中厚板冲裁质量工艺研究

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1、机机电工程技术电工程技术２０１０年第３９卷第１０期研究与开发中厚板冲裁质量工艺研究付燕，赵毅（珠海格力电器股份有限公司，广东珠海５１９０７０）摘要：薄料冲裁模具，对于１．０ｍｍ以上的中厚板冲裁模具出现的冲裁质量问题———毛刺大、变形等，通常是通过增加工序来解决。为了控制中厚板的冲裁质量，通过实例分析总结出中厚板模具合理的设计参数，如模具间隙的合理选取等，作为模具设计时设计参数的选择依据，也便于后续模具制作过程的控制。关键词：薄料；冲裁；间隙中图分类号：ＴＧ３８６文献标识码：Ａ文章编号：１００９－９４９２穴２０１０雪１０－００６９－０４１研究目的定间隙的刃口处产生剪切等变形

2、，进而分离破裂的冲压加薄料冲裁模具，对于１．０ｍｍ以上的中厚板冲裁模具出工分离工序，冲裁过程是在瞬间完成的，当模具间隙正常现的冲裁质量问题———毛刺大、变形，经常是通过增加工时，这个变形的过程如图１所示。序来解决。为了控制中厚板的冲裁质量，对此问题进行工（１）弹性变形阶段，变形区内部材料应力小于屈服应艺研究，总结出中厚板模具合理的设计参数，如模具间隙力，如图１（ａ）、图１（ｂ）所示。的合理选取等，作为模具设计时设计参数的选择依据，也当凸模开始接触板料并下压时，凸模与凹模刃口周围便于后续模具制作过程的控制。的板料产生应力集中现象，使材料产生弹性压缩、弯曲、拉深等复杂的变形。

3、板料略有挤入凹模洞口的现象。此时２原因分析及确定实行方案凸模下的材料略有弯曲，凹模上的材料则向上翘（间隙越对冲裁变形机理、冲裁件断面、冲裁间隙分析，在给大，弯曲和上翘越严重）。随着凸模继续压入，直到材料定的材料和合理的冲裁间隙条件，为了获得更好的冲裁断内的应力达到弹性极限。在这一阶段中，若板料内部的应面，现在出现了整修、精密冲裁、半精密冲裁等加工方力没有超过弹性极限时，当凸模卸载后，板料立即恢复原法，对于这些工艺方法，前人也做了大量的研究，得出了状［１］。许多结论，现在我们先通过冲裁实验收集数据，对主要存（２）塑性变形阶段，变形区内部材料应力大于屈服应在问题进行分析，最后

4、确定需要做试验验证模具的冲裁间力，如图１（ｃ）、图１（ｄ）所示。隙对冲裁件质量的影响。当凸模继续压入，板料内的应力达到屈服点，板料与２．１冲裁过程分析凸模和凹模的接触处产生塑性剪切变形［１］。如图１（ｃ）冲裁是通过一对通常叫模具的工作零件—冲头与凹所示，凸模切入板料，板料挤入凹模洞口。在板料剪切面模，利用冲压设备加压于其间的被冲材料，使之在其有一（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）图１冲裁变形过程图收稿日期：２０１０－０４－１７69研究与开发机机电工程技术电工程技术２０１０年第３９卷第１０期的边缘，由于弯曲、拉深等作用形成塌角，同时由于塑性２．２试验方案剪切变形，在切断面上形成

5、一小段光亮且与板面垂直的断根据研究要求，制定试验计划如下。面。随着凸模的下压，应力不断加大，材料的变形程度便（１）开制两副简易冲裁模具工装，一副为单孔冲裁，不断增加，同时硬化加剧，变形抗力也不断上升，最后在一副为５孔冲裁，凹模做成标准的（即为一定的，取值凸模和凹模的刃口附近，达到极限应变与应力值时，材料为Ф１３．１０ｍｍ），每副做１０个冲头，冲头的直径由大到就产生微小裂纹，这就意味着破坏开始，塑性变形结束。小，依次减少０．０５ｍｍ（单边），每次把所有可以冲的板凸、凹模间隙存在，变形复杂，并非纯塑性剪切变形，还材冲完之后，将冲头磨小，最后以达到不断加大模具间伴随有弯曲、拉伸

6、，凸、凹模有压缩等变形。隙的目的。整个实验间隙从０．０５ｍｍ开始，每次试验间（３）剪裂阶段，变形区内部材料应力大于强度极限，隙的增幅为单边０．０５ｍｍ，实验范围（间隙／料厚）５％～如图１（ｅ）所示。４０％。当板料的应力达到抗剪强度后，凸模再向下压，则在（２）冲裁材料为：１．０～５．０ｍｍ的铜料、电镀锌板、热板料与凸模和凹模的刃口接触处产生裂纹。随着凸模下镀锌板、冷轧板。压，裂纹逐渐扩大并向材料内延伸。当上下裂纹重合时，（３）冲裁方法：正面冲裁（普通冲裁）。板料便被分离。凸模再下压将已分离的材料克服摩擦阻力（４）模具双面间隙：０．０５ｔ～０．４ｔ，ｔ为料厚。从板料中推出，完

7、成冲裁过程。（５）模具制造精度：ＩＴ７级。在这个冲裁过程中，冲头与凹模之间的间隙对冲裁过（６）模具材料：凹模用Ｃｒ１２，冲头用ＳＫＤ１１，其它用程有很大影响，主要有四个方面［１］。４５＃。（１）对断面质量的影响（７）按表１的间隙用制作好的工装进行现场冲裁。当间隙正常时，上下裂纹重合，光亮带大，塌角、毛刺、锥度小，表面平整；当间隙过大时，上下裂纹不表１不同料厚的板冲裁的实验数据重合，撕裂拉断，断面粗、光亮带小、塌角、刺锥度大；当间隙过小时，上下裂纹不重合，发生二次剪切，形成第二光亮带，毛刺大；当间隙不均时，间隙小的一边出现小质量