[科普中國]-沖件

概念

利用磨具壓力使板料產(chǎn)生變形，從而獲得具有一定形狀、尺寸和性能的零件塑性加工工藝，稱為沖壓。而沖壓之后得到的零件稱為沖件。1

沖件的幾何形狀、尺寸和精度對沖壓工藝影響很大。沖件的工藝性指沖件對沖壓工藝性的適應度。沖件具有良好的工藝性有利于節(jié)省材料、減少成形工序、提高磨具壽命和產(chǎn)品質(zhì)量。2

沖壓的具體工序包括沖裁、精沖、拉伸、旋壓、彎曲、翻邊、脹形等。

沖裁件對沖裁件工藝性影響最大的是制件的結(jié)構(gòu)形狀、精度要求、形位公差及技術(shù)要求等。沖裁件合理的工藝性應能滿足材料較省、工序較少、模具加工較易、壽命較長、操作方便及產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等要求。沖裁件的工藝性應考慮以下幾點：

①沖裁件的形狀應盡可能簡單、對稱，避免形狀復雜的曲線。

②沖裁件各直線或曲線的連接處應盡可能避免銳角，嚴禁尖角，一般應有R>0.5t(t為料厚)以上的圓角。具體沖裁件的最小圓角半徑允許值見圖1，如果是少廢料、無廢料排樣沖裁，或者采用鑲拼模具時可不要求沖裁件有圓角。

③沖裁件的孔與孔之間、孔與邊緣之間的距離a不能過小(圖2)，一般當孔邊緣與制件外形邊緣不平行，a≥t；平行時，a≥1.5t。

④沖孔尺寸也不宜太小，否則凸模強度不夠。常見材料沖孔最小尺寸見圖3。

⑤沖裁件凸出懸臂和凹槽寬度b不宜過小(圖3)，一般硬鋼為(1.5—2.0)t，黃銅、軟鋼為(1.0～10.2)t，純銅、鋁為(0.8～0.9)t。

⑥在彎曲件或拉深件上沖孔時，孔邊與制件直邊之間的距離L不能小于制件圓角半徑r與一半料厚t之和。即L≥r+0.5t。
⑦用條料少廢料沖裁兩端帶圓弧的制件時，其圓弧半徑R應大于條料寬度B的一半，即R≥0.5B。
⑧沖裁件的經(jīng)濟精度不高于IT11，一般要求落料件精度最好低于ITl0，沖孔件精度最好低于IT9。沖裁件的尺寸公差、孔中心距的公差見圖5和圖6。3

精沖件精沖是精密沖裁的簡稱，它是在普通沖裁技術(shù)上基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種精密板料沖裁工藝。1

精沖件工藝應考慮以下幾點：

(1)圓角半徑精沖件外形和內(nèi)形的夾角部位都應用圓角連接。圓角半徑過小時，尖角處的剪切面易發(fā)生撕裂，模具刃口易崩裂或產(chǎn)生嚴重磨損。

最小圓角半徑與精沖件料厚、力學性能以及尖角部位、夾角大小有關(guān)，見圖7。

(2)孔徑和孔間(邊)距精沖件的最小孔徑與材料厚度及力學性能有關(guān)，見圖8。

(3)槽寬和槽邊距精沖槽形比精沖圓孔難度稍大，主要是凸?？箍v向彎曲的程度與槽寬和槽長及其比值的大小有關(guān)，可按圖9判斷精沖槽形時零件對精沖工藝的適應性。

(4)窄懸臂精沖窄懸臂時，凸模承受較大的側(cè)向壓力，且受力情況較復雜，比精沖窄槽更為不利。一般可比照最小槽寬乘以系數(shù)1.3～1.4。

(5)齒形精沖齒形時，必須使齒頂、齒根部分為圓角。節(jié)圓上的齒寬約為料厚的60%。通常可按圖10確定精沖齒形最小模數(shù)m和最小節(jié)圓齒寬b的值。

(6)精沖件精度精沖件的內(nèi)、外形公差，一般外形公差比內(nèi)形公差大，低強度材料比高強度材料更容易達到較高的精度，獲得較小的偏差。材料愈厚，公差值愈大。精沖件內(nèi)形、外形、孔中心距和孔邊距對應的尺寸公差值參見圖5。

精沖件斷面粗糙度與模具的精度及維修，與沖件的材料及精沖時的潤滑有關(guān)。在正常的維修和刃磨等條件下，精沖件斷面粗糙度為Ra0.8～1.6μm。

在一定的良好工藝條件下，精沖件可達到整個沖裁面都是光潔面。為提高精沖生產(chǎn)的經(jīng)濟性，在沖件毛刺側(cè)允許有少量撕裂，常用光面率(光面高度占料厚的比例)來表示。

精沖件的毛刺是不可避免的。精沖厚料時毛刺高度若超過0.2mm，模具須刃磨。精
沖零件在使用前可用機械振動或砂帶磨削等方法去除毛刺。2

彎曲件采用模具和工具在壓力機的作用下將平板配料彎成具有一定角度和曲率工件的沖壓工序，稱為彎曲。

最小彎曲半徑最小彎曲半徑彎曲半徑過小時，變形區(qū)材料易產(chǎn)生畸變和微裂。當彎曲半徑過大時，彎曲角度與圓角半徑的精度由于回彈而不易控制。合適的彎曲半徑賦予彎曲件良好的彎曲工藝性。板材的最小彎曲半徑見圖11，管材的最小彎曲半徑見圖12。

彎曲高度彎曲件的直邊高度不宜過小。直邊高度過小時會影響彎曲件成形后的精度，一般需加大彎邊高度，待彎曲成形后再加工至規(guī)定尺寸，或者在彎曲變形區(qū)制成淺槽再彎曲成形，見圖13。2

孔邊距孔邊距沖孔后彎曲，孔的位置應處于彎曲變形區(qū)外，否則彎曲時孔會產(chǎn)生變形?？妆谥翉澾叺淖钚【嚯x見圖14。2

工藝切口（槽）工藝切口(槽)可防止彎件成形時發(fā)生局部畸變。2

形狀彎曲件的形狀比較對稱時，左右彎曲半徑應一致，可減小彎曲成形時坯料在模具內(nèi)的錯移。為使坯料在模具內(nèi)定位準確，可增設(shè)工藝定位孔。

切口帶彎曲的工件，彎曲部分一般應做成梯形，彎曲線兩端應預先沖孔(槽)，便于彎曲成形。

彎曲件精度彎曲件的精度與彎曲件的工序安排、模具的結(jié)構(gòu)和精度、材料的狀態(tài)和力學性能以及模具的安裝和調(diào)整有關(guān)。精度要求高的彎曲件必須嚴格控制材料厚度偏差與模具的實際間隙，并增加整形工序。經(jīng)彎曲及其他成形方法獲得的沖壓件稱為成形沖壓件，其尺寸公差等級從FT1至FT10依次降低。彎曲件長度尺寸公差等級為FT5～FT10。2

拉伸與成形件拉伸（拉深）是利用磨具將平板毛坯加工成開口空心零件的一種冷加工方法。1

圓角半徑拉伸件圓角半徑過小時工件不易成形。幾類常見拉伸件的圓角半徑見圖15。

形狀拉伸件的凸緣寬度應盡量一致，應盡量避免曲面空心零件的尖底形狀，特別是深度較大時，其工藝性更差。對半敞開的空心件應設(shè)計成對稱的拉伸件，然后剖切成形。

尺寸標注要求拉伸件不允許同時標注內(nèi)、外形尺寸，不允許標注底部外半徑，因為在拉伸過程中零件的底部圓角區(qū)和直壁部分材料的厚度會發(fā)生變化。階梯形拉伸件的高度尺寸應以底部為基準，工藝上易于保證尺寸要求。內(nèi)孔翻邊一般只標注內(nèi)孔尺寸。

拉伸件及成形件精度在拉伸過程中材料產(chǎn)生強烈的塑性變形，因此準確的高度尺寸和凸緣尺寸必須由整形、切邊等工序來保證。無凸緣和帶凸緣的拉伸件及成形件的尺寸公差等級見圖16。2