冲裁是利用冲模在压力机上使 板料分离的一种冲压工艺, 一般来 说, 主要是指落料和冲孔工序。在冲 模设计过程中, 设计者根据制件设 计图纸来确定冲模尺寸、精度、使用 寿命、制造和使用成本, 并确保冲压 件质量。即使这样, 在实际生产中制 件还会出现这样或那样的质量缺 陷, 这里面既有设计的问题, 也有模 具使用过程中出现的质量问题, 还 有被冲件材料的问题。
2 缺陷分析和消除 2. 1 冲压件冲裁断面的缺陷和消 除
2. 1. 1 由于凸凹模间隙引起的冲 裁断面质量缺陷 冲裁间隙是影响冲裁断面质量 的主要原因。冲裁间隙不但影响冲 裁断面的质量, 而且关系到冲裁件 尺寸精度、模具寿命、力能消耗等的 重要工艺参数。冲裁间隙值主要由 被冲裁材料、被冲裁材料的供应状 态、材料厚度和润滑方法等因素决 定, 但由于各种冲件对其断面精度 要求不同以及生产条件的差异, 在 实际生产中很难有统一的间隙值, 但最佳间隙是指冲压件毛刺和塌角 小, 冲裁断面残余应力小, 模具使用 寿命长, 具有稳定的冲裁断面。 ( 1) 间隙过小 缺陷: 冲裁断面周边有二次剪 切现象出现, 并出现较高且薄的毛 刺。( 如果出现二次剪切且形成第二 个光亮带, 在端面出现挤长的毛刺, 毛刺易去除, 冲压件平整, 断面垂 直, 只要无夹层或夹层不深, 仍可使 用) ( 如图1、图2) 。 消除方法: 修整间隙—— 研磨 凸模还是凹模, 需根据冲件尺寸和 设计公差来确定。 图1 间隙过小 ( 低碳钢4% ～5%间隙) 图2 间隙过小 ( 低碳钢1% ～2%间隙) ( 2) 间隙过大 材料拉应力增 大, 易产生裂纹, 塑性变形阶段提前 结束, 裂纹向内错开, 最后靠拉断实 现材料分离。 缺陷: 冲裁断面光亮带小, 断裂 带大, 周边出现较高且厚的毛刺, 而 且不易清除( 如图3) 。 图3 间隙过大或凹模垂直度降低 消除方法: 返工重做, 模具退火 处理, 堆焊修复刃部, 再行热处理和 研磨。 ( 3) 间隙整体偏小, 并且凹模刃 口局部出现塌角或者缺口 缺陷: 冲裁断面局部出现较大 毛刺, 呈舌状, 也称压缩毛刺( 如图 6) 。 消除方法: 调整凸凹模间隙, 修 磨凹模刃口缺陷。 ( 4) 间隙不均匀 无论间隙偏 大、偏小都产生毛刺。间隙偏大的部 分, 出现三角毛刺, 厚度高度增加 ( 如图3) ; 间隙偏小的部分, 出现高 薄的毛刺( 如图1、图2) 。 缺陷: 毛刺大小不一, 高度不 均。 消除方法: 重新修复间隙至合 理状态。 2. 1. 2 由凸凹模质量缺陷引起的 冲裁断面质量缺陷 ( 1) 处于再研磨期的刃口磨损 ·108· Light I ndustry Ma chinery 高春武 冲裁加工中冲压件的缺陷分析及消除方法安装·使用·维修·改进 大批量生产时, 若刃口磨损, 冲裁 时裂纹产生会滞后, 冲裁断面形状 与间隙过小时形状相近。 缺陷: 冲裁断面周边有二次剪 切现象出现, 并出现较高且薄的毛 刺( 如图1、图2) 。 消除方法: 测定批量生产时毛 刺高度, 若达到极限进行刃口再研 磨。 ( 2) 凹模垂直度降低, 或全锥度 凹模研磨超差 缺陷: 冲裁断面毛刺、塌角、斜 度都很大, 毛刺较大较高( 如图3) 。 消除方法: 返工重做, 模具退火 处理, 堆焊修复刃部, 再行热处理和 研磨。 ( 3) 由于局部刃口磨损或热处 理效果不好引起局部刃口塌边使局 部间隙超差。 缺陷: 毛刺大小不一, 高度不 均, 毛刺根部R 增大( 如图4) 。 图4 刃口磨损或塌边 消除方法: 重新研磨刃口。 ( 4) 凹模孔表面精度未达到要 求, 有粗糙面存在 缺陷: 冲裁断面局部出现较大 毛刺, 呈舌状, 也称压缩毛刺( 如图 6) 。 图5 毛刺大小不一 ( 模具零件松动定心超差) 消除方法: 修磨孔壁粗糙面。 ( 5) 凸凹模定心严重超差或凸 凹模硬度过高引起凸凹模局部产生 缺口或卷刃等伤损 缺陷: 冲裁断面有凸凹形线条 出现。 消除方法: 正确定心并降低凸 凹模硬度, 否则损伤会重新发生。 ( 6) 当修复凹模刃口塌边或缺 口时凹模面平面度超差 缺陷: 冲压件卷边。 消除方法: 重新修复凹模平面 度至设计要求。
2. 1. 3 由于其他质量缺陷引起的 冲裁断面质量缺陷 ( 1) 凸凹模定心超差, 但不至于 凸凹模损伤; 导向装置装配不好或 松动所导致的导向不好; 凸凹模没 固定好, 产生松动 缺陷: 毛刺高度大小不一致( 如 图4、图5) 。 图6 压缩毛刺 消除方法: 重新调整凸凹模定 心, 紧固松动零件, 调整导向装置。 ( 2) 切屑或异物粘着在凸凹模 上; 由于润滑剂量缺失或所选润滑 剂不匹配引起凸凹模发热膨胀卡死 而损伤凸凹模 缺陷: 冲裁断面有凸凹形线条 出现。 消除方法: 清除异物, 增加或选 用正确的润滑剂。 ( 3) 落料件 卸料板与凸模间 隙过大 缺陷: 凸模回位时上拉使制件 产生卷边。 消除方法: 缩小卸料板与凸模 的间隙。
2. 2 冲压件形状的缺陷和消除 2. 2. 1 冲压件翘曲( 弯曲) ( 1) 由于材料的各向异性和卷 材未矫平所致。可采用卸料板、顶料 杆等将材料紧紧压住再进行冲裁。 对中、厚板料冲裁时, 用板厚1/ 3～ 1/ 4 的冲裁行程的剪切角斜刃模, 效果良好。 ( 2) 剪切角设计过大或剪切角 合理搭边太小, 都会产生上述缺陷。 修正剪切角, 适当增加搭边宽度, 即 可解决。 ( 3) 如模具结构上没有设计顶 杆压料垫时, 冲裁后需进行校正。 2. 2. 2 冲压件扭曲 ( 1) 将带状材料剪断时, 产品难 免呈扭歪形状。采用有顶料杆, 卸料 板的落料模即可解决。 ( 2) 使用上述落料模, 如果斜刃 剪切角过大, 也会产生扭曲现象。解 决措施是: 在减小剪切角的同时, 更 换成吨位更大的压力机。 ( 3) 如因间隙不均匀而产生扭 曲, 则需修正刃口。 ( 4) 碰到凹模的后角而不能均 匀落料时, 则易发生扭曲现象。措施 是观察冲裁断面, 修正后角。 2. 2. 3 变形 在坯料边缘冲孔或 孔距太近时, 会产生胀形变形。 2. 3 冲裁加工过程中由发热引起 的冲压件质量缺陷 目前, 消除冲裁加工中所产生 的缺陷方法, 往往是以调整模具间 隙为主。但近年来随着自动化的逐 年普及, 加工速度的快速提高, 在加 工过程中常产生发热现象。根据金 属材料塑性变形原理, 在剪切过程 中, 尤其是高速冲裁时会引起温升。 据资料报道, 对于低碳钢冲裁时, 瞬 时可达700℃的高温。因此, 冲裁过 程中, 由于凸凹模在高温下连续作 业, 软化后的被加工材料会粘着凸 轻工机械 2004 年 第2 期 ·109· 模侧面并不断增大, 只有大到一定 极限才会自行脱落。这样循环下去 会加速凸凹模的磨损, 使凸凹模间 隙发生变化, 最终会产生啃模致使 冲压件产生前述部分质量缺陷。为 此, 若条件许可, 可使用液体润滑 法, 用水或其他液体进行清洗、冷 却、润滑; 如不能用液体润滑法, 可 采用吹压缩空气的办法, 以达到降 温的目的。 5 桥式起重机主梁下挠的修复安装·使用·维修·改进 文章编号: 1005-2895( 2004) 02-0110-03 10 t×25. 5 桥式起重机主梁下挠的修复 李保祥, 王文龙 ( 中国铝业公司中州分公司检修厂, 河南焦作454174)
2 原因分析 2. 1 数据测量 在空载时( 小车位于跨端) 和额定起重量下分别对 起重机进行了数据测量, 发现桥架对角线、小车轨距、 主梁的水平弯曲、同截面小车轨道高低差等数据基本 上不超差, 但主梁的上拱度不符合要求, 主梁出现了下 挠, 测量数据如下见表1 和表2。
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