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说的精冲

2、，指的是强力压板精冲(见图1)。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。3.2 精冲工艺特点3.3 模具工作原理精冲机是实现精冲工艺的专用设备。如图2 所示，精冲时精冲机上有三种力（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，并在压紧状态中，在冲裁力PS作

3、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；c）

4、 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PRA；g） 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。PR齿圈力PG反压力PS冲裁力PRA卸料力PGA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

5、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、孔径、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元，在图1 各图中划分为S1、S2和S3三级。S1简单的，适于精冲材料抗

6、剪强度Ks=700N/mm2S2中等的，适于精冲材料抗剪强度Ks=530N/mm2S3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b600 N/mm2（抗剪强度Ks430N/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d4.1mm S1·搭边b3.5mm S3·齿模数m2.25mm S2·圆角半径Ra0.75mm S1/S2此零件最大难度是搭边b，故总难度为S3，可以精冲。

7、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：fhs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

8、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、

9、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（%）；l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。（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

10、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Ra0.23.6，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）。（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Ra2.4m；完好率h90%S；l75%S；撕裂级别为2。图8 求塌角值tE 和bE4.精冲零

11、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，e0.010.08mm；当模具刃口变钝时，产生厚毛刺，e0.10.3mm（见图9）。图

12、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)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

13、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；(2)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、具有最小