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板料沖壓是利用裝在數(shù)控沖床上的沖模,使板料產生分離或變形的加工方法。由于通常是在冷態(tài)下進行的,所以義叫“冷沖壓”。只有當板料厚度超過8—10mm時,才采用熱沖壓。
板料沖壓所用原材料主要是金屬板料,條料、帶料。也可以是塑料、硬紙板、皮革等非金屬材料。
由于板料沖壓一般在冷態(tài)下進行,因此獲得的沖壓件有較高的強度和剛度,并有足夠的精度和較低的表面粗糙度值,互換性也比較好??梢詻_壓形狀復雜的零件,材料消耗少,工藝程便于機械化和自動化、生產率高、成本低。因此,板料沖壓廣泛地應用于汽車、拖拉機、航空、電器儀表、家電及困防制造業(yè)中,特別在大批量生產中占有極其重要的地位。但由于其模具設計制造周劃長、費用高,因此,不適用于單件小批量生產。
一、沖壓設備
1.剪床
剪床的用途足把板料剪成一定寬度的條料,以便下一步沖壓工序用,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:由電動機帶動皮帶使主軸旋轉,通過齒輪減速及離合器使軸轉動,曲軸帶動帶有刀片的滑塊上下運動,進行剪切工作?;瑝K的運動由制動器控制,每完成一次工作循環(huán),制動器使滑塊停在上止點位置。為了減小剪切力,一般將刀片制成斜度為2—8的斜刃。我們這臺剪床可剪厚度為4mm的金屬板材,先進剪床可剪切厚度達42mm的金屬板料。
2.沖床
數(shù)控沖床屬于曲柄壓力機,按其結構可分為為開式閉式兩類。
數(shù)控轉塔沖床工作原理:電動機通過皮帶帶動飛輪轉動,當踩下踏板時,離合器使飛輪與曲軸連接,使曲軸轉動,曲軸通過連桿帶動滑塊作上下往復運動沖壓工件。當松開踏板時,離合器脫開,曲軸不隨飛輪旋轉,同時制動器使曲軸停止運動,并使滑塊停留在上止點位置。開式沖床的噸位為5~100T,閉式沖床的噸位為100—3150T。
一、沖壓基本工序
板料沖壓基本工序分為分離工序和變形工序兩大類。
1.分離工序
使板料發(fā)生剪裂相互分離的工序。如剪切、落料、沖孔和修整等工序。
1)剪切 使板料沿直線或不封閉輪廓相互分離的工序,通常作為備料工序。所用設備主要為剪床。
2)落料與沖孔
使板料沿封閉輪廓分離的工序。沖孔是被分離的部分為廢料,周邊是成品,落料足被分離部分為成品,周邊是廢料。
落料時凸模壓住板料作向下運動時,首先使板料彎曲,然后在凸凹模刃口作用一卜,板料與刃口接觸處產生裂紋,凸模繼續(xù)向下運動,使板料上下兩處裂紋連接起來而被切斷則落料工序完成。為了順利完成此工序,要求凸凹模刃口必須鋒利。凸凹模問隙等于板料厚度的5—10%,否則裂紋不重合,切口處產生毛刺,影響沖壓件質量。
為了獲得沖壓件較光潔的切口以及減少毛刺,采用有搭邊排樣法:只有當沖壓件切口精度要求不高時,可采用無搭邊排樣法,以節(jié)約材料。
2.變形工序
變形工序主要有拉深、彎曲、脹形,翻邊等。它足一種使坯料發(fā)生變形而不破裂的工序。
1)拉深
使平板形坯料變成中空形狀零件的工序,即利用凸模把比凹模直徑(或面積)大的坯料壓入門模,使坯料直徑縮小,得到中空成品。
為了防止坯料被拉裂,凸模和凹模邊緣需加工成圓角。
在拉深過程中,由于坯料邊緣在切線方向受到壓縮,因而可能產生波浪形,最后形成折皺。拉深坯料厚度越小,拉深深度越深,越易產生折皺。為了防止皺折產生,可用壓板把坯料壓緊后再拉深。
如果是深杯狀,不能一次拉成,可進行多次拉深。
2)彎曲
是坯料一部分相對另一部分彎成一定角度的工序。
彎曲時坯料內側受壓縮,外側受拉伸。當外側拉應力超過坯料的抗拉強度極限時,即會造成金屬破裂。為防止破裂,凸模的端部和凹模的邊緣必須做成圓角,以防止工件彎裂。
設計彎曲零件時,彎曲的最小半徑應為板厚的0.25—1倍。材料塑性好,則彎曲半徑可取小些。
彎曲時應盡可能使彎曲軸線與坯料纖維方向一致。若垂直于纖維方向彎曲,則容易發(fā)生破裂,可用加大彎曲半徑來避免。
3)脹形
利用坯料局部厚度變薄形成零件的成形工序。足沖壓成形的一種基本形式,也常和其它成形方式結合出現(xiàn)于復雜形狀零件的沖壓過程中。
4)翻邊
是在帶孔的甲板坯料上用擴孔的方法獲得凸緣的工序。進行翻邊時,翻邊孔的直徑如果超過容許值時,將會使孔的邊緣發(fā)生破裂。其容許值由翻邊系數(shù)來衡量。
三、沖壓模具
沖壓模具簡稱沖模。沖模是沖壓生產中必不可少的模具。沖模結構合理與否對沖壓件質量、沖壓生產的效率及模具壽命部有很人影響。沖模基小上可分為簡單模、連續(xù)模,復合模三種。
1.簡單模
在沖床的一次沖程中只完成一道工序的模具稱為簡單模。簡單模結構如掛圖所示:
凹模用螺栓同定在下模板上, 下模板用壓板同定在沖床工作臺上。凸模同定在上模板上,上模板通過模柄與沖床滑塊連接。岡此凸模可隨滑塊作上下往復運動。為了使凸模向下運動時能對準凹模孔。并保持凸、凹模之問均勻問隙,通常用導柱、導套結構來導向。條料在凹模上送進,凸模向下沖壓時,沖下的零件進入凸模孔,而條料則夾住凸模并隨凸模一起回程向上運動。條料碰到卸料板時(同定在凹模上)被推下,這樣條料繼續(xù)送進,重復上述動作,沖下第二個零件。
2.連續(xù)模
沖床在一次行程中,在模具的不同位置上,同時完成兩道以上沖壓工序的模具稱為連續(xù)模。連續(xù)模實際上是把兩個以上的簡單模安裝到一塊模板上,工作時導正銷對準預先沖出的定位孔,上模向下運動,落料凸模進行落料,沖孔凸模進行沖孔。當上模回程時,卸料板從凸模上推下廢料。這時再將坯料向前送進,進行第二次沖裁。如此循環(huán)進行,每次送進距離(步距)由擋料銷或側刀控制。
3.復合模
壓機一次行程中,在模具的同一位置上完成兩道以上沖壓工序的模具稱為復合模。
復合模最人特點是模具中有一個凸門模,凸凹模的外圓是落料凸模刃口,內孔則成為拉深凹模。當滑塊帶著凸凹模向卜運動時,條料首先在凸凹模和落料凹模中落料。落料件被下模當中的拉深凸模頂住,滑塊繼續(xù)向下運動時凹模隨之向下運動進行拉深。頂出器和卸料板在滑塊回程中將拉深件、廢料推出模具。復合模適用于批量大、精度高的沖壓件。
四、模具結構及拆裝
模具由以下幾種零件組成:
1)工作零件:凸模、凹模、凸凹模;
2)緊同零件:螺栓、銷釘(裝配定位)。
3)模柄、模架、導向零件(導柱、導套)、上下模板、同定板。
4)定位零件:定位銷、導正銷、定位板、側刀、導板。
5)卸料板、橡皮、彈簧、頂桿、頂料板、頂料銷、頂出器。(卸料零件)。
模具拆裝操作考核及注意事項:
1)折卸模具時要記住零件之問安裝順序及對應位置,避免下一步裝配時裝錯。
2)拆卸下來的零件,特別是小零件要放入零件盒內,防止丟失。
3)裝配時要先裝配定位銷,再裝配螺栓。
沖壓安全操作:
1)操作時始終要在指導人員監(jiān)護下進行,未經指導人員允許,不得擅自開動和使用沖床。
2)操作時要精力集中,用指定坯料在沖模上沖壓。
3)必須在沖床停止狀態(tài)下取放工件。
4)按模具上的定位裝置正確將坯料送到位后,方可沖壓。
5)沖床上禁止放置工具及其它無關工件。
6)腳踩離合器踏板后要迅速離開,以免發(fā)生連車。
7)任何情況下,手絕對不可放入模具中。
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,如機器或模具發(fā)生故障要立即停機,由指導人員排除故障后,方可繼續(xù)操作。
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