金屬加工、機(jī)械制造領(lǐng)域常用的零件。沖壓件加工是利用模具使金屬板帶發(fā)生分離或成形的加工方法。其應(yīng)用范圍十分廣闊。五金沖壓件加工的材料主要是熱軋或冷軋(以冷軋為主)的金屬板帶材料,例如碳鋼板、合金鋼板、彈簧鋼板、鍍鋅板、鍍錫板、不銹鋼板、銅及銅合金板、鋁及鋁合金板等。今天介紹五金沖壓件滑移線法。
滑移線法的基本假設(shè)為:板料法蘭厚度不變,且處于平面應(yīng)變狀態(tài),材料各向同性,無(wú)硬化,不考慮摩擦力分布對(duì)塑性流動(dòng)的影響。由三種常用基本方法。
幾何映射法:
該方法由R.Sowerby等提出,他們認(rèn)為,可以不考慮變形力、應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系及邊界摩擦等邊界條件,根據(jù)某些假設(shè)實(shí)現(xiàn)工件到坯料的映射。
經(jīng)驗(yàn)方法:
該方法主要基于一些經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式,所以其應(yīng)用范圍受到影響,主要應(yīng)用于形狀比較簡(jiǎn)單的可展沖壓件(如旋轉(zhuǎn)形件、彎曲件、或由這些簡(jiǎn)單形件組合而成的沖壓件)??偟膩?lái)說(shuō),由經(jīng)驗(yàn)展開(kāi)板類(lèi)件自由曲面的方法都是屬于湊合性質(zhì)的方法,其精度受到使用者經(jīng)驗(yàn)的豐富程度、所采用的經(jīng)驗(yàn)公式及具體工藝參數(shù)的選擇等諸多因數(shù)的影響,其準(zhǔn)確度有待進(jìn)一步提高。
抑制沖壓件產(chǎn)生翻料、扭曲的方法
⑴.合理的模具設(shè)計(jì)。在級(jí)進(jìn)模中,下料順序的安排有可能影響到?jīng)_壓件成形的精度。針對(duì)沖壓件細(xì)小部位的下料,一般先安排較大面積之沖切下料,再安排較小面積的沖切下料,以減輕沖裁力對(duì)沖壓件成形的影響。
⑵.壓住材料??朔鹘y(tǒng)的模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),在卸料板上開(kāi)出容料間隙(即模具閉合時(shí),而材料又可被壓緊。關(guān)鍵成形部位,卸料板一定做成鑲塊式結(jié)構(gòu),以方便解決長(zhǎng)時(shí)間沖壓所導(dǎo)致卸料板壓料部位產(chǎn)生的磨(壓)損,而無(wú)法壓緊材料。
⑶.增設(shè)強(qiáng)壓功能。即對(duì)卸料鑲塊壓料部加厚尺寸(正常的卸料鑲塊厚H+0.03mm),以增加對(duì)凹模側(cè)材料的壓力,從而抑制沖切時(shí)沖壓件產(chǎn)生翻料、扭曲變形。
⑷.凸模刃口端部修出斜面或弧形。這是減緩沖裁力的有效方法。減緩沖裁力,即可減輕對(duì)凹模側(cè)材料的拉伸力,從而達(dá)到抑制沖壓件產(chǎn)生翻料、扭曲的效果。
⑸.日常模具生產(chǎn)中,應(yīng)注意維護(hù)沖切凸、凹模刃口的鋒利度。當(dāng)沖切刃口磨損時(shí),材料所受拉應(yīng)力將,從而沖壓件產(chǎn)生翻料、扭曲的趨向加大。
⑹.沖裁間隙不合理或間隙不均也是產(chǎn)生沖壓件翻料、扭曲的原因,需加以克服。
使用沖壓設(shè)備進(jìn)行五金沖壓拉伸加工時(shí),包括以下類(lèi)型:
圓筒拉伸加工
帶凸緣(法蘭)圓筒產(chǎn)品的拉伸。法蘭與底部均為平面形狀,圓筒側(cè)壁為軸對(duì)稱(chēng),在同一圓周上變形均勻分布,法蘭上毛坯產(chǎn)生拉深變形。
橢圓拉伸加工
法蘭上毛坯的變形為拉伸變形,但變形量與變形比沿輪廓形狀相應(yīng)變化。曲率越大的部分,毛坯的塑性變形量越大;反之,曲率越小的部分,毛坯的塑性變形越小。
矩形拉伸加工
一次拉伸成形的低矩形件。拉伸時(shí),凸緣變形區(qū)圓角處的拉伸阻力大于直邊處的拉伸阻力,圓角處的變形程度大于直邊處的變形程度。
山形拉伸加工
沖壓件的側(cè)壁為斜面時(shí),側(cè)壁在沖壓過(guò)程中是懸空的,不貼模,直到成形結(jié)束時(shí)才貼模。成形時(shí)側(cè)壁的不同部位變形特點(diǎn)不完全相同。
丘形拉伸加工
丘形蓋板件在成形過(guò)程中的坯件變形不是簡(jiǎn)單的拉伸變形,而是拉伸和脹形變形同時(shí)存在的復(fù)合成形。壓料面上坯件的變形為拉伸變形(徑向?yàn)槔瓚?yīng)力,切向?yàn)閴簯?yīng)力),而輪廓內(nèi)部(特別是區(qū)域)坯件的變形為脹形變形(徑向和切向均為拉應(yīng)力)。
帶凸緣半球形拉伸加工