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登錄精沖工藝的案例
多臺階復雜結構零件的精沖工藝研究
對多臺階復雜結構零件的精沖工藝進行了研究,分析了成形原理,對工藝進行了分析和優化,介紹了縱向連續精沖工藝的應用,并做了工藝試驗。結果表明,采用縱向連續精沖工藝,極大地提高了零件的尺寸精度,是實現復雜零件沖壓的有效方法。
精沖技術的應用極大地提高了零件剪切面的質量和生產效率。隨著精沖技術的發展,精沖工藝由單工步落料沖孔復合精沖工藝,發展到多工步連續精沖工藝,再到縱向連續精沖工藝及多工步縱向連續精沖工藝。精沖件的復雜程度也在不斷提高。由最初的平板落料件,到簡單成形件,再到如今的具有復雜成形特征的零件。
縱向連續精沖工藝的特點,就是在同一個工步順序完成不同成形內容。本文選擇了一個典型的多臺階結構的零件作為研究對象,通過對其精沖成形工藝進行分析研究,介紹縱向連續精沖工藝的原理及應用。
工藝分析
零件結構
圖1所示為零件結構尺寸。
該零件有三個臺階,零件尺寸及形位公差要求為,φ50mm和φ38mm半沖孔公差分別為±0.02mm和±0.015mm,且φ50mm和φ38mm半沖孔底面平面度為0.1。
此零件可采用多工步連續精沖,沖壓過程的受力情況如圖2所示,F1是落料和成形力;F2是落料時的壓邊力;F3是反頂力;F4是半沖成形的壓料力。從圖2中可以看出,沖壓該零件需要有4個單獨作用的力,僅靠精沖機床自身提供的3個力(這3個力是指去掉F4的F1、F2和F3,如圖3所示)是存在風險的。
圖1 零件結構尺寸
圖2 多工步連續精沖工藝受力圖
圖3 靠精沖機床自身提供的3個力的受力圖
半沖成形時沒有壓料力,半沖部位的材料就會發生流動,引起平面的形變,同時在連接部位會產生拉應力,當應力過大時還會產生裂紋(圖4),對零件的使用性能造成較大影響。
展開 一種汽車零件的精沖復合工藝研究
圖10 汽車零件機加工簡圖
圖11 精沖復合工藝生產的汽車零件
結束語
通過精沖工藝與其他工藝的復合加工完成的汽車零件,如圖11所示。不僅輪廓形狀精度高、成本低、效率高,而且結合了拉深工藝/鍛造工藝三維形狀成形與高精度機加工工藝的優勢。既實現了結構特殊的汽車零部件的加工,又滿足了其高精度的要求,實現了批量穩定生產。相信隨著汽車行業的發展,會有越來越多的汽車零部件需要復合工藝來滿足其高性能、高品質的要求。
一種汽車零件的精沖復合工藝研究
該零件精沖外形及孔后,因其精度要求高,精沖件無法滿足圖紙要求,需要通過后續的切削加工來保證零件精度。后續機加工時,汽車零件裝夾位置如圖6 所示,裝夾面為精沖的剪切面,所以該部位剪切面的質量會影響到機加工時的裝夾精度。
圖5 汽車零件簡圖
圖6 機加工裝夾示意圖
影響剪切面垂直度的因素有:零件結構、材料厚度(圖7)及其機械性能、模具結構、凹模圓角、齒圈及沖壓時的壓邊力和反頂力。因零件的結構及材料由客戶指定,精沖工藝設計時,需要通過調整模具結構以及精沖力的大小,來改善剪切面的質量(主要是垂直度)。
圖7 料厚與偏差X 值的關系
的要求,通過對精沖模具結構、模具材料等進行優化改善,大大減小了塌陷量,改善前后塌陷量對比如圖8 所示,滿足了后續工序的穩定生產。考慮到該零件精沖生產時,是單件上下料,可通過自動上下料系統進行自動化生產。圖9 所示的系統能夠實現自動上料、自動涂油、沖壓后自動下料、零件與廢料自動分離等動作,實現了自動沖壓,節省了人力成本,保證了生產的穩定性。
圖8 改善前后塌陷量對比示意圖
圖9 精沖生產自動潤滑及上下料示意圖
機加工
圖10 所示該汽車零件精度要求比較高,精沖件無法滿足圖面要求,需要后續切削加工工序,以滿足其平面度、垂直度、圓柱度、圓度、同軸度等要求。
圖10 汽車零件機加工簡圖
圖11 精沖復合工藝生產的汽車零件
結束語
通過精沖工藝與其他工藝的復合加工完成的汽車零件,如圖11 所示。不僅輪廓形狀精度高、成本低、效率高,而且結合了拉深工藝/ 鍛造工藝三維形狀成形與高精度機加工工藝的優勢。既實現了結構特殊的汽車零部件的加工,又滿足了其高精度的要求,實現了批量穩定生產。
展開 精沖工藝與旋壓工藝,高技術含量的制造工藝
XFTspeed伺服機械式精沖壓力機集合了液壓、伺服控制以及機械驅動的優點,具有極高頻沖次和極低的停機時間,噸位從150~250噸,最高節拍能到200次每分鐘。
X-TRAspeed系列具有針對特殊場合生產要求的柔性及可兼容性,使得該機型很具有吸引力,伺服驅動集合了液壓和機械壓機的優點,噸位在320噸到700噸之間,最高節拍能到90次每分鐘。
精沖技術的核心,不是壓力機,而是模具設計和制造技術,法因圖爾生產的多工位的級進模能使成形和去毛刺在同一個模具內完成。
除了法因圖爾之外,日本的森鐵工株式會社是僅次前者的精沖設備和技術提供商,和法因圖爾搶占中端市場,在中國也有很多客戶。國內有北京機電所、天津億眾機械制造、上海交通大學模具CAD國家工程研究中心以及十幾所高校從事精沖設備和模具的制造或軟件研發工作。
歐美日在精沖鋼的研究和制造技術較為領先,因此精沖鋼的原材料標準主要集中在歐標EN10081-10084,日標JISG4051-4053和美標SAE,國標GB/T699和GB/T3077等。材料供應商有一勝百、寶鋼旗下的合資公司常熟寶升精沖材料有限公司等。
近年,隨著伺服壓力機的工藝豐富,一些沖壓廠商采用伺服壓力機能模擬液壓機工作曲線的特性,配合更加精密的模具技術,用不是嚴格意義上的精沖工藝,也得到一些精度比精沖件低,比普沖高的較高精度的零部件。
據報道,已經開發的精沖零部件有8000多種。歐洲、美國和日本的精沖行業非常發達,中國正在成為精沖行業第四個集中區域,還在不斷裂變成長,據稱中國的精沖零部件還不能滿足本土汽車行業的需求。
展開 
【精沖技術專輯】薄壁厚板零件精沖工藝與模具設計
作者簡介 肖振沿,技術部部長,助理工程師,主要從事精沖模具設計與精沖件生產工藝方案實施,參與申請專利2項,其中一項發明專利,一項實用新型專利,實用新型專利已授權,參與修訂一項行業標準。
《薄壁厚板零件精沖工藝與模具設計》摘自《鍛造與沖壓》雜志第20期
“精沖”怎么實現?減少沖裁間隙效果最差,試試這三種工藝
我們今天要給大家講的是特殊產品、特殊的沖壓工藝“精沖”。
普通的沖裁,將材料分離后得到的斷面質量主要分為四層:塌角、光亮、斷裂、毛刺區,如下圖。影響沖裁斷面的因素有很多,一般只需要滿足要求即可,無需太多關注斷面,因為只要沖裁間隙合理基本就不會有問題。
沖裁斷面分步
精沖
精沖其實就是在普通沖裁的基礎發展而來,主要就是保證沖裁斷面只有“光亮帶”,盡量減少甚至沒有塌角、斷裂、毛刺區。實現精沖后的產品幾乎沒有多余影響沖裁精度的因素,因此沖壓件的尺寸精度非常高。
精沖方法
最常規的方法是先粗沖保留部分沖裁余量,然后再精沖得到,此方法根據材料類型余量需要相應變化,盡量少的余量才能保證精沖效果。
一次沖裁保證精沖效果,主要是減少沖裁間隙到最大限度,由于刀口易蹦,所以需要人為倒角,以提高使用壽命。
正、反沖也能達到一定的效果。其原理是先將產品沖一部分,然后反面沖斷,以達到保證全光亮帶的效果。
以上為基本工藝類型,對于精沖現出現了一個新工藝,就是在上下模靠近刀口位置加突刺,合模壓料時刺入材料中以達到防止應力變形,然后減少沖裁間隙以達到效果。
突刺的原理是在沖孔前將材料壓死,刺入材料中形成橫向的側向力,以防止在沖裁過程中材料被拉入刀口內部形成塌角。同時因為突刺沖裁部分受三向力作用,相互抵消而避免在沖裁過程中材料出現塌角、斷面、毛刺等現象,提高了材料塑性、產品平面度及沖裁精度。
以上四種方法都可以達到精沖的效果,沒有好壞之分,只要能搞定產品滿足客戶需求就是最好的方法。大家如果遇到產品需要精沖,不妨從這四種方法當中去尋找一種進行嘗試,我相信效果肯定很不錯。
展開 “精沖”怎么實現?減少沖裁間隙效果最差,試試這三種工藝
我們今天要給大家講的是特殊產品、特殊的沖壓工藝“精沖”。
普通的沖裁,將材料分離后得到的斷面質量主要分為四層:塌角、光亮、斷裂、毛刺區,如下圖。影響沖裁斷面的因素有很多,一般只需要滿足要求即可,無需太多關注斷面,因為只要沖裁間隙合理基本就不會有問題。
沖裁斷面分步
精沖
精沖其實就是在普通沖裁的基礎發展而來,主要就是保證沖裁斷面只有“光亮帶”,盡量減少甚至沒有塌角、斷裂、毛刺區。實現精沖后的產品幾乎沒有多余影響沖裁精度的因素,因此沖壓件的尺寸精度非常高。
精沖方法
最常規的方法是先粗沖保留部分沖裁余量,然后再精沖得到,此方法根據材料類型余量需要相應變化,盡量少的余量才能保證精沖效果。
一次沖裁保證精沖效果,主要是減少沖裁間隙到最大限度,由于刀口易蹦,所以需要人為倒角,以提高使用壽命。
正、反沖也能達到一定的效果。其原理是先將產品沖一部分,然后反面沖斷,以達到保證全光亮帶的效果。
以上為基本工藝類型,對于精沖現出現了一個新工藝,就是在上下模靠近刀口位置加突刺,合模壓料時刺入材料中以達到防止應力變形,然后減少沖裁間隙以達到效果。
突刺的原理是在沖孔前將材料壓死,刺入材料中形成橫向的側向力,以防止在沖裁過程中材料被拉入刀口內部形成塌角。同時因為突刺沖裁部分受三向力作用,相互抵消而避免在沖裁過程中材料出現塌角、斷面、毛刺等現象,提高了材料塑性、產品平面度及沖裁精度。
以上四種方法都可以達到精沖的效果,沒有好壞之分,只要能搞定產品滿足客戶需求就是最好的方法。大家如果遇到產品需要精沖,不妨從這四種方法當中去尋找一種進行嘗試,我相信效果肯定很不錯。
學無止境,沒有最好,只有更好。
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沖裁斷面分步
精沖
精沖其實就是在普通沖裁的基礎發展而來,主要就是保證沖裁斷面只有“光亮帶”,盡量減少甚至沒有塌角、斷裂、毛刺區。實現精沖后的產品幾乎沒有多余影響沖裁精度的因素,因此沖壓件的尺寸精度非常高。
精沖方法
最常規的方法是先粗沖保留部分沖裁余量,然后再精沖得到,此方法根據材料類型余量需要相應變化,盡量少的余量才能保證精沖效果。
一次沖裁保證精沖效果,主要是減少沖裁間隙到最大限度,由于刀口易蹦,所以需要人為倒角,以提高使用壽命。
正、反沖也能達到一定的效果。其原理是先將產品沖一部分,然后反面沖斷,以達到保證全光亮帶的效果。
以上為基本工藝類型,對于精沖現出現了一個新工藝,就是在上下模靠近刀口位置加突刺,合模壓料時刺入材料中以達到防止應力變形,然后減少沖裁間隙以達到效果。
突刺的原理是在沖孔前將材料壓死,刺入材料中形成橫向的側向力,以防止在沖裁過程中材料被拉入刀口內部形成塌角。同時因為突刺沖裁部分受三向力作用,相互抵消而避免在沖裁過程中材料出現塌角、斷面、毛刺等現象,提高了材料塑性、產品平面度及沖裁精度。
以上四種方法都可以達到精沖的效果,沒有好壞之分,只要能搞定產品滿足客戶需求就是最好的方法。大家如果遇到產品需要精沖,不妨從這四種方法當中去尋找一種進行嘗試,我相信效果肯定很不錯。
學無止境,沒有最好,只有更好。
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沖裁斷面分步
精沖
精沖其實就是在普通沖裁的基礎發展而來,主要就是保證沖裁斷面只有“光亮帶”,盡量減少甚至沒有塌角、斷裂、毛刺區。實現精沖后的產品幾乎沒有多余影響沖裁精度的因素,因此沖壓件的尺寸精度非常高。
精沖方法
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突刺的原理是在沖孔前將材料壓死,刺入材料中形成橫向的側向力,以防止在沖裁過程中材料被拉入刀口內部形成塌角。同時因為突刺沖裁部分受三向力作用,相互抵消而避免在沖裁過程中材料出現塌角、斷面、毛刺等現象,提高了材料塑性、產品平面度及沖裁精度。
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沖裁斷面分步
精沖
精沖其實就是在普通沖裁的基礎發展而來,主要就是保證沖裁斷面只有“光亮帶”,盡量減少甚至沒有塌角、斷裂、毛刺區。實現精沖后的產品幾乎沒有多余影響沖裁精度的因素,因此沖壓件的尺寸精度非常高。
精沖方法
最常規的方法是先粗沖保留部分沖裁余量,然后再精沖得到,此方法根據材料類型余量需要相應變化,盡量少的余量才能保證精沖效果。
一次沖裁保證精沖效果,主要是減少沖裁間隙到最大限度,由于刀口易蹦,所以需要人為倒角,以提高使用壽命。
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突刺的原理是在沖孔前將材料壓死,刺入材料中形成橫向的側向力,以防止在沖裁過程中材料被拉入刀口內部形成塌角。同時因為突刺沖裁部分受三向力作用,相互抵消而避免在沖裁過程中材料出現塌角、斷面、毛刺等現象,提高了材料塑性、產品平面度及沖裁精度。
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展開 全光亮帶精沖原理是什么?強壓、降低沖裁間隙只是基礎
產品高精度要求,無塌角、無毛刺、全光亮帶是沖壓工藝的難點,采用普通沖裁工藝根本無法避免毛刺、塌角的出現。精沖工藝是專門解決這類產品而出現的方法。
普通沖裁斷面
強力壓邊是精沖工藝中使用最為廣泛的工藝之一,國內外皆是如此。其主要原理是減少沖裁過程中材料出現的斷裂層,依靠其本身的塑性變形剪切的方式使得材料切斷,效果明顯。
強力壓邊工藝規范
1、使用極限或非常小的沖裁間隙,可以極限到0.01-0.02mm且與料厚無關,以此來保證沖裁斷面無塌角、毛刺帶。
2、因為沖裁間隙極小,下模刀口非常容易蹦刃,為了提高使用壽命,使材料更容易被沖切,需將下模刀口倒個小圓弧。
3、因為材料在沖裁過程中會向外擴張,為了防止材料擴張而影響沖裁斷面光亮帶。通常做法是在下模刀口附近做個小突刺,沖裁前合模壓入材料內以防止材料流動。
4、解決向外流動,在沖壓過程中還會存在向內流動的情況,由于內應力會導致產品平面度發生超差現象。為了杜絕這種情況發生,需要在刀口內做一個壓力較大的內頂結構,以此來提高材料的平面度,其原理類似復合模結構。
5、滿足以上四個步驟后,材料在沖裁過程中,上有沖頭、下有內頂、四周還有突刺壓料,使得受力均勻。當模具強壓料厚,材料發生輕微塑性變形,充分的讓切斷面與刀口、沖頭面擠壓。
在極小的沖裁間隙、強壓下整個沖裁斷面質量非常光滑,幾乎沒有塌角與毛刺,全是光亮帶。因此,沖裁后的尺寸精度高達IT6~IT9。
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展開 
全光亮帶精沖原理是什么?強壓、降低沖裁間隙只是基礎
產品高精度要求,無塌角、無毛刺、全光亮帶是沖壓工藝的難點,采用普通沖裁工藝根本無法避免毛刺、塌角的出現。精沖工藝是專門解決這類產品而出現的方法。
普通沖裁斷面
強力壓邊是精沖工藝中使用最為廣泛的工藝之一,國內外皆是如此。其主要原理是減少沖裁過程中材料出現的斷裂層,依靠其本身的塑性變形剪切的方式使得材料切斷,效果明顯。
強力壓邊工藝規范
1、使用極限或非常小的沖裁間隙,可以極限到0.01-0.02mm且與料厚無關,以此來保證沖裁斷面無塌角、毛刺帶。
2、因為沖裁間隙極小,下模刀口非常容易蹦刃,為了提高使用壽命,使材料更容易被沖切,需將下模刀口倒個小圓弧。
3、因為材料在沖裁過程中會向外擴張,為了防止材料擴張而影響沖裁斷面光亮帶。通常做法是在下模刀口附近做個小突刺,沖裁前合模壓入材料內以防止材料流動。
4、解決向外流動,在沖壓過程中還會存在向內流動的情況,由于內應力會導致產品平面度發生超差現象。為了杜絕這種情況發生,需要在刀口內做一個壓力較大的內頂結構,以此來提高材料的平面度,其原理類似復合模結構。
5、滿足以上四個步驟后,材料在沖裁過程中,上有沖頭、下有內頂、四周還有突刺壓料,使得受力均勻。當模具強壓料厚,材料發生輕微塑性變形,充分的讓切斷面與刀口、沖頭面擠壓。
在極小的沖裁間隙、強壓下整個沖裁斷面質量非常光滑,幾乎沒有塌角與毛刺,全是光亮帶。因此,沖裁后的尺寸精度高達IT6~IT9。
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展開 全光亮帶精沖原理是什么?強壓、降低沖裁間隙只是基礎
產品高精度要求,無塌角、無毛刺、全光亮帶是沖壓工藝的難點,采用普通沖裁工藝根本無法避免毛刺、塌角的出現。精沖工藝是專門解決這類產品而出現的方法。
普通沖裁斷面
強力壓邊是精沖工藝中使用最為廣泛的工藝之一,國內外皆是如此。其主要原理是減少沖裁過程中材料出現的斷裂層,依靠其本身的塑性變形剪切的方式使得材料切斷,效果明顯。
強力壓邊工藝規范
1、使用極限或非常小的沖裁間隙,可以極限到0.01-0.02mm且與料厚無關,以此來保證沖裁斷面無塌角、毛刺帶。
2、因為沖裁間隙極小,下模刀口非常容易蹦刃,為了提高使用壽命,使材料更容易被沖切,需將下模刀口倒個小圓弧。
3、因為材料在沖裁過程中會向外擴張,為了防止材料擴張而影響沖裁斷面光亮帶。通常做法是在下模刀口附近做個小突刺,沖裁前合模壓入材料內以防止材料流動。
4、解決向外流動,在沖壓過程中還會存在向內流動的情況,由于內應力會導致產品平面度發生超差現象。為了杜絕這種情況發生,需要在刀口內做一個壓力較大的內頂結構,以此來提高材料的平面度,其原理類似復合模結構。
5、滿足以上四個步驟后,材料在沖裁過程中,上有沖頭、下有內頂、四周還有突刺壓料,使得受力均勻。當模具強壓料厚,材料發生輕微塑性變形,充分的讓切斷面與刀口、沖頭面擠壓。
在極小的沖裁間隙、強壓下整個沖裁斷面質量非常光滑,幾乎沒有塌角與毛刺,全是光亮帶。因此,沖裁后的尺寸精度高達IT6~IT9。
如果你的人生還沒有方向,還在迷茫,建議去學好一門技術,不斷提升自己的能力。
展開 沖壓斷面“全光亮”精沖工藝揭秘,掌握最新工藝、技術不求人
今天給大家分享一個沖壓技術難點“精沖”或者叫“全光亮帶”。這什么意思?就是沖裁出來產品斷面質量必須保證光亮無毛刺。
其難點在于,普通沖裁工藝完成后,由于受沖裁間隙、裝配間隙的影響,不可避免會出現產品上表面自然塌角、下表面出現毛刺。具體分布如下圖:
(沖裁過程、沖裁間隙圖)
在合理沖裁間隙下產品沖裁后斷面質量分為四區:塌角區、光亮區、斷裂區、毛刺區。具體分布如圖:
(產品斷面質量分布)
所謂精沖,就是在普通合理沖裁的基礎上演變而來,其表現形式就是讓沖裁斷面區域只保留光亮區。
因為斷面只有光亮區,沖裁后沒有毛刺、塌角影響,所以測量尺寸精度非常高,外觀也非常美觀。
1、減少沖裁間隙
采用極小的沖裁間隙以盡量減少塌角、毛刺、斷裂區范圍,以此來得到最大區域的光亮帶。
優點:結構簡單,改動量極小,適用范圍廣
缺點:沖裁力極大、沖頭刀口容易磨損、量產性不太高
2、分步進行二次沖裁
利用分步沖裁的優勢,先將沖裁部分按正常沖裁預沖,但保留少許余量(余量越少效果越好),然后第二部進行精切。
優點:能保證沖裁斷面為全光亮帶
缺點:工藝、結構相對復雜,加工難度大,調模周期較長
其精切刀刃口部分需做特殊處理,需要做成圓弧狀,原理與切菜類似。結構圖如下:
3、正、反沖裁
采用類似半剪工藝,先將產品正面沖裁,但是并不完全沖斷,保留約1/4T。然后將材料翻轉進行反向沖裁,以此來保證斷面質量光滑。
優點:保證光亮帶,適合前兩種無法做到工藝
缺點:工藝、結構相對復雜,加工難度大,調模周期較長
對于精沖產品,以上三種都是可以正常達到要求,沒有所謂的好壞之分。對于相對刁鉆的產品,必須進行多次嘗試。
以上就是關于產品斷面質量全光量帶的設計及修模技巧。希望能幫助一部分被這種問題難住的朋友。
展開 沖壓斷面“全光亮”精沖工藝揭秘,掌握最新工藝、技術不求人
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其難點在于,普通沖裁工藝完成后,由于受沖裁間隙、裝配間隙的影響,不可避免會出現產品上表面自然塌角、下表面出現毛刺。具體分布如下圖:
(沖裁過程、沖裁間隙圖)
在合理沖裁間隙下產品沖裁后斷面質量分為四區:塌角區、光亮區、斷裂區、毛刺區。具體分布如圖:
(產品斷面質量分布)
所謂精沖,就是在普通合理沖裁的基礎上演變而來,其表現形式就是讓沖裁斷面區域只保留光亮區。
因為斷面只有光亮區,沖裁后沒有毛刺、塌角影響,所以測量尺寸精度非常高,外觀也非常美觀。
1、減少沖裁間隙
采用極小的沖裁間隙以盡量減少塌角、毛刺、斷裂區范圍,以此來得到最大區域的光亮帶。
優點:結構簡單,改動量極小,適用范圍廣
缺點:沖裁力極大、沖頭刀口容易磨損、量產性不太高
2、分步進行二次沖裁
利用分步沖裁的優勢,先將沖裁部分按正常沖裁預沖,但保留少許余量(余量越少效果越好),然后第二部進行精切。
優點:能保證沖裁斷面為全光亮帶
缺點:工藝、結構相對復雜,加工難度大,調模周期較長
其精切刀刃口部分需做特殊處理,需要做成圓弧狀,原理與切菜類似。結構圖如下:
3、正、反沖裁
采用類似半剪工藝,先將產品正面沖裁,但是并不完全沖斷,保留約1/4T。然后將材料翻轉進行反向沖裁,以此來保證斷面質量光滑。
優點:保證光亮帶,適合前兩種無法做到工藝
缺點:工藝、結構相對復雜,加工難度大,調模周期較長
對于精沖產品,以上三種都是可以正常達到要求,沒有所謂的好壞之分。對于相對刁鉆的產品,必須進行多次嘗試。
以上就是關于產品斷面質量全光量帶的設計及修模技巧。希望能幫助一部分被這種問題難住的朋友。
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