冲压产品工艺分类大揭秘:基本工序与分离工序类别详述

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一、冲压产品的工艺分类

1、基本工序分类

冲压工艺按其变形性质可以分为材料的分离与成型两大类。

分离工序涉及将坯料置于冲压力的作用之下,待其变形区域的应力值超过抗拉强度,此时坯料便会发生断裂,进而实现分离。通过这一过程,我们可以得到所需形状和尺寸的工件,这是冲压工序中的一项关键步骤。

成型过程涉及将坯料置于冲压力的作用之下,此时,变形区域的应力水平已达到屈服极限,却尚未触及抗拉强度的阈值。在这一阶段,坯料能够发生塑性变形而不会出现断裂或分离,最终通过这一冲压工序,我们能够得到具有特定形状和尺寸的工件。

2、分离工序的类别

分离工序按照其不同的变形机理分为冲裁、整修两大类。

冲裁:指用模具沿沿一定的曲线或直线冲切板料(包括以下几类)

对冲裁件的断面部分进行再加工的工艺称为整修,它是一种分离加工方法。整修过程中,工件会发生变形,这种现象被称为整修变形。相较于冲裁件,整修后的工件在尺寸精度和断面质量方面均有显著提升。

3.成型工序的类别

成型过程涉及多个步骤,涵盖了弯曲、拉深、翻边、胀形以及挤压等多种工艺。具体而言,这些步骤包括:

二、冲裁

1、冲裁产品的形态与成型过程介绍

冲裁出的产品形状各异。其断面可细分为:塌角、光亮带、断裂带、毛刺等四种类型。这些形态均是在产品冲裁的不同阶段、不同部位以及不同应力影响下形成的。

如图所示,1. 塌角区域的高度大致介于8%T至15%T之间;2. 光亮带的高度大约位于15%T至55%T区间;3. 断裂带的高度则大约在35%T至75%T之间;4. 而毛刺的高度通常在5%T至10%T的范围内。

1)弹性变形阶段

在受力分析中,刃口区域的材料承受着剪切力的作用,该力值并未超过材料的弹性极限。一旦剪切力消失,该材料便能够恢复到其初始状态。

状态描述:凸模施加压 力于材料,材料略挤入凹模刃口。

2)塑性变形阶段

受力分析:材料受力由边及中心 ,逐渐超过弹性极限

状态描述:凸模持续向材料内部推进,此时阶段中,冲裁件出现了塌角现象,并且形成了光亮带。

3)剪裂阶段

分离成型工序_冲压工艺分类_冲压工艺及模具设计课程设计

在受力分析中,材料接近凹模刃口区域时,其应力率先达到材料的抗剪切极限,导致凹模刃口附近材料的裂纹开始扩大。与此同时,凸模刃口区域材料尚处于塑性变形状态。随着冲头的继续推进,冲头附近的材料也达到了剪切强度,进而产生裂纹。随后,这两个裂纹逐渐合并,最终导致材料分离。

状态描述:材料分离,上下裂纹重合时相互撕扯产生毛刺

三、与产品设计相关的冲裁工艺要点及设计举例

1、冲裁产品的分类、作用及结构

冲孔 piercing

4. 可采用机械去毛刺或模具倒面的方法进行处理。

在冲孔设计过程中,需留意,受制于凸模的强度,孔的尺寸不宜过小,通常应大于0.5T。

落料 stamping

功能一:适用于基本外观需求;功能二:适用于与激光焊接接头装配相配合,确保无毛刺、光滑的亮带以及细微的断裂带间隙;功能三:适用于软装饰支架,需进行卷边处理或去除毛刺。

在设计产品时,务必确保冲裁件的直线与曲线交汇处拥有适宜的圆角处理。(否则,凹模将承受应力集中,极易导致损坏);同时,还需考虑到模具线切割的加工特性,对于冲裁零件或落料零件的最小R角,其尺寸应不小于R0.2。

切舌、切曲 lancing

功能一:充当卡扣之用;功能二:起到限位作用;功能三:缩减工序流程,增强材料使用效率,将切割与弯曲两道工序合并进行。(不足之处:毛刺朝向无法调整,必须与冲模方向相悖。)

注意:要求切口部位与折弯部位距离足够大, 满足冲头强度.

切舌、切曲 结构设计的注意点:

在切割曲线时,冲头的宽度必须足够宽,同时,在零件设计阶段,必须确保切口区域与弯曲区域的间隔达到5毫米以上,否则,冲头的强度会降低,进而影响模具的使用寿命。

在模具设计过程中,刀口剪切区域需确保拥有大约3毫米的直边,这样做是为了避免刀具出现断裂的情况。同时,冲头的两侧应预留适当的断差,以此确保剪切动作先于弯曲动作完成。

与冲裁相关的产品设计注意点总结

在产品设计阶段,需确保冲裁件上的直线与曲线交汇处拥有适宜的圆弧过渡。这是因为,一方面,常规线切割所能形成的最小圆角半径为0.2,过小的尖角难以保证其稳定性;另一方面,尖角区域模具的应力集中现象明显,一旦模具承受外力,便容易发生损坏。

在产品设计的阶段,务必注明毛刺的朝向。这一标注对于确保产品的顺利装配以及保障操作人员的人身安全至关重要。特别强调,这里所指的应是毛刺的朝向,而非冲压的方向。

在冲孔设计过程中,受制于凸模的强度,孔的尺寸不宜过小,通常应大于0.5T,且最好避免孔径小于0.8T。

在产品设计阶段,应确保所选材料的抗拉强度不超过630MPa,否则模具的生产将面临较大困难。若产品抗拉强度低于630MPa,可以选择成本较低、性能一般的模具钢,例如Cr12、Cr12MoV、SKD11、D2等。然而,若产品抗拉强度超过630MPa,则必须选用特殊且价格较高的模具钢,比如SKH-9。

在产品设计针对切割断面提出特定要求的情况下,务必明确指出各个断面区域所能接受的最小尺寸值。

在进行切割操作时,务必在产品上精心设计切割边缘的角度,这样做有利于模具的顺利脱模,进而有效降低冲头的损耗。