落料沖孔
關注創建者：Whitney 創建時間：2023-11-01
落料沖孔的實例教程
摘要
經過長期實踐研究,通過對零件的工藝分析,用一套落料沖孔復合模完成了某型號產品中擋圈的制作過程，論述了沖裁模具的整體結構特點及工作過程。通過模具大幅度地提高了產品的生產效率。
1 引言
冷沖技術的發展已日臻成熟，我在查閱相關資料的基礎上，結合車間實際，制作了一套沖裁模，旨在大幅度地提高勞動效率、降低勞動強度，同時擋圈是我公司生產某型號中的一個零件，該零件年產量在20萬件以上，屬于批量的生產，在未設計落料沖孔復合模前，一直采用單工序加工，加工效率相當低下。
2 零件沖壓工藝性分析
圖1為某型號中擋圈零件，材料為65Mn鋼。零件形狀復雜，要求表面平整光潔，邊緣不得有毛刺。圖中尺寸要求不高，采用一般沖壓均能滿足其尺寸精度要求。
圖1 擋圈零件圖
3 沖壓工藝方案的確定
根據圖1分析可知零件壁厚較薄，屬窄緣類零件。一般情況下，這類零件的沖裁分二道工序：即先落料，再沖孔。這兩道工序的每一步工藝均較簡單，且容易實現，但都存在不利的方面，那就是工步多、效率低、且零件質量難以保證。在工藝設計及模具設計時，將沖孔及落料工序合并在一起，這樣即保證了落料與沖孔的同軸度，又避免了零件外形尺寸較復雜面帶來的二次定位困難。
4 展開尺寸計算
由于材料很薄，無需采用中性層展開，而直接進行計算：D展=79+（95-84）/cos15=95.4mm。考慮到mm可以大0.15mm，故實際展開尺寸取mm。其展開圖如圖2所示。
圖2 擋圈展開圖
5 模具總體結構
根據沖壓工藝方案，采用復合模結構，復合模可以采用正裝結構和倒裝結構。其中倒裝復合模由于凸模、凹模裝在上模上，凸凹模裝在下模上，廢料能直接從壓力機臺面落料，而制件從上模推下比較容易引出去，操作方便安全。
展開 落料沖孔件是沖壓件廠常會碰到的一種較為簡單的沖壓件，下面就以它為例來介紹下這種沖壓件的工藝方案的確定過程。
1.方案一：先落料，后沖孔。采用兩套單工序模生產；
2.方案二：落料—沖孔復合沖壓，采用復合模生產；
3.方案三：沖孔—落料連續沖壓，采用級模生產。
方案一模具結構簡單，但需要兩道工序、兩副模具，生產效率低，零件精度較差，在生產批量較大的情況下不適用。
方案二只需要一副模具，沖壓件的形位精度和尺寸精度易保證，且生產效率高。盡管模具結構較方案一復雜，但由于零件的幾何形狀較簡單，模具制造并不困難；
方案三也只需要一副模具，生產效率也很高，但與方案二相比，生產的零件精度稍差，要保證沖壓件的形位精度，需在模具上設置導正銷導正，模具制造、裝配較復合模略復雜。
經過以上三個方案的比較，應該選用方案二即采用復合模來生產加工這個落料沖孔件較為合適。
展開 摘 要：設計某墊片類零件落料沖孔模，計算沖裁力，根據落料沖孔模具結構分析模具上墊板零件受力情況，利用NX NASTRAN有限元分析軟件對零件受力情況進行模擬。分析和試沖結果表明，零件受力情況與有限元分析結果一致，零件原結構不能滿足模具工作需求，更改零件結構后應力和應變情況得到了明顯改善，能滿足模具的使用要求。
關鍵詞：模具設計;落料沖孔;墊片;有限元;NX NASTRAN;模擬;沖裁力計算;
1 序言
計算機輔助工程和有限元分析技術在提高生產率、保證產品質量、降低生產成本和減輕勞動強度等方面都具有極大的優越性[1]，隨著我國模具行業的高速發展，模具設計人員素質不斷提高，對模具設計的要求也不斷提高，結合有限元分析做模具設計成為從業人員的必備技能。通過有限元模擬分析，可以發現早期設計缺陷，優化和改善設計方案，縮短產品的開發和制造周期并降低生產成本。
本文對某墊片零件落料沖孔模進行設計，計算其沖裁力，分析模具上墊板零件的受力情況，對分析結果進行改善，優化模具設計以達到理想的模具使用效果。
2 典型零件結構說明
現有厚度為5mm的墊片零件，零件結構如圖1所示，其材料為45鋼，退火態。零件圓周上有均布的若干個孔，為實現批量生產需要設計模具。
圖1 零件結構
3 模具設計
零件精度要求為IT10級，為了保證零件上孔的位置精度并實現大批量生產，需要分析零件結構，設計落料沖孔復合模具，以滿足零件精度要求和生產需求。
展開 由于重載汽車縱梁料厚板重，傳統手動落料生產模式不僅生產效率低，而且人工搬料存在一定的安全隱患，無法滿足增產需要。因此，創新設計，實現縱梁落料自動化是目前的發展方向。
模具設計總體思路
圖1 是某款卡車縱梁落料件，材質為B510L，料厚為6mm，產品凈重74.86kg，總孔數351 個，其中φ7mm 孔26 個，φ9mm 孔52 個，φ11mm 孔198 個，φ13mm 及以上孔75 個，通過沖裁力計算，平刃沖裁力達到了39512kN，因此，選擇在5000t 機械壓力機上進行落料沖孔。首先，由于縱梁落料沖孔沖裁力大，根據以往經驗斷沖頭是影響生產效率的一個主要因素；其次，由于板料長，坯料在長度方向會存在一定的翹起，要實現自動化生產，需要穩定的定位且投料時料片能被順利感應檢測到；最后，自動化生產需要確保廢料能順利下滑，模具高度尺寸及修邊廢料尺寸需要提前考慮，以免影響廢料下滑。這些難點問題需要在模具前期設計中做充分考慮，以做出更優化的模具設計方案。
圖1 某款卡車縱梁落料沖孔件
模具穩定可靠的定位設計
縱梁因自動化生產頻率較快，板料能否擺放到位會直接影響產品的質量及生產效率。模具上料利用機器人視覺對中，公差精度可以控制在±2mm，其原理是利用拍照獲得的板料位置圖像經視頻處理軟件后自動調整機器人的軌跡，最終將板料準確置入模具內，但由于放置到模具內會有一個35mm 的高度，如果只是采用一端定位的話，實際放置到模具內時料會存在一些錯動，導致產品沖切報廢(圖2)。為了解決這一問題，前端和后端都需要設計外形定位以確保投料定位精準，如圖3、圖4 所示。
展開 五金沖壓件加工工序不同所選用的模具不同，加工設備是不同，今天簡單介紹下沖壓加工廠家在沖壓加工工序---沖孔落料工序所使用設備的型號及技術參數。
★ 沖壓加工落料就是用落料模沿封閉輪廓沖裁板料或條料，沖掉部分是制件；
★ 五金沖壓加工工藝沖孔就是有沖孔模沿封閉輪廓沖裁工件或毛坯，沖掉部分是廢料；
▲沖壓加工設備種類很多，最常用的是偏心壓力機和曲軸壓力機，深度較大或大型覆蓋件常用雙動拉深壓力機。
● 沖壓加工工序--沖孔落料連續模設備的選用
根據沖壓力的大小，選擇開式雙柱可傾臺壓力機JC23-63，其主要技術參數如下：
公稱壓力 630kN
滑塊行程120mm
最大閉合高度360mm
閉合高度調節量80mm
滑塊中心線到床身距離260mm
工作臺尺寸；480×710mm
工作臺孔尺寸: ∮250mm
模柄孔尺寸：∮50×80mm
墊板厚度：90mm
五金沖壓加工設備選用洽當在生產中不緊能提大大提高生產效率，還能延長模具的使用壽命，起到事半功倍的作用，所以對設備的選用一定要引起高度的重視。
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落料沖孔的最新內容
沖裁是集剪切、落料、沖孔、沖缺、沖槽、剖切、鑿切、切邊等許多分離工序的總稱。
4-鈑金折彎。折彎是一種改變板材或板材角度的加工過程。主要是將扁平的金屬板材彎曲成不同形狀。比如v形、u形或槽型等。
以上是小編總結的鈑金加工的相關流程。歡迎大家到深圳市一鑫創研技術有限公司來實地考察。
在相同沖壓生產條件下，非圓形沖壓件比圓形沖壓件所選擇的模具間隙要大，沖孔比落料間隙大。
沖壓模具的凹模為直壁凹模時比錐口凹模時的間隙大。
沖壓方法為高速沖壓加工時，模具容易發熱，此種情況下模具的間隙應增大。
沖裁熱軋硅鋼板比冷軋鋼板的間隙要大。
用電火花加工的凹模，其間隙比用磨削加工的蔞模要小。
儀表板橫梁采用沖壓和焊接工藝，沖壓工藝主要由裁剪、落料、沖孔、切口、彎曲等工序組成，橫梁各部件沖壓成型后通過CO2氣體保護焊接成型[5,6,7]。橫梁材料主要為鋼材，但隨著技術的發展，為了實現汽車的輕量化設計，有些車型采用鎂鋁合金材料，但是價格較貴。儀表板橫梁根據其材料和結構的類型，大致可分為鈑金焊接型、塑料鈑金混合型、鎂鋁合金壓鑄型（鋁鎂合金壓鑄型）和全塑料型橫梁等。
摘 要：設計某墊片類零件落料沖孔模，計算沖裁力，根據落料沖孔模具結構分析模具上墊板零件受力情況，利用NX NASTRAN有限元分析軟件對零件受力情況進行模擬。分析和試沖結果表明，零件受力情況與有限元分析結果一致，零件原結構不能滿足模具工作需求，更改零件結構后應力和應變情況得到了明顯改善，能滿足模具的使用要求。
此類零件一般經過落料、沖孔機、彎折、反邊、整修等工藝而成型。為了更好的生產冷沖壓件，需要制作沖壓模具。
E-熱處理
熱處理工藝是對實心鋼進行再加熱、絕緣或冷卻以改變其組織結構以滿足零件的應用標準或技術標準的一種方式。加熱環境溫度的多少、保溫時間的長短、冷卻效率的快慢都會使鋼材產生不同的結構轉變。熱處理就是人工將加熱后的鑄鐵滲入水中迅速冷卻。
1.在沖壓件的落料、沖孔、修邊工序，常見的外觀缺陷是：毛刺過大、變形、表面劃傷、漏沖孔等。
2.在沖壓件的拉深工序，常出現的外觀缺陷是：拉裂、起皺、表面拉傷、波浪、鼓包、凹坑、麻點。
3.在沖壓件的翻邊工序，常見的外觀缺限是：翻邊不垂直、翻邊高度不一致、翻邊拉毛等。
五金沖壓件所經過的沖壓工序越多，出現的質量問題越多，沖壓件的成品率相對來講就越低。
分離工序分：落料、沖孔、切角、修邊等。
落料：使材料沿封閉曲線相互分離，封閉曲線以內的部分作為沖裁件時，稱為落料。
沖孔：使材料沿封閉曲線相互分離，封閉曲線以外的部分作為沖裁件時，稱為沖孔。
四、各工序名稱及其代號
沖壓車間生產的零件中，有一部分屬于覆蓋件，如：發動機罩外板、頂蓋、車門等。
五、對覆蓋件的要求
1.
圖1 某款卡車縱梁落料沖孔件
模具穩定可靠的定位設計
縱梁因自動化生產頻率較快，板料能否擺放到位會直接影響產品的質量及生產效率。
分離工序：沖裁（落料、沖孔）、剪切、切口、切邊、剖切。
沖裁時板料的變形過程
變形過程：
模具間隙正常時，金屬材料的沖裁過程可分三個階段：
1）彈性變形階段
板料產生彈性壓縮，彎曲和拉伸等變形。材料在受到外力作用時產生變形或者尺寸 的變化，而 且能夠恢復的變形叫做彈性變形。
2）塑性變形階段
板料的應力達到屈服極限，板料開始產生塑性剪切變形。
2、沖裁模具簡介
1）沖孔、落料模
2）去毛刺模具
3）側面沖孔模具
04
彎曲產品形態與成型過程介紹
1、彎曲產品的形態
折彎成型機理：金屬材料受到的應力大于彈性極限（屈服強度）而 又小于斷裂極限（抗拉強度）,造成板料在彎曲變形區內的曲率發生變化,形成折彎。
