對(duì)沖模投產(chǎn)至失效報(bào)廢各個(gè)時(shí)期沖件的實(shí)際誤差分析,可以看出其增大的時(shí)期及趨向漠趁,從而分析其增大的因素。新沖模投產(chǎn)至第一次刃磨前沖制沖件的誤差即所謂的初始誤差忍疾;沖模經(jīng)過20次左右刃磨至失效報(bào)廢前沖制的沖件誤差稱之為常規(guī)誤差闯传;而沖模失效報(bào)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。在現(xiàn)場卤妒,確定沖模刃磨壽命的依據(jù)是沖件沖孔與落料的毛刺高度甥绿。由于任何成形件都具有沖裁作業(yè)(毛坯落料或沖孔),對(duì)于復(fù)合模尤為如此则披。所以共缕,沖件毛刺高度的觸模檢查和測量并按企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或JB4129-85《沖壓件毛刺高度》對(duì)照檢測就顯得十分重要。
沖模的初始誤差通常是沖模整個(gè)壽命中沖件誤差最小的士复。其大小主要取決于沖模的制造精度與質(zhì)量及沖件尺寸图谷、料厚以及間隙值大小與均勻度。沖模的制造精度及質(zhì)量又取決于制模工藝阱洪。對(duì)于料厚t≤1mm的中碳鋼復(fù)合沖裁模沖件蜓萄,實(shí)驗(yàn)結(jié)果與生產(chǎn)實(shí)踐都證明,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(biāo)磨即精密磨削工藝制造的沖模沖件要高25%~30%。這是因?yàn)楹笳卟粌H加工精度高秤慌,而且加工面粗糙度Ra值要比前者小一個(gè)數(shù)量級(jí)邦擎,可達(dá)到0.025μm。因此式涝,沖模的制造精度與質(zhì)量等因素決定了沖模的初始沖壓精度僧逞,也造就了沖件的初始誤差。
沖件的常規(guī)誤差是沖模經(jīng)第一次刃磨到最后一次刃磨后沖出最后一個(gè)合格沖件為止图汪,沖件實(shí)際具有的誤差杏蟋。隨著刃磨次數(shù)的增加,刃口的自然磨損而造成的尺寸增量逐漸加大讳汇,沖件的誤差也隨之加大震崎。當(dāng)其誤差超過極限偏差時(shí),沖件就不合格枪第,沖模也就失效報(bào)廢汉锡。沖件上孔與內(nèi)形因凸模磨損尺寸會(huì)逐漸變小兜蠕;其外形落料尺寸會(huì)因凹模磨損而逐漸增大扰肌。所以,沖件上孔與內(nèi)形按單向正偏差標(biāo)允差并依接近或幾乎等于極限最大尺寸制模熊杨。同理曙旭,沖件外形落料按單向負(fù)偏差標(biāo)注允差并依接近或幾乎等于極限最小尺寸制模。這樣就使沖件的常規(guī)誤差范圍擴(kuò)大晶府,沖墓瘐铮可刃磨次數(shù)增加,模具壽命提高川陆。
沖件的極限誤差是具有極限偏差的沖件所具有的實(shí)際允許的最大尺寸誤差沼头。這類沖件通常是在沖模失效報(bào)廢前沖制的最后一批合格沖件。
對(duì)各類沖模沖件誤差在沖模整個(gè)壽命中出現(xiàn)的波動(dòng)书劝、增減趨向及規(guī)律等進(jìn)行全面分析便可發(fā)現(xiàn):沖件誤差的主導(dǎo)部分是不變的进倍;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;還有部分誤差的增量是非常規(guī)的购对、不可預(yù)見的猾昆。所以,各類沖模沖件誤差是由因定誤差协包、漸增誤差帅珍、系統(tǒng)誤差及偶發(fā)誤差等幾部分綜合構(gòu)成。
1幔憋、固定誤差
新沖模在指定的沖壓設(shè)備上投入使用至失效報(bào)廢的整個(gè)(總)壽命過程中司报,其合格沖件誤差的主導(dǎo)部分固定不變即所謂固定誤差克鼠。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偎洋,而此時(shí)的沖模具有初始沖壓精度滚尼。刃磨后的沖模,因其工作零件(凸睁奶、凹模)磨損而改變尺寸誤差鉴吕,使沖件識(shí)差增量隨刃磨次數(shù)增加而逐漸加大,故沖模刃磨后的沖壓精度亦稱“刃磨精度”比其初始精度要低爵蝠。沖模沖件的固定誤差取決于以下各要素:
(1)沖件的材料種類捌唾、結(jié)構(gòu)(形狀)尺寸及料厚
沖裁間隙的大小及其均勻度對(duì)沖裁件的尺寸精度有決定性的影響。不同沖裁工藝揩墓、不同材料種類與不等料厚吆视,間隙相差懸殊,沖壓精度差異很大酥宴。同一種模數(shù)m=0.34的2mm的料厚啦吧、中心有孔的H62黃銅材料片齒輪復(fù)合模沖件,當(dāng)取間隙C=0.5%t(單邊)幅虑,用復(fù)合精沖模沖制丰滑,沖件尺寸精度達(dá)到IT7級(jí)顾犹,沖件平直無拱彎倒庵,沖切面垂直度可達(dá)89.5°,其表面粗糙Ra值為0.2μm炫刷;而用普通復(fù)合模沖制擎宝,間隙C=5%t(單邊),沖件初始誤差亦即沖模的初始沖壓精度為1T9級(jí)浑玛,沖切面粗糙度Ra值為12.5μm绍申,毛刺高度為0.10mm;還是這個(gè)沖件用連續(xù)模沖制顾彰,間隙C=7%t(單邊)极阅,初始沖件精度為IT11級(jí),沖切面更粗糙蜻罕,甚至有肉眼可見的臺(tái)階蛹鼎。通常情況下,沖件材料及其厚度t是選取沖裁間隙的主要依據(jù)涯贝。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列充;沖件結(jié)構(gòu)剛度及立體形狀則影響其形位精度。
(2)沖壓工藝及沖模結(jié)構(gòu)類型
采用不同的沖壓工藝跃呛,沖件的精度及固定誤差相差甚大频咨。除上述片齒輪實(shí)例說明,精沖工藝與普通沖裁的沖件精度與固定誤差相差一個(gè)數(shù)量級(jí)之外,即便在普通沖裁中埃账,采用不同間隙沖裁窑岖,固定誤差相差也很大。例如料厚t=1.5mm的H62黃銅沖裁件厦绪,選用C≤40%t單邊Ⅰ類小間隙沖裁比選用C≤8%t(單邊)Ⅲ類大間隙沖裁湃杏,沖件固定誤差將加大40%~60%,精度至少降一級(jí)逛镶。此外迄埃,采有無搭邊排樣,沖件的誤差要遠(yuǎn)大于有搭邊排樣沖件兑障。無搭邊排樣沖件侄非。無搭邊排樣沖件的精度低于IT12級(jí),而多數(shù)有搭邊排樣的沖件精度在IT11~I(xiàn)T9級(jí)之間流译,料厚t>4mm的沖件逞怨,尺寸精度會(huì)更低一些。
不同沖模結(jié)構(gòu)類型福澡,由于適用沖壓料厚及制造精度的差異叠赦,導(dǎo)致沖件的固定誤差有別。復(fù)合模中革砸,多工位連續(xù)式復(fù)合模由于沖件連續(xù)重復(fù)定位加上制模誤差較大除秀,故其沖件的固定誤差比單工位復(fù)合沖裁模要
大1~2級(jí)。
(3)沖模制造工藝
沖模主要工作零件即凸算利、凹模的加工程序册踩,對(duì)操作上的技術(shù)要求不高,能夠一次成形較復(fù)雜的模腔效拭。但其加工表面約厚>0.03~0.05mm為高溫?zé)g的殘余樹枝狀?yuàn)W氏體組織囤檐,硬度可高達(dá)HRC67~70,有顯微裂紋甜湾,容易在沖裁時(shí)出現(xiàn)崩刃或剝落膊护。意大利Corrada公司的有關(guān)研究報(bào)告稱“線切割加工對(duì)表面金相結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利的影響,實(shí)際上已經(jīng)改變了金相結(jié)構(gòu)兜充。我們必須用金剛石粉研磨或數(shù)控連續(xù)軌跡坐標(biāo)磨削(對(duì)線切割件)作精加工”淋渤。近年來瑞士和日本等國,對(duì)電加工設(shè)備進(jìn)行了深入的研究和較大的改進(jìn)邻冷,制造出功能齊全的高精度NC和CNC線切割機(jī)决癞,加工精度可達(dá)±0.005~0.001mm,甚至更小妆跌。加工表面粗糙度Ra值能達(dá)到0.4μm榴廷。根據(jù)近年對(duì)國內(nèi)12家生產(chǎn)線切割機(jī)工廠的調(diào)研宴甩,國產(chǎn)線切割機(jī)加工精度各別廠家的各別型號(hào)線切割機(jī)可達(dá)±0.008~±0.005mm,一般都在±0.01mm或更大一些钢战,個(gè)別也能達(dá)到±0.005mm沾尔,加工表面粗糙度Ra值均大于1.6μm。然而弟头,電加工燒蝕金屬表面從而改變和損壞加工面金相結(jié)構(gòu)的特性不會(huì)改變吩抓,除非用磨削或其他加工法去除這一有害層。所以赴恨,僅僅用電加工法疹娶,包括電火花線切割與電穿孔,難以達(dá)到?jīng)_模伦连,尤其高精度雨饺、高壽命沖模對(duì)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惑淳,特別是制造高精度额港、高壽命沖模,諸如:薄料小間隙復(fù)合沖裁模歧焦、多工位連續(xù)式復(fù)合模等移斩,具有尺寸精度高、工作零件加工面粗糙度Ra值小绢馍、模具壽命高等特點(diǎn)向瓷。其加工工藝目前已由過去的普通機(jī)床粗加工改為電火花線切割或電穿孔機(jī)粗加工,最后精密磨削将囱,也由成型磨恒欣、光學(xué)曲線磨移良、手動(dòng)座標(biāo)磨逐步過濾到連續(xù)軌跡座標(biāo)磨及NC與CNC連續(xù)軌跡座標(biāo)磨挖榜,加工粗度可達(dá)±0.001~0.0005mm,加工表面粗糙度Ra值可達(dá)0.1~0.025μm辰稽。所以挣傻,用該工藝制造的沖模,無論尺寸精度爷瓜、工作零件表面粗糙度棵欧,都能滿足沖模,尤其各種復(fù)合模的要求享偎,比電加工工藝制造的沖模高一個(gè)檔次运荸。
(4)間隙的大小與均勻度
拉深、彎曲漏匹、翻邊及其他板料成形件一般都要先沖裁(落料)出平板展開毛坯吩擒,也有成形后落料质窒、切開得到單個(gè)成品沖件。故沖裁作業(yè)贷腕,包括常用的沖孔背镇、切口、切邊等泽裳,對(duì)于每種板料沖壓件都是必要的瞒斩。所以沖裁間隙對(duì)沖件的外廓尺寸精度有決定性的影響。沖裁間隙小而均勻涮总,可使沖裁尺寸獲取更高精度胸囱。對(duì)于拉深、彎曲等成形模瀑梗,間隙大定將增大沖件口部尺寸誤差及回彈旺矾。間隙不均勻會(huì)使沖件毛刺加大并招致刃口的不均勻磨損。
(5)沖壓設(shè)備的彈性變形
在沖壓過程中夺克,沖床承載后會(huì)產(chǎn)生一定的彈性變形箕宙。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,但就沖壓件铺纽,主要是對(duì)具有體積沖壓性質(zhì)的壓印柬帕、壓花、校平诫瑞、壓凸秃囚、起波、沖擠喘玄、鐓形测佣、翻邊、鐓粗蝗悼、打扁忽件、變薄拉深等工藝作業(yè)沖制成形的沖件,對(duì)其沖壓方面的尺寸精度有重大影響出募。
2涌俘、漸增誤差
在沖壓過程中,入模沖壓的原材料與沖模刃口及型腔表面之間蒂扇,在強(qiáng)大沖壓力的作用下昔永,會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)烈摩擦。在長期連續(xù)沖壓過程中喝暂,強(qiáng)烈摩擦使沖模工作零件即凸缺钓、凹模表面產(chǎn)生一定的自然磨損,從而改變沖模刃口及型腔的尺寸及形狀叫胁,使沖件產(chǎn)生并隨沖模壽命延長而逐漸加大的這部分誤差凰慈,稱之為“漸增誤差”袖裕。新沖模沖件只有固定誤差。沖模工作零件出現(xiàn)磨損后才產(chǎn)生漸增誤差溉瓶。在多工位連續(xù)沖裁和連續(xù)式復(fù)合模中急鳄,特別是導(dǎo)板式多工位連續(xù)模,多以漏件方法從沖模上卸下沖件及沖孔廢料堰酿,沖改及落料凹模多制成形洞口疾宏,以便于推卸沖件及廢料出模。一般凹模刃口向外斜一個(gè)角度α触创,通常依沖件料厚不同取α=1/4°~3°坎藐,凹模刃口磨損后就要刃磨。凹模刃磨后必然造成其平面尺寸增大哼绑,其尺寸增量△L取決于a角大小及刃磨次數(shù)岩馍、每次刃磨增量《逗△L可按公式計(jì)算:△L=2×h×tgα浇沧,當(dāng)取α=0.5°,每次刃磨量為0.15mm豹炊,刃磨20次后坏扣,其總?cè)心チ縣=3mm,則可按該公式計(jì)算出△L=2×3×tg0.5°=0.053mm遂报,單邊凈增△L/2=0.0265mm则徒。每刃磨一次△L=0.00265mm。單工位復(fù)合模多為模上卸件瞳弱,沖裁凹模多采用直壁洞口冠幕。由于沖裁時(shí)凸模要進(jìn)入凹模洞口約一個(gè)沖件料厚。故刃口側(cè)面磨損也十分嚴(yán)重纽债,刃磨后也將出現(xiàn)刃口尺寸變化雇蚁,增大沖件誤差,但其增量微小形炬。
3迹姆、系統(tǒng)誤差
由沖模送料部爱、擋料及定位系統(tǒng)在沖壓過程中給沖件造成的誤差即系統(tǒng)誤差亏吝。它是依送料方式及選用送料裝置的不同、擋料及進(jìn)距跟位位置的不同盏混、定位裝置結(jié)構(gòu)的差異等因素蔚鸥,而使沖件誤差在一定范圍內(nèi)波動(dòng)。如果沖模擋料及定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)與匹配得當(dāng)许赃,可以消減因送料方式欠佳或選用送料裝置不當(dāng)造成的過大送進(jìn)誤差止喷。
送入沖模的材料一般要靠擋料銷或側(cè)刃擋塊擋料限位馆类。復(fù)合沖裁模、綜合式復(fù)合模以及單沖模多使用圓柱頭或鉤形頭固定擋料銷弹谁,單工位復(fù)合模也有用活動(dòng)擋料銷的乾巧。而多工位連續(xù)模則多使用始用(臨時(shí))擋料銷并與固定擋料銷、側(cè)刃预愤、導(dǎo)正銷配套對(duì)送料限位沟于。入模材料碰到擋料銷即停止送入并反向后退與擋料銷的擋料面形成一個(gè)間隙。此間隙的大小與送料推(拉)力大小有關(guān)植康,送料力大間隙會(huì)大些旷太,但無論此間隙大小,都會(huì)使送料進(jìn)距出現(xiàn)≤0.5mm的負(fù)差销睁,使用活動(dòng)擋料銷和始用(臨時(shí))擋料銷祟勿,這個(gè)誤差還會(huì)更大一些。如果采用有搭邊排樣累筋,搭邊寬度可以補(bǔ)償送料誤差耀旅,故對(duì)于單沖模和單工位復(fù)合模沖件精度沒有影響。但對(duì)于多工位連續(xù)模书瘤、多工位連續(xù)式復(fù)合模沖件的形位精度枷辫,特別是內(nèi)孔(內(nèi)形)對(duì)外廓的同軸度影響最為明顯。為了消減這個(gè)同軸度偏差搁排,通常在落料凸模端面裝導(dǎo)正銷或在搭邊上設(shè)工藝導(dǎo)正定位孔笔房。由于多工位連續(xù)模的工位布置都是先沖孔而后落料或成形,導(dǎo)正銷在沖孔的后續(xù)工位中先插入已沖出孔形中定位而后沖壓占窥。對(duì)于料厚t≤1~4mm中硬鋼板学虑,導(dǎo)正銷可以使送進(jìn)誤差減小到±0.04~0.20mm,t值大唆海,誤差也大欲炉。
4、偶發(fā)誤差
沖壓過程中有些意外或突發(fā)的情況使沖件產(chǎn)生新的誤差赞季,從而進(jìn)一步降低沖件精度的事時(shí)有發(fā)生愧捕,又難以預(yù)防。這種偶發(fā)誤差常因操作偶爾失誤申钩、材料的局部和肉眼難辨的缺陷次绘、模具零部件突然松脫或損壞、沖壓設(shè)備意外故障撒遣、工作地偶發(fā)事件干擾與沖擊……邮偎,造成沖件誤差加大。
使用各種類型復(fù)合模沖壓對(duì)操作者技術(shù)要求較高义黎,對(duì)原材料和毛坯尺寸及表面質(zhì)量必須進(jìn)行入模沖壓前檢驗(yàn)禾进,因“同板差”造成條料厚度差異及超差情況并非罕見豁跑,條料尺寸超差和毛刺過大、表面局部有劃傷碰傷及凸凹不平以及銹污結(jié)疤等泻云,一旦漏檢且沒有及時(shí)消除艇拍,必然降低沖件精度。復(fù)合模沖壓中的潤滑尤為重要宠纯,對(duì)材料和模具涂復(fù)潤滑劑過量淑倾、不勻或漏涂,均可造成沖件尺寸誤差的波動(dòng)涮饱。至于薄料出現(xiàn)“疊沖”绸廉、沖件壓傷及碰傷、送料力不均將搭邊沖入刃口或模腔常择、沖件未出囊倘或未脫離模具工作面即又沖壓而將沖件壓傷……這些操作失誤只要操作細(xì)心即可消減。
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