精冲模工艺及技术介绍资料精心整理

1、精冲模工艺及技术介绍资料【精心整理】1、何谓精冲精冲一是精密冲裁的简称。精冲是在普冲的基础上，发展起来的一种精密冲压加工工艺。它虽然与普冲 同属于分离工艺，但是包含有特殊工艺参数的加工方法。由它生产的零件也具有不同的质量特 征。特别是在精冲与冷成型（如弯曲、拉深、翻边、镦挤、压沉孔、半冲孔和挤压等）加工工艺 相结合后，精冲零件已有可能在许多领域（如汽车、摩托车、电子工业等），取代以前由普冲、 机加工、锻造、铸造和粉末冶金加工的零件，因而发挥其巨大的技术优势和经济效益。2、精冲分类各种不同的精冲方法，按其工艺方式，主要分类如下：二精冲工艺设计基本方法：3、精冲工艺原理3.1普冲与精冲的区别我们常

2、说的精冲，指的是强力压板精冲（见图1） o PR-齿圈力、PS-冲裁力、 PG 反压力。强力压板精冲的基本原理是在专用压力机上，借助特殊结构模具，在强力作用 下，使材料产生塑性剪切变形，从而得到优质精冲件。63.2精冲工艺特点3.3模具工作原理如图2所示，精冲时精冲机上有三种力精冲机是实现精冲工艺的专用设备 （PS PR PG 作用于模具上。冲裁开始前通过齿圈力 PR经剪切线外的导板（6）,使V形 齿圈（8）压入材料并压紧在凹模上，从而在V形齿圈的内面产生横向侧压力，以阻止材料在剪切 区内撕裂和在剪切区外金属的横向流动。同时反压力 PG又在剪切线内由顶件器（4）将材料压紧 在凸模上，并在压紧状

3、态中，在冲裁力PS作用下进行冲裁。剪切区内的金属处三向压应力状态， 从而提高了材料的塑性。此时，材料就沿着凹模刃口形状，呈纯剪切的形式冲裁零件。冲裁结束后，PR和PG压力释放，模具开启，由退料力 PRA和顶件力PGA分 别将零件和废料顶出。并用压缩空气将其吹除。1. 凸凹模；2.凹模；3冲孔凸模；4.顶件器；5.推杆；6.导板;7.顶杆;8. 齿圈；9.精冲材料；10.精冲零件；11.内形废料；PS-冲裁力；PR 齿圈力；PG 反压力；PRA卸料力；PGA顶件力；SP 冲裁间隙3.4、精冲工作过程（见图3）a）模具开启，送入材料；b）模具闭合，在刃口（冲裁线）内外的材料利用齿圈力和反压力压紧；

4、c）用冲裁力PS冲裁材料，压紧力PR和 PG全过程有效压紧；d）滑块行程结束，冲件在凹模内，内孔废料冲入落料凸模中；e）齿圈力PR和反压力PG卸除，模具开启；f）在施加齿圈力的位置，此时作用为：顶出内孔废料和卸除冲压搭边的卸 料力PRAg） 在施加反压力的位置，此时作用为：从凹模中顶冲件的顶件力PGA材 料开始送进；h）吹卸或清除精冲件和内孔废料。材料送进完成。11 > .jRcBrdiMIPr 丹1丨Ki MH* 2*r图3-PR-齿圈力PG-反压力PS-冲裁力PRA-卸料力PG顶件力1压板2凹模3冲裁（落料）凸模4顶件器5精冲材料6精冲零件 7冲内孔废料精冲零件1. 精冲零件的工艺性

5、精冲零件的工艺性，主要指保证零件的技术和使用要求，并在一定的批生产 条件下，在制造上应最简单、最经济。而影响它的主要因素有：（1）零件结构的工艺性；（2）零件尺寸公差和形位公差；（3）材料性能和厚度；（4）冲裁面质量；（5）模具设计、制造质量及寿命；（6）精冲机的选择等。精冲零件结构的工艺性，是指构成零件几何形状的结构单元，它包括：最小 圆角半径、孑L径、壁厚、环宽、槽宽、冲齿模数等的确定尤为重要。图1所示，可供选择精冲零件结构参数的极限值。它们都小于普冲零件。这 是由精冲原理决定的。然而，合理的零件结构参数，有利于提高产品质量，降低生产成本。2. 精冲零件的难度等级根据零件几何形状及其结构单

6、元，在图 1各图中划分为S1、S2和S3三级。51 简单的，适于精冲材料抗剪强度 Ks=700N/mm252 中等的，适于精冲材料抗剪强度 Ks=530N/mm253 复杂的，适于精冲材料抗剪强度 Ks=430N/mm2在S3以下的范围，不适宜精冲，或者要采用特别措施。使用S3的范围时,其条件是冲裁元件要用高速钢制造，且精冲材料抗拉强度 S b<600 N/mm2（抗剪强度Ks< 430N/mm2。例：图1中开关凸轮，材料为Cr15 （球化），Ks=420N/mm2确定其难度等 级。孔径 d= 4.1mm S1搭边 b= 3.5mm S3齿模数 m= 2.25mm S2圆角半径 R

7、a= 0.75mm S1/S2此零件最大难度是搭边b,故总难度为S3,可以精冲。3. 精冲零件的技术要求3.1尺寸公差精冲零件的尺寸公差，取决于：零件形状、模具制造质量、材料厚度及性能、 润滑剂和压力机调整等因素。可由表1中选取。3.2平面度公差精冲零件的平面度是指零件平面的挠度（见图2），其值为：f h s由于精冲材料是在压紧状态下进行的，故精冲件具有较好的平面度。而这种 平面度随零件尺寸、形状、材料厚度及机械性能等不同而有所差别。一般来说，1）、厚料比薄料零件平直；2）、低强度材料比高强度材料平直；3）、压边力大比压边力小的平直。在凸模侧的材料表面总是中凹的，凹模侧总是中凸的。 但如果零件

8、还需要压印、压痕、切口、弯形等工序或用连续模冲裁，由于在零件上产生局部 的变形或冲裁方向不同，致使平面度有较大的波动范围。但无论如何，精冲件总是要比普通冲 压件的平面度好的多。图3是在100mm距离上测定的一般直线度。图1精冲零件几何单元及难度等级A孔径；B槽宽、搭边；C齿模数；D圆角半径。3.3垂直度公差精冲零件的冲裁面与基面成一定的角度公差（倒锥），谓之不垂直度。它与 料厚及其性能、冲裁刃口状态、模具刚度、压力机的调整等有关。一般料厚为1mm时，不垂直度为0.0026mm若料厚为10mm则毛刺侧比塌角大0.052mm图4为料厚与不垂直度的关系。 图2零件平面图3.4冲裁面质量冲裁面是精冲零

9、件质量高低的主要标志。它与材料种类、性能、金相组织、 模具质量和刃口状况、润滑剂及压力机调整等因素有关。冲裁面的结构组成包括：光洁面、 撕裂面、塌角面和毛刺面。冲裁面状况的表示方法和意义如图 5所示，其质量特征表现为三 个方面。图5冲裁面的表示方法图中：S材料厚度；h断裂时，最小光洁面部分占材料厚度 S的百分比（% ； I 鱼鳞状断裂时，最小光洁面部分占材料厚度 S的百分比（% ； b最大允许的鱼 鳞状断裂宽度，b的总和不大于相关轮廓的10%t 允许的断裂深度为1.5%S；e毛刺高度（mm； c塌角宽度为30%S最大）；d塌角深度为20%S最大）（齿形件时为30%S ； E撕裂带的最大宽度。（

10、1）冲裁面粗糙度冲裁面的光洁程度，在冲裁方向和沿周边便于不同位置是有差别的。即塌角 侧优于毛刺侧。冲裁面的粗糙度用算术平均值 aR表示。其值一般Ra= 0.23.6，共分为六 个等级（见表2），测量方向垂直于冲裁方向；测量位置在冲裁面的中部（见图6a）。冲裁面的粗糙度与材料抗拉强度的关系如图6b所示。图6冲裁面粗糙度与抗拉强度的关系（2）冲裁面完好率精冲零件冲裁面完好率分为五个等级（见表 3）冲裁面完好率h1100'islOOSioms90%S90%S75GoS75%S50%S（3） 冲裁面撕裂等级精冲零件冲裁面撕裂等级分为四个级别（见表 4）。（4）冲裁面质量的表示方法和意义如图7所

11、示为冲裁面质量特征的表示方法和意义。图7冲裁面长度表示实例例中，冲裁面粗糙度Ra= 2.4卩m完好率h= 90%SI = 75%S撕裂级别为2。 图8求塌角值tE和bE4. 精冲零件的塌角塌角系指精冲零件内、外廓平面与光洁面交界处的不规则外凸曲线的下陷塑 性变形（见图8）。塌角的大小与料厚、材质、零件形状、反压力及齿圈高度等有关。塌角的计算方法可参看图8选取。一般tE（510） S, bE （510） tE。5. 精冲零件的毛刺毛刺系指精冲零件冲裁面端部上的不规则突起。其大小与材料种类、间隙、 模具刃口状况、凸模进入凹模深度及冲裁次数等有关。精冲时产生的毛刺，不是切削毛刺而是挤压毛刺。判断毛刺

12、的大小，不仅是 毛刺高度，而且还有毛刺根部的厚度。根据VDI3345标准，当模具刃口锋利时，只产生薄毛刺，e= 0.010.08mm 当模具刃口变钝时，产生厚毛刺，e = 0.10.3mm （见图9）。图9精冲毛刺高度设计原则精冲工艺设计的基小原则为：（1）确保产品质量和功能要求。(2) 尽可能用先进工艺技术和新技术成果。(3) 根据生产条件确定批量，选择生产效率较高的。(4) 缩短生产周期，降低生产成小。(5) 注意安全生产及环境保护。2 设计依据工艺设计过程中，注意参考依据由：(1) 根据产品图，分析零件的功能、结构参数和技术条件。(2) 根据产品总装，了解零件的交接状态和协调要求。(3)

13、 根据产品总产量和批量以及能提供的物质和技术条件。(4) 根据产品生产准备周期和生产周期，做好时问、设备、人员、装嵛、协 作和效率等多项安排。(5) 根据多种经济和技术标准(资料)，做好产品工艺成本核算。3设计内容1) 分析精冲零件：(1) 零件结构的工艺性：(2) 零件精度的合理性：(3) 零件冲裁面的特性：(4) 零件材料的精冲性：(5) 零件技术准备的协调。2) 制定最佳工艺方案：(1) 根据精冲零件图，进行一系列工艺计算，包括排样与搭边、压力中心、 精冲力。(2) 绘制工艺排料图。(3) 提出初步工艺方案，包括工艺品质、工序数量、工步顺序、工序组合。(4) 选择最佳工艺方案。3) 设计精冲模：根据最佳工艺办案，进行精冲模设汁：(1)选择精冲模种类及结构型式； 排样及工艺计算(压力中心、冲压力及其他参数)：(3) 绘制模具总图及丁作部分原理图；(4) 确定模具材料及热处理硬度；(5) 确定凸、凹模涂层(TiN或TiCN);(6) 注明模具零部件技术条件。4) 选择适合的精冲机：根据精冲工序性质、精冲、变形功、模具结构型式、 闭合高度、轮廓尺寸及生产批量等因素，合理选择精冲机：类型及吨位；产能及 负荷能力；使用要求；附属装置。5) 编制工艺文件。三精冲工艺常见应用：精冲工艺技术的发展，使其进入了各个工业领域，得到广泛的应用。对于要 求最小尺寸公差、具有