一般具体情况下,后续热防止时,精冲件上的孔会收缩,外形会膨胀,缩胀量与材料种类、零件形态学 、尺寸大小以及热防止方式有关。特殊具体情况下前要通过试验摸索热防止变形规律,进而修改模具型腔尺寸。

零件表面防止后留有一定膜厚的镀层,会增大外形尺寸,减小内形尺寸,假若应根据表面防止的种类,之前了解镀层淬硬层 ,在选折 原材料淬硬层 和设计模具型腔尺寸时加以补偿。

作者简介:刘金菊,技术质量部部长,主要从事模具设计及精冲件生产工艺方案跟踪、质量管理、体系管理工作,拥有2项实用新型专利。

注:文章内的所有配图皆为网络转载图片,侵权即删!