冲压加工
• 基本加工法
–沖剪加工
–彎曲加工
–抽引加工
利用被加工的材料的基本特性--塑性, 以沖壓機械配合模具的沖頭和母模, 將材料沖斷或成形為所希望的形狀.
–沖剪加工
將材料切斷成適當形狀的剪斷加工法, 為最常使用的加工方式.
– 彎曲加工
將材料彎曲成預先所決定的角度的彎曲加工法.
– 抽引加工
材料抽引成所需要的圓筒狀或角筒狀的加工法.
冲压加工
模具零件可分為直接與加工有關之主工具, 及輔助主工具功能的輔助工具
主工具
沖頭和母模
輔助工具
沖頭固定板, 母模板, 脫模板, 墊板, 模座, 螺恮及合梢, 模柄
輔助工具
沖頭固定板
-使沖頭固定於上模座.
母模板
-固定母模的模板。 母模經由母模板
固定於下模座上
墊板
-加工時承受沖頭壓力之模板.
脫模板
-本來的用途是將沖剪時附著於沖頭上的廢料剝除掉, 多數場合也用來當作沖頭之導引用。
模座
-分為上模座及下模座
-沖頭和母模之對位用, 使沖頭上下運動時有所導引。
-使用模座時, 上下模可一起搬運, 裝於沖床上之調整及對位皆容易
螺栓及合梢
-用來固定各模板及模座.
-合梢為組立時定位用.
模柄
-模座固定於沖床滑塊之固定零件.
經如上說明的的零件組合後如右圖所示, 此一模具的脫模板固定於母模, 稱為固定脫模板式之沖胚模冲压加工
沖胚模為了使製品精度提高, 將脫模板和沖子同時運動, 加工時脫模板可將素材壓住, 稱為可動脫模板式之沖胚模
冲剪加工
一.沖剪加工過程
沖頭下降接觸材料到沖剪加工完成的過程,此一複雜的加工過程, 是在非常短的時間內完成.各過程敘述如下:
1 .擠壓凹陷之形成時期
從沖頭到接觸素材表面開始, 到素材因受沖頭之壓力而產生塑型變形.
2.剪斷面形成時期
當沖頭繼續下降, 沖頭之刃口切入材料內部, 形成漂亮的剪斷面
3.裂痕發生時期
沖頭切入材料, 材料的內部, 特別是沖頭和母模刃口之引張應力逐漸變大時, 從沖頭和母模的刃口開始產生裂痕.
4.裂痕貫通時期
沖頭和母模貫通刃口所發生的裂痕, 隨著沖頭之下降, 裂痕繼續成長變大, 最後在上下兩刃口間的裂痕持續成長而貫穿材料.
二.沖剪負荷
1 .素材在沖剪加工過程中, 受到沖頭行程(沖頭之侵入量)之進行,產生隨時間變化之壓縮應力Pp和摩擦力 2 Fp之作用力.
2.沖剪負荷(沖頭力)P即是指此一壓縮應力Pp和摩擦應力 2 Fp之和.
3.右圖為被加工材料內部之應力分佈和工具作用力之負荷分佈.
4.材料之內部與工具刃口接觸即條紋較密處, 產生很大的應力.
5.素材內部從應力最大的刃口接觸部位, 開始發生裂痕, 至於沖頭之剝落等破損, 則由負荷最大之角隅部發生
三.沖剪製品的形狀
1 .經過加工後之製品切口面, 不是理想中全是漂亮的剪斷面, 而是由擠壓凹陷圓弧、 剪斷面、 破斷面以及毛邊等構成的切口面。
2.同時, 製品也會有彎曲的現象,此一切口面和被加工材料之特性及加工條件, 皆有微妙的變化關係.
四.沖頭或母模剪斜角
1 .在沖頭和母模的任一方加上剪斜角, 沿著輪廓線徐徐地進行剪斷,可使沖壓加工之力量降低。
2.剪斜角位於面對金屬之工具側,在剪斷終了會使材料產生彎曲.
3.沖胚加工時, 製品為輪廓線之內側, 因此剪斜角應設計在母模側,不能設在沖頭端面之垂直平面上
4.沖孔時, 剪斜角應設在沖頭側..機械負荷小於最大沖剪負荷, 此時可在工具刃口製成剪斜角來減少沖剪負荷, 但要注意到其剪斷能量反而會增加。
5.剪斜角對製品彎曲之影響也要考慮。
五.二次逃角
1 .為使沖剪製品容易通過母模落下取出, 有從模面平行部幾mm處以下開始作成斜角(Taper), 也有作成落差的逃料方式.
2.平行部愈小愈好, 決定平行部的大小時, 需要考慮母模切刃部磨耗的限度與其再研磨量.
六.間隙
1 .母模孔和沖頭輪廓之間的間距稱為間隙, 對於加工力量及製品切口面之形狀, 有很大的影響.
2.間隙和製品的剪斷面形狀、 尺寸精度、 加工力、 加工能量、 模具壽命有關。
3.最適當的間隙值, 依被加工材料的性質(抗拉強度、 伸長率等)、 材料厚度、 沖剪速度等之不同而異.
4.右圖為各材料的間隙代表值
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