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北京汽车五金冲压件加工企业_博江五金接受订做

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最后更新: 2020-01-08 12:06
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公司基本资料信息
详细说明
   1引言
  落料模和冲孔模是 一种使材料的一部分沿封闭的轮廓与另一部分完全脱离的冲裁型式。凸模与凹模的合理间隙是 确保汽车五金冲压件质量和冲模寿命的关键。
  2冲裁间隙与冲压件质量
  冲裁间隙大了冲压件毛刺就大,冲裁间隙过小冲压件也要出现毛刺。关于间隙的数值,它与材料的厚度及性能有密切关系,目前还没有很准确的理论计算公式,常是 通过理论推算、试验和参考有关资料数据而定。
  汽车五金冲压件在冲裁过程中,被冲金属发生塑性变形,间隙区的材料越过凸、凹模刃口有径向流动,产生粘滞性摩擦,主要形成冲模的端面磨损,刃口处摩擦系数较大,故磨损较快。当间隙增大时,由于材料发生弯弯,冲模端面与材料的接触面减小,从而使刃口处应力峰值上升,加剧了磨损,使刃口变钝。除此之外,冲模还有侧面磨损,除了由变形过程中材料的横向挤压所引起外,主要是 由分离后的材料(冲压件或废料)在卸料(推件)过程中的滑动摩擦引起。每冲一个零件,紧箍在凸模上的冲孔件沿凸模侧面来回滑动两次。当冲孔件被推而脱出凸模时,材料与凸模由面接触而逐渐转为线接触,因而刃口磨损较快。对于凹模,如果落料件为下落式,则每冲一次,受到落料件一次摩擦,因为落料件往往较冲孔件为松,故刃口磨损较凸模缓和。若凹模为锥形刃口,刃口磨损就快些。当然,若落料件为顶出结构,凹模磨损情况与凸模更为接近。显然,对形成毛刺而言,侧面磨损较之端面磨损影响更大。
  众所周知,冲压件与冲模的尺寸差是 随间隙而变的,凸凹模间隙越小,冲压件尺寸越大,凸凹模间隙越大(在一定范围内)冲压件尺寸越小。据有关资料记载,以冲1.5mm厚的黄铜板为例,当间隙超过25%时,冲孔的尺寸即大于凸模尺寸,当间隙大于9%时,落料尺寸即小于凹模尺寸。显然选取大于上述的间隙值,冲压件对冲模侧面便无滑动摩擦,消除了因此而引起的磨损,冲模工作过程中,基本上不需要卸料力和推件力。当选用小于上述间隙时,间隙越小过盈量越大,磨损也就越严重。冲压件的塑剪带随间隙的增大而减小,对冲模的施压面积也就减小而减少侧面磨损。由此得出,在冲压件质量许可的情况下,保证冲压件尺寸与冲模尺寸相同的间隙值为较佳间隙,冲模寿命较高。再大了会增加冲模的端面磨损,而且冲压件质量下降。若对冲压件质量有较高要求,可取较小的间隙,但尽可能不要太小,以便控制冲模侧面磨损。
  在生产中,经常会发现冲模间隙会越冲越大。为了增加允许刃磨次数,五金冲压件设计时总是 采用初始小间隙以免间隙很快进人毛刺增长区。实际上,间隙变大恰恰是 由小间隙引起的(注:也有其它的因素而引起,在此就不加以分析)。试以凸模为例进行分析,若冲模闭合时凸模伸进凹模为一个材料厚度t,则冲孔件(或废料孔)在凸模的2t高度范围内滑动,由于严重的侧面磨损,凸模尺寸逐渐变小,而在刃磨时只磨去钝角 部分。同样,凹模尺寸则逐渐变大,到间隙大过一定限度时,如前所述,即使刃口磨得很锋利也会出现毛刺过长而不得不将冲模报废。为了减少冲模磨损以及防止落料件堵塞在凹模型腔内,通常采用锥形凹模刃口(下落式)结构,但是 ,这样做不仅加速了凹模刃口的磨损,且使凹模型腔尺寸迅速增大。如设计时适当采用较大间隙,使侧面磨损降到较低限度,使用久了的凸凹模尺寸变化也是 极为微小的。
  实践证明,适当加大间隙可延迟冲模刃口钝角 的出现而成倍地提高刃磨间冲压件数。由于凸凹模侧面基本不受分离了的冲压件、废料件的压力,还有以下众多优点:
  (1)防止了粘模现象、降低了对润滑的较高要求,粘模是 由于严重摩擦发热而引起的。粘模后毛糙的冲模刃口使冲压件断面上拉出毛刺。严重加剧磨损。
  (2)冲压件不再堵塞在凹模型腔内,因此可采用直刃口凹模,这样就增加了冲模有效刃口,提高了使用率。
  (3)采用电火花线切割机床加工后的凸凹模侧面有0.1mm左右的脆性超硬层,若冲模硬度为62HRC,超硬层可达68HRC,但超硬薄层内又有硬度在60HRC以下的软薄层。适当加大间隙后减少了磨损,保护了超硬层,进一步提高了冲模寿命。
  (4)可减小凹模的厚度和壁厚,凹模的设计主要根据强度计算。通常考虑 到多层工件(废料)胀紧在凹模型腔内,故资料上推荐的厚度及壁厚都较大,凹模所受较大切向拉应力与张力P成正比。适当加大间隙后除了冲裁过程中材料的径向挤压外别无其它径向力。尸的减小大大降低了,较大值,因此可减小凹模的壁厚及厚度,这样即节约了昂贵的模具材料,也减少了加工时间,尤其是 对进口和加工设备而言,更能体现出显著的经济效益。
  (5)可避免易于发生的凹模胀裂现象。
  (6)改善了拼块凹模的受力条件,拼块凹模采用下落式结构时,型腔内受压张力大。型腔内积件愈多,张力就愈大,型腔容易形成倒锥形,冲压件下落更为因难。故一般拼块凹模埋人底板很深,且不主张用下落型式。适当加大间隙后可改观冲模结构形式,以使冲模整个结构更加科学合理。
  (7)减少了“啃刃”现象。凸模在完成冲裁变形的同时还需承受推出工件的附加载荷,型腔内积聚的冲压件愈多,凸模附加载荷就愈大。凸模因受力过大而发生失稳弯曲时就会产生凸凹模的啃刃现象。一般在冲模设计中,校核凸模强度时往往只考虑 冲裁力而忽视了附加推件力,汽车冲压件在凸模细长时,问题更为突出。适当加大间隙后基本可消除附加推件载荷。
  (8)降低了卸料力,避免了庞大的弹性卸料装置,有利于安全操作。
  (9)冲模使用长久后,凸凹模尺寸变化也不大,容易控制冲压件的尺寸精度以确保冲压件的质量。
  (10)降低了总冲裁力。
  可以看出,以上种种优点都是 由间隙恰到好处所带来的。但必须注意的是 ,要保证冲模工作时凸凹模间隙均匀,防止带料现象(冲压件被凸模带出凹模刃口)。冲模设计时尽可能采用导柱导套结构,对细长凸模采用联合导向以防止失稳变形,提高下底板刚性,尽量防止热处理件的变形,保证冲模整体的平行度和垂直度等装配要求,这样才能达到更佳更好的效果。
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