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板料冲压是利用装在数控冲床上的冲模,使板料产生分离或变形的加工方法。由于通常是在冷态下进行的,所以义叫“冷冲压”。只有当板料厚度超过8—10mm时,才采用热冲压。
板料冲压所用原材料主要是金属板料,条料、带料。也可以是塑料、硬纸板、皮革等非金属材料。
由于板料冲压一般在冷态下进行,因此获得的冲压件有较高的强度和刚度,并有足够的精度和较低的表面粗糙度值,互换性也比较好。可以冲压形状复杂的零件,材料消耗少,工艺程便于机械化和自动化、生产率高、成本低。因此,板料冲压广泛地应用于汽车、拖拉机、航空、电器仪表、家电及困防制造业中,特别在大批量生产中占有极其重要的地位。但由于其模具设计制造周划长、费用高,因此,不适用于单件小批量生产。
一、冲压设备
1.剪床
剪床的用途足把板料剪成一定宽度的条料,以便下一步冲压工序用,或把大板料剪成一定尺寸的小板料供焊接或其它用。
剪床的工作原理:由电动机带动皮带使主轴旋转,通过齿轮减速及离合器使轴转动,曲轴带动带有刀片的滑块上下运动,进行剪切工作。滑块的运动由制动器控制,每完成一次工作循环,制动器使滑块停在上止点位置。为了减小剪切力,一般将刀片制成斜度为2—8的斜刃。我们这台剪床可剪厚度为4mm的金属板材,先进剪床可剪切厚度达42mm的金属板料。
2.冲床
数控冲床属于曲柄压力机,按其结构可分为为开式闭式两类。
数控转塔冲床工作原理:电动机通过皮带带动飞轮转动,当踩下踏板时,离合器使飞轮与曲轴连接,使曲轴转动,曲轴通过连杆带动滑块作上下往复运动冲压工件。当松开踏板时,离合器脱开,曲轴不随飞轮旋转,同时制动器使曲轴停止运动,并使滑块停留在上止点位置。开式冲床的吨位为5~100T,闭式冲床的吨位为100—3150T。
一、冲压基本工序
板料冲压基本工序分为分离工序和变形工序两大类。
1.分离工序
使板料发生剪裂相互分离的工序。如剪切、落料、冲孔和修整等工序。
1)剪切 使板料沿直线或不封闭轮廓相互分离的工序,通常作为备料工序。所用设备主要为剪床。
2)落料与冲孔
使板料沿封闭轮廓分离的工序。冲孔是被分离的部分为废料,周边是成品,落料足被分离部分为成品,周边是废料。
落料时凸模压住板料作向下运动时,首先使板料弯曲,然后在凸凹模刃口作用一卜,板料与刃口接触处产生裂纹,凸模继续向下运动,使板料上下两处裂纹连接起来而被切断则落料工序完成。为了顺利完成此工序,要求凸凹模刃口必须锋利。凸凹模问隙等于板料厚度的5—10%,否则裂纹不重合,切口处产生毛刺,影响冲压件质量。
为了获得冲压件较光洁的切口以及减少毛刺,采用有搭边排样法:只有当冲压件切口精度要求不高时,可采用无搭边排样法,以节约材料。
2.变形工序
变形工序主要有拉深、弯曲、胀形,翻边等。它足一种使坯料发生变形而不破裂的工序。
1)拉深
使平板形坯料变成中空形状零件的工序,即利用凸模把比凹模直径(或面积)大的坯料压入门模,使坯料直径缩小,得到中空成品。
为了防止坯料被拉裂,凸模和凹模边缘需加工成圆角。
在拉深过程中,由于坯料边缘在切线方向受到压缩,因而可能产生波浪形,最后形成折皱。拉深坯料厚度越小,拉深深度越深,越易产生折皱。为了防止皱折产生,可用压板把坯料压紧后再拉深。
如果是深杯状,不能一次拉成,可进行多次拉深。
2)弯曲
是坯料一部分相对另一部分弯成一定角度的工序。
弯曲时坯料内侧受压缩,外侧受拉伸。当外侧拉应力超过坯料的抗拉强度极限时,即会造成金属破裂。为防止破裂,凸模的端部和凹模的边缘必须做成圆角,以防止工件弯裂。
设计弯曲零件时,弯曲的最小半径应为板厚的0.25—1倍。材料塑性好,则弯曲半径可取小些。
弯曲时应尽可能使弯曲轴线与坯料纤维方向一致。若垂直于纤维方向弯曲,则容易发生破裂,可用加大弯曲半径来避免。
3)胀形
利用坯料局部厚度变薄形成零件的成形工序。足冲压成形的一种基本形式,也常和其它成形方式结合出现于复杂形状零件的冲压过程中。
4)翻边
是在带孔的甲板坯料上用扩孔的方法获得凸缘的工序。进行翻边时,翻边孔的直径如果超过容许值时,将会使孔的边缘发生破裂。其容许值由翻边系数来衡量。
三、冲压模具
冲压模具简称冲模。冲模是冲压生产中必不可少的模具。冲模结构合理与否对冲压件质量、冲压生产的效率及模具寿命部有很人影响。冲模基小上可分为简单模、连续模,复合模三种。
1.简单模
在冲床的一次冲程中只完成一道工序的模具称为简单模。简单模结构如挂图所示:
凹模用螺栓同定在下模板上, 下模板用压板同定在冲床工作台上。凸模同定在上模板上,上模板通过模柄与冲床滑块连接。冈此凸模可随滑块作上下往复运动。为了使凸模向下运动时能对准凹模孔。并保持凸、凹模之问均匀问隙,通常用导柱、导套结构来导向。条料在凹模上送进,凸模向下冲压时,冲下的零件进入凸模孔,而条料则夹住凸模并随凸模一起回程向上运动。条料碰到卸料板时(同定在凹模上)被推下,这样条料继续送进,重复上述动作,冲下第二个零件。
2.连续模
冲床在一次行程中,在模具的不同位置上,同时完成两道以上冲压工序的模具称为连续模。连续模实际上是把两个以上的简单模安装到一块模板上,工作时导正销对准预先冲出的定位孔,上模向下运动,落料凸模进行落料,冲孔凸模进行冲孔。当上模回程时,卸料板从凸模上推下废料。这时再将坯料向前送进,进行第二次冲裁。如此循环进行,每次送进距离(步距)由挡料销或侧刀控制。
3.复合模
压机一次行程中,在模具的同一位置上完成两道以上冲压工序的模具称为复合模。
复合模最人特点是模具中有一个凸门模,凸凹模的外圆是落料凸模刃口,内孔则成为拉深凹模。当滑块带着凸凹模向卜运动时,条料首先在凸凹模和落料凹模中落料。落料件被下模当中的拉深凸模顶住,滑块继续向下运动时凹模随之向下运动进行拉深。顶出器和卸料板在滑块回程中将拉深件、废料推出模具。复合模适用于批量大、精度高的冲压件。
四、模具结构及拆装
模具由以下几种零件组成:
1)工作零件:凸模、凹模、凸凹模;
2)紧同零件:螺栓、销钉(装配定位)。
3)模柄、模架、导向零件(导柱、导套)、上下模板、同定板。
4)定位零件:定位销、导正销、定位板、侧刀、导板。
5)卸料板、橡皮、弹簧、顶杆、顶料板、顶料销、顶出器。(卸料零件)。
模具拆装操作考核及注意事项:
1)折卸模具时要记住零件之问安装顺序及对应位置,避免下一步装配时装错。
2)拆卸下来的零件,特别是小零件要放入零件盒内,防止丢失。
3)装配时要先装配定位销,再装配螺栓。
冲压安全操作:
1)操作时始终要在指导人员监护下进行,未经指导人员允许,不得擅自开动和使用冲床。
2)操作时要精力集中,用指定坯料在冲模上冲压。
3)必须在冲床停止状态下取放工件。
4)按模具上的定位装置正确将坯料送到位后,方可冲压。
5)冲床上禁止放置工具及其它无关工件。
6)脚踩离合器踏板后要迅速离开,以免发生连车。
7)任何情况下,手绝对不可放入模具中。
8)操作中要用工具取放工件,不可用手直接取放工件。
9)操作中,如机器或模具发生故障要立即停机,由指导人员排除故障后,方可继续操作。
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