什么樣的零件才算得上是精沖件?

什么樣的零件才算得上精沖零件?

精沖零件的工藝性

精沖零件的工藝性,主要指保證零件的技術和使用要求,并在一定的批生產條件下,在制造上應最簡單、最經濟。而影響它的主要因素有:

(1) 零件結構的工藝性;

(2) 零件尺寸公差和形位公差;

(3) 材料性能和厚度;

(4) 沖裁面質量;

(5) 模具設計、制造質量及壽命;

(6) 精沖機的選擇等。

精沖零件結構的工藝性,是指構成零件幾何形狀的結構單元,包括:最小圓角半徑、孔徑、壁厚、環寬、槽寬、沖齒模數等的確定尤為重要。

圖1 所示,可供選擇精沖零件結構參數的極限值。它們都小于普沖零件。這是由精沖原理決定的。然而,合理的零件結構參數,有利于提高產品質量,降低生產成本。

什么樣的零件才算得上是精沖件?的圖1

圖1 精沖零件幾何單元及難度等級

A—孔徑;B—槽寬、搭邊;C—齒模數;D—圓角半徑。

精沖零件的難度等級

根據零件幾何形狀及其結構單元,在圖1 各圖中劃分為S1、S2 和S3 三級。

  

S1—簡單的,適于精沖材料抗剪強度Ks=700N/mm2

  S2—中等的,適于精沖材料抗剪強度Ks=530N/mm2

  S3—復雜的,適于精沖材料抗剪強度Ks=430N/mm2

在S3 以下的范圍,不適宜精沖,或者要采用特別措施。使用S3 的范圍時,其條件是沖裁元件要用高速鋼制造,且精沖材料抗拉強度

  δb≤600 N/mm2(抗剪強度Ks≤430N/mm2)。

例:圖1 中開關凸輪,材料為Cr15(球化),Ks=420N/mm2,確定其難度等級。

孔 徑 d=4.1mm S1

搭 邊 b=3.5mm S3

齒模數 m=2.25mm S2

圓角半徑 Ra=0.75mm S1/S2

此零件最大難度是搭邊b,故總難度為S3,可以精沖。

什么樣的零件才算得上是精沖件?的圖2

精沖零件的技術要求

尺寸公差

精沖零件的尺寸公差,取決于:零件形狀、模具制造質量、材料厚度及性能、潤滑劑和壓力機調整等因素。可由表1 中選取。

平面度公差

精沖零件的平面度是指零件平面的撓度(見圖2),其值為:f=h-s

什么樣的零件才算得上是精沖件?的圖3

圖2 零件平面圖

由于精沖材料是在壓緊狀態下進行的,故精沖件具有較好的平面度。而這種平面度隨零件尺寸、形狀、材料厚度及機械性能等不同而有所差別。

一般來說,厚料比薄料零件平直;低強度材料比高強度材料平直;壓邊力大比壓邊力小的平直。在凸模側的材料表面總是中凹的,凹模側總是中凸的。但如果零件還需要壓印、壓痕、切口、彎形等工序或用連續模沖裁,由于在零件上產生局部的變形或沖裁方向不同,致使平面度有較大的波動范圍。但無論如何,精沖件總是要比普通沖壓件的平面度好的多。圖3 是在100mm距離上測定的一般直線度。

垂直度公差

精沖零件的沖裁面與基面成一定的角度公差(倒錐),謂之不垂直度。它與料厚及其性能、沖裁刃口狀態、模具剛度、壓力機的調整等有

關。一般料厚為1mm時,不垂直度為0.0026mm,若料厚為10mm,則毛刺側比塌角大0.052mm。圖4 為料厚與不垂直度的關系。

什么樣的零件才算得上是精沖件?的圖4

沖裁面質量

沖裁面是精沖零件質量高低的主要標志。它與材料種類、性能、金相組織、模具質量和刃口狀況、潤滑劑及壓力機調整等因素有關。沖裁面的結構組成包括:光潔面、撕裂面、塌角面和毛刺面。沖裁面狀況的表示方法和意義如圖5 所示,其質量特征表現為三個方面。

什么樣的零件才算得上是精沖件?的圖5

圖5 沖裁面的表示方法

圖中:S—材料厚度;h—斷裂時,最小光潔面部分占材料厚度S 的百分比(%);l—魚鱗狀斷裂時,最小光潔面部分占材料厚度S 的百分比(%);b—最大允許的魚鱗狀斷裂寬度,b 的總和不大于相關輪廓的10%;t—允許的斷裂深度為1.5%S;e—毛刺高度(mm);c—塌角寬度為30%S(最大);d—塌角深度為20%S(最大)(齒形件時為30%S);E—撕裂帶的最大寬度。

(1) 沖裁面粗糙度 沖裁面的光潔程度,在沖裁方向和沿周邊便于不同位置是有差別的。即塌角側優于毛刺側。沖裁面的粗糙度用算術平均值aR 表示。其值一般Ra=0.2~3.6,共分為六個等級(見表2),測量方向——垂直于沖裁方向;測量位置——在沖裁面的中部(見圖6a)。沖裁面的粗糙度與材料抗拉強度的關系如圖6b 所示。

表2 沖裁面粗糙度

粗糙度等級

1

2

3

4

5

6

Ra(μm)

 0.2

 0.4

 0.6(0.8)

 2.4

 3.4

 3.8(3.6)

代號

 N4

 N5

 N6

 N7


 N8

什么樣的零件才算得上是精沖件?的圖6

圖6 沖裁面粗糙度與抗拉強度的關系

(2)沖裁面完好率 精沖零件沖裁面完好率分為五個等級(見表3)。

                                          沖裁面完好率

100%S

100%S

90%S

75%S

50%S

100%S

90%S

75%S

--

--

(3)沖裁面撕裂等級 精沖零件沖裁面撕裂等級分為四個級別(見表4)。

表4 沖裁面撕裂等級

E(mm)

級別

0.3

1

0.6

2

1

3

2

4

(4)沖裁面質量的表示方法和意義 如圖7 所示為沖裁面質量特征的表示方法和意義。

什么樣的零件才算得上是精沖件?的圖7

圖7 沖裁面長度表示實例

例中,沖裁面粗糙度Ra=2.4μm;完好率h=90%S;l=75%S;撕裂級別為2。

什么樣的零件才算得上是精沖件?的圖8

圖8 求塌角值tE 和bE

來源:精密成形

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