冲裁,是指通过对工件或零件的压痕进行切削加工的一种工艺方法。其过程是将原材料通过冲床经过一定的压力,使原材料在冲裁模内受到反复的挤压或剪切等加工,使材料变形达到所需外形尺寸和截面形状。它具有造型精度高、加工硬化少、易于成型及节约材料等优点,因而在工业中得到了广泛应用。冲裁是一种相对精密加工方法,对冲裁件的成形质量要求很高,因而必须掌握一定的生产技术。
1.选择合理的冲裁模
冲裁模的性能直接影响着冲裁件的成形质量,以及模具寿命的长短。选择合理的冲裁模可以提高成形质量及延长模具寿命。同时,它可以使冲头变形程度更小、模具内零件的变形量更小、减小冲裁时压痕对零件产生的损伤、减少废品率。另外还可以防止冲头变形时产生的夹渣、气泡、夹屑等危害冲头的质量。合理的冲裁模还能提高零件的成形质量、减小冲裁件的表面粗糙度。一般要求冲压件的表面粗糙度大于0.05微米,以利于冲裁模层压变形,提高冲裁精度、减少废品率。一般可采用金属纤维为主要原料生产的冲剪模、铜纤维为主要原料的冲裁模、铝合金为主要原料的冲裁模等。
2.充分利用冲床工位
冲床上的工位一般都比较小,而且很难利用,所以在冲裁时要充分利用好冲床的工位。具体做法是:首先必须将上、下冲模的距离及长度控制正确,并使模与下模之间的间隙合理;其次可以通过适当拉出、抽真空、开槽等方法来减少模具的阻力;最后对冲后要进行修整,以便获得一个良好的造型效果。同时还应注意冲床工位的合理分布将使工件能顺利通过冲孔。因为有时冲孔可能是一块较大的平面毛坯,而冲床又可能是一个倾斜曲面形成器,因此冲床工位一定要根据实际情况合理设置、充分利用。一般应尽量将工位设置在模架相对位置比较低的地方,这样在冲剪工件时就不会因上下冲模之间的间隙太大而使成形变形大;同时也不会因将模具卡入模具中发生变形而无法正常加工成所需的形状。另外,如果上、下冲压件有共同之处或零件配合关系较复杂时,也可使用同一台冲压机上多个冲剪模进行冲压成型,以提高整个成型加工过程的精度和工效。
3.冲模材料选择和确定
冲模材料选择的依据是:金属材料选择与加工硬化有关的种类,即主要从硬度入手。根据材料变形时所需要的尺寸,可分为高硬度、低硬度或中硬度冲模材料。不同材料的冲模所使用的材料不同,而导致压延力的大小也不同。在冲裁过程中要考虑材料应力对变形的影响,一般以材料屈服强度为主要参数。
4.正确设置冲裁模的位置和压力等
冲裁模的位置和压力是一个重要因素。例如,冲裁模的位置越高和压力越大就越有利于成形。一般情况下,在冲裁模上设置几个顶针,以提高成形质量。对于一些重要部分,如大型锻件或复杂成形件,可在其中设三个顶针等以增加压力和减少变形;而对一些精密冲压或模内压不动零件的冲裁可采用多两个顶针等方法。对于较大零件或不能保证冲裁模安装位置的小型锻件应采取特殊措施来解决有关问题。