普通全鋼沖模的沖壓精度
對沖模投產至失效報廢各個時期沖件的實際誤差分析节暇,可以看出其增大的時期及趨向,從而分析其增大的因素。新沖模投產至第一次刃磨前沖制沖件的誤差即所謂的初始誤差窍霞;沖模經過20次左右刃磨至失效報廢前沖制的沖件誤差稱之為常規(guī)誤差;而沖模失效報廢前沖制的最后一批合格沖件的允許最大誤差稱之為極限誤差拯坟。在現(xiàn)場但金,確定沖模刃磨壽命的依據是沖件沖孔與落料的毛刺高度。由于任何成形件都具有沖裁作業(yè)(毛坯落料或沖孔)郁季,對于復合模尤為如此冷溃。
沖模的初始誤差通常是沖模整個壽命中沖件誤差最小的。其大小主要取決于沖模的制造精度與質量及沖件尺寸弹双、料厚以及間隙值大小與均勻度碰素。沖模的制造精度及質量又取決于制模工藝。對于料厚t≤1mm的中碳鋼復合沖裁模沖件战辨,實驗結果與生產實踐都證明媒邀,電火花線切割制造的沖模沖件毛刺高度比用成型磨或NC與CNC連續(xù)軌跡座標磨即精密磨削工藝制造的沖模沖件要高25%~30%。這是因為后者不僅加工精度高莱火,而且加工面粗糙度Ra值要比前者小一個數(shù)量級滴推,可達到0.025μm。因此,沖模的制造精度與質量等因素決定了沖模的初始沖壓精度仪从,也造就了沖件的初始誤差专菠。
沖件的常規(guī)誤差是沖模經第一次刃磨到最后一次刃磨后沖出最后一個合格沖件為止,沖件實際具有的誤差潜狭。隨著刃磨次數(shù)的增加茄敲,刃口的自然磨損而造成的尺寸增量逐漸加大,沖件的誤差也隨之加大谭央。當其誤差超過極限偏差時吠谢,沖件就不合格,沖模也就失效報廢诗茎。沖件上孔與內形因凸模磨損尺寸會逐漸變泄し弧;其外形落料尺寸會因凹模磨損而逐漸增大敢订。所以王污,沖件上孔與內形按單向正偏差標允差并依接近或幾乎等于極限最大尺寸制模。同理楚午,沖件外形落料按單向負偏差標注允差并依接近或幾乎等于極限最小尺寸制模昭齐。這樣就使沖件的常規(guī)誤差范圍擴大,沖姆瘢可刃磨次數(shù)增加阱驾,模具壽命提高。
沖件的極限誤差是具有極限偏差的沖件所具有的實際允許的最大尺寸誤差怪蔑。這類沖件通常是在沖模失效報廢前沖制的最后一批合格沖件里覆。
對各類沖模沖件誤差在沖模整個壽命中出現(xiàn)的波動、增減趨向及規(guī)律等進行全面分析便可發(fā)現(xiàn):沖件誤差的主導部分是不變的缆瓣;因刃口或型腔的自然磨損而出現(xiàn)的誤差增量隨沖模刃磨沖數(shù)增加而使這部分誤差逐漸加大哮瓦;還有部分誤差的增量是非常規(guī)的、不可預見的啼厌。所以岛盗,各類沖模沖件誤差是由因定誤差、漸增誤差终于、系統(tǒng)誤差及偶發(fā)誤差等幾部分綜合構成萄尽。
1、固定誤差
新沖模在指定的沖壓設備上投入使用至失效報廢的整個(總)壽命過程中禁脏,其合格沖件誤差的主導部分固定不變即所謂固定誤差倡照。其大小就是新沖模第一次刃磨前沖制的合格沖件的偏差,也即沖模的初始誤差猜著,而此時的沖模具有初始沖壓精度啄崖。刃磨后的沖模笙吠,因其工作零件(凸、凹模)磨損而改變尺寸誤差垄暗,使沖件識差增量隨刃磨次數(shù)增加而逐漸加大轴座,故沖模刃磨后的沖壓精度亦稱“刃磨精度”比其初始精度要低。沖模沖件的固定誤差取決于以下各要素:
(1)沖件的材料種類简烘、結構(形狀)尺寸及料厚
沖裁間隙的大小及其均勻度對沖裁件的尺寸精度有決定性的影響苔严。不同沖裁工藝、不同材料種類與不等料厚孤澎,間隙相差懸殊届氢,沖壓精度差異很大。同一種模數(shù)m=0.34的2mm的料厚覆旭、中心有孔的H62黃銅材料片齒輪復合模沖件退子,當取間隙C=0.5%t(單邊),用復合精沖模沖制型将,沖件尺寸精度達到IT7級寂祥,沖件平直無拱彎,沖切面垂直度可達89.5°七兜,其表面粗糙Ra值為0.2μm丸凭;而用普通復合模沖制,間隙C=5%t(單邊)腕铸,沖件初始誤差亦即沖模的初始沖壓精度為1T9級惜犀,沖切面粗糙度Ra值為12.5μm,毛刺高度為0.10mm裂体;還是這個沖件用連續(xù)模沖制势纺,間隙C=7%t(單邊),初始沖件精度為IT11級街粟,沖切面更粗糙屉胳,甚至有肉眼可見的臺階封均。通常情況下稍圾,沖件材料及其厚度t是選取沖裁間隙的主要依據。一旦選定間隙就確定了沖件的平面尺寸的固定誤差的主體篇臭;沖件結構剛度及立體形狀則影響其形位精度钠彬。
(2)沖壓工藝及沖模結構類型
采用不同的沖壓工藝,沖件的精度及固定誤差相差甚大肢抚。除上述片齒輪實例說明汹改,精沖工藝與普通沖裁的沖件精度與固定誤差相差一個數(shù)量級之外,即便在普通沖裁中别主,采用不同間隙沖裁僵禁,固定誤差相差也很大。例如料厚t=1.5mm的H62黃銅沖裁件,選用C≤40%t單邊Ⅰ類小間隙沖裁比選用C≤8%t(單邊)Ⅲ類大間隙沖裁碰缔,沖件固定誤差將加大40%~60%账劲,精度至少降一級。此外金抡,采有無搭邊排樣瀑焦,沖件的誤差要遠大于有搭邊排樣沖件。無搭邊排樣沖件梗肝。無搭邊排樣沖件的精度低于IT12級榛瓮,而多數(shù)有搭邊排樣的沖件精度在IT11~IT9級之間,料厚t>4mm的沖件巫击,尺寸精度會更低一些禀晓。不同沖模結構類型,由于適用沖壓料厚及制造精度的差異坝锰,導致沖件的固定誤差有別匆绣。復合模中,多工位連續(xù)式復合模由于沖件連續(xù)重復定位加上制模誤差較大什黑,故其沖件的固定誤差比單工位復合沖裁模要大1~2級崎淳。
(3)沖模制造工藝
沖模主要工作零件即凸、凹模的加工程序伺罗,對操作上的技術要求不高寨衣,能夠一次成形較復雜的模腔。但其加工表面約厚>0.03~0.05mm為高溫燒蝕的殘余樹枝狀奧氏體組織奇巍,硬度可高達HRC67~70遇托,有顯微裂紋,容易在沖裁時出現(xiàn)崩刃或剝落含罪”使悖“線切割加工對表面金相結構產生不利的影響,實際上已經改變了金相結構惠服。我們必須用金剛石粉研磨或數(shù)控連續(xù)軌跡坐標磨削(對線切割件)作精加工”灿西。近年來瑞士和日本等國,對電加工設備進行了深入的研究和較大的改進断猩,制造出功能齊全的高精度NC和CNC線切割機善婉,加工精度可達±0.005~0.001mm,甚至更小肪瘤。加工表面粗糙度Ra值能達到0.4μm抄瓦。根據近年對國內12家生產線切割機工廠的調研,國產線切割機加工精度各別廠家的各別型號線切割機可達±0.008~±0.005mm陶冷,一般都在±0.01mm或更大一些钙姊,個別也能達到±0.005mm毯辅,加工表面粗糙度Ra值均大于1.6μm。然而煞额,電加工燒蝕金屬表面從而改變和損壞加工面金相結構的特性不會改變悉罕,除非用磨削或其他加工法去除這一有害層。所以立镶,僅僅用電加工法壁袄,包括電火花線切割與電穿孔,難以達到沖模媚媒,尤其高精度嗜逻、高壽命沖模對尺寸精度與工作零件表面粗糙度Ra值要求。
用精密磨削法制造沖模缭召,特別是制造高精度栈顷、高壽命沖模,諸如:薄料小間隙復合沖裁模嵌巷、多工位連續(xù)式復合模等辐菩,具有尺寸精度高、工作零件加工面粗糙度Ra值小恋都、模具壽命高等特點处膛。其加工工藝目前已由過去的普通機床粗加工改為電火花線切割或電穿孔機粗加工,最后精密磨削程伞,也由成型磨胆抓、光學曲線磨、手動座標磨逐步過濾到連續(xù)軌跡座標磨及NC與CNC連續(xù)軌跡座標磨暴既,加工粗度可達±0.001~0.0005mm辽察,加工表面粗糙度Ra值可達0.1~0.025μm。所以磁饮,用該工藝制造的沖模腰步,無論尺寸精度、工作零件表面粗糙度减少,都能滿足沖模堆鸦,尤其各種復合模的要求,比電加工工藝制造的沖模高一個檔次缔莲。
(4)間隙的大小與均勻度
拉深哥纫、彎曲、翻邊及其他板料成形件一般都要先沖裁(落料)出平板展開毛坯痴奏,也有成形后落料、切開得到單個成品沖件厌秒。故沖裁作業(yè)读拆,包括常用的沖孔擅憔、切口、切邊等檐晕,對于每種板料沖壓件都是必要的暑诸。所以沖裁間隙對沖件的外廓尺寸精度有決定性的影響。沖裁間隙小而均勻辟灰,可使沖裁尺寸獲取更高精度个榕。對于拉深、彎曲等成形模芥喇,間隙大定將增大沖件口部尺寸誤差及回彈西采。間隙不均勻會使沖件毛刺加大并招致刃口的不均勻磨損。
(5)沖壓設備的彈性變形
在沖壓過程中继控,沖床承載后會產生一定的彈性變形眠便。雖然這種變形量依沖壓力的大小變化且具有明顯的方向性,但就沖壓件况饥,主要是對具有體積沖壓性質的壓印其便、壓花、校平荸冒、壓凸蘑杭、起波、沖擠扬饰、鐓形慈柑、翻邊、鐓粗这疟、打扁菱计、變薄拉深等工藝作業(yè)沖制成形的沖件,對其沖壓方面的尺寸精度有重大影響虹婿。
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