凹喷雾干燥机模刃口尺寸

图３．５．３　冲裁过程 冲裁后的断面可明显地区分为光亮带、剪裂带、圆角和毛刺四部分。其中光亮带具有最好的尺寸精度和光洁的表面，其他三个区域，尤其是毛刺则降低冲裁件的质量。这四个部分的尺寸比例与材料的性质、板料厚度、模具结构和尺寸、刃口锋利程度等冲裁条件有关。为了提高冲裁质量，简化模具制造，延长模具寿命及节省材料，设计冲裁件及冲裁模具时应考虑： １）冲裁件的尺寸和形状　在满足使用要求的前提下，应尽量简化，多采用圆形、矩形等规则形状，以便于使用通用机床加工模具，并减少钳工修配的工作量。线段相交处必须圆弧过渡。冲圆孔时，孔径不得小于板料厚度 δ；

冲方孔时，孔的边长不得小于０．９δ；孔与孔之间或孔与板料边缘的距离不得小于 δ。２）模具尺寸　冲裁件的尺寸精度依靠模具精度来保证。凸凹模间隙对冲裁件断面质量具有重要影响，合理的间隙值可按表３．５．１选择。在设计冲孔模具时，应使凸模刃口等于所要求孔的尺寸，凹喷雾干燥机模刃口尺寸则是孔尺寸加上两倍的间隙值。设计落料模具时，则应使凹模刃口尺寸为成品尺寸，凸模则减去两倍的间隙值。表３．５．１　冲裁模的合理间隙值 材料种类材料厚度 δ／ｍｍ０．１～０．４０．４～１．２１．２～２．５２．５～４．０４．０～６．０黄铜、低碳钢０．０１～０．０２７％～１０％ δ９％～１２％ δ１２％～１４％ δ１５％～１８％ δ 中、高碳钢０．０１～０．０５１０％～１７％ δ１８％～２５％ δ２５％～２７％ δ２７％～２９％ δ 磷青铜０．０１～０．０４８％～１２％ δ１１％～１４％ δ１４％～１７％ δ１８％～２０％ δ 铝及铝合金（软）０．０１～０．０３８％～１２％ δ１１％～１２％ δ１１％～１２％ δ１１１％～１２％ δ 铝及铝合金（硬）０．０１～０．０３１０％～１４％ δ１３％～１４％ δ１３％～１４％ δ１３％～１４％ δ ·１５５· 　　３）冲压件的修整　修整工序是利用修整模沿冲裁件的外缘或内孔，

切去一薄层金属，以除去塌角、剪裂带和毛刺等，从而提高冲裁件的尺寸精度和降低表面粗糙度。只有当对冲裁件的质量要求较高时，才需要增加修整工序。修整在专用的修整模上进行，模具间隙约为０．０００６～０．０１ｍｍ。修整时单边切除量约为０．０５～０．２ｍｍ，修整后的切面粗糙度Ｒａ值可达１．２５～０．６３μｍ，尺寸精度可达ＩＴ６～ＩＴ７。２．弯曲弯曲是将平直板料弯成一定角度和圆弧的工序，如图３．５．４所示。弯曲时，坯料外侧的金属受拉应力作用，发生伸长变形。坯料内侧金属受压应力作用，产生压缩变形。在这两个应力—应变区之间存在一个不产生应力和应变的中性层，其位置在板料的中心部位。当外侧的拉应力超过材料的抗拉强度时，将产生弯裂现象。坯料越厚、内弯曲半径ｒ越小，坯料的压缩和拉伸应力越大，越容易弯裂。为防止弯裂，弯曲模的弯曲半径要大于限定的最小弯曲半径ｒｍｎ，通常取ｉ ｒ＝（０．２５～１）δ。此外，弯曲时，应尽量使弯曲线和坯料纤维方向垂直，不仅能防止弯裂，也有利于提高零件的使用性能。 塑性弯曲和任何的塑性变形一样，在外加载荷的作用下，板料产生的变形由弹性变形和塑性变形两部分组成。当外载荷去除后，塑性变形保留下来，而弹性变形部分则要恢复，从而使板料产生与弯曲方向相反的变形，这种现象称为弹复，又称回弹，如图３．５．５所示。弹复后，弯曲角减小（由α变为 α′），弯曲半径增大（由ｒ变为ｒ′）。弹复的程度通常以弹复角 Δα表示： Δα＝α－α′ 显然，弹复现象会影响弯曲件的尺寸精度。弹复角的大小与材料的机械性能、弯曲半径、弯曲角等因素有关。材料的屈服强度越高、弯曲半径越大 （即弯曲程度越轻），则在整个弯曲过程中，弹性变形所占的比例越大，弹复角

则越大。这就是曲率半径大的零件不易弯曲成形的道理。此外，在弯曲半径不变的条件下，弯曲角越大，变形区的长度就越大，因而，弹复角也越大。 为了克服弹复现象对弯曲零件尺寸的影响，通常采取的措施是利用弹复规律，增大凸模压下量，或适当改变模具尺寸，使弹复后达到零件要求的尺寸。此外，也可通过改变弯曲时的应力状态，把弹复现象限制在最小的范围内。 ｍｉｎ ３．拉深拉深是利用拉深模使平面板料变为开口空心件的冲压工序，又称拉延。拉深可以制成筒形、阶梯形、球形及其他复杂形状的薄壁零件。拉深过程如图３．５．６所示。原始直径为Ｄ的板料，经拉深后变成内径为ｄ的杯形零件。凸 ·１５６· 图３．５．４　弯曲过程 图３．５．５　弯曲时的弹复现象 １—弹复前；２—弹复后凹模刃口尺寸 模压入过程中，伴随着坯料变形和厚度的变化。拉深件的底部一般不变形，厚度基本不变。其余环形部分坯料经变形成为空心件的侧壁，厚度有所减小。侧壁与底之间的过渡圆角部位被拉薄最严重。拉深件的法兰部分厚度有所增加。拉深件的成形是金属材料产生塑性流动的结果，坯料直径越大，空心件直径越小，变形程度越大。 拉深件最容易产生的缺陷是拉裂和起皱。拉裂产生的最危险的部位是侧壁与底的过渡圆角处。为使拉深过程正常进行，必须把底部和侧壁的拉应力限制在不使材料发生塑性变形的限度内，而环形区内的径向拉应力，则应达到和超过材料的屈服极限，并且，任何部位的应力总和都必须小于材料的强度极限，否则，就会造成如图３．５．７ａ所示的拉穿缺陷。起皱是拉深时坯料的法兰部分受到切向压应力的作用，使整个法兰产生波浪形的连续弯曲现象。环形变形区内的切向压应力很大，很容易使板料产生如图３．５．７ｂ所示的皱褶现象，从而造成废品。为此，必须采取以下措施： １）拉深模具的工作部分，必须加工成圆角。圆角半径ｒ＝１０δ，ｒ＝（０．６～１）ｒ；凹

凸凹 ２）控制凸模和凹模之间的间隙Ｚ＝（１．１～１．５）δ。间隙过小，容易擦伤工件表面，降低模具寿命。３）正确选择拉深系数。板料拉深时的变形程度通常以拉深系数ｍ表示：ｍ＝ｄ／Ｄ式中　ｄ———拉深后的工件直径；Ｄ———坯料直径。　　拉深系数越小，拉深件直径越小，变形程度越大，越容易产生拉裂废品。拉深系数一般不小于０．５～０．８，塑性好的材料可取下限值。 ４）为了减少由于摩擦引起的拉深件内应力的增加及减少模具的磨损，拉深前要在工件上涂润滑剂。５）为防止产生皱折，通常都用压边圈将工件压住。压边圈上的压力不宜过大，能压住工件不致起皱即可。４．成形成形是使板料或半成品改变局部形状的工序，包括压肋、压坑、胀形、翻边等。（１）压肋和压坑（包括压字，压花）是压制出各种形状的凸起和凹陷的工序。采用的模具有刚模和软模两种。图３．５．８所示是用刚模压坑。与拉深不同，此时只有冲头下的这一小部分金属在拉应力作用下产生塑性变形，其余部分的金属并不发生变形。图３．５．９所示是用软模压肋，软模是用橡胶等柔性物体代替一半模具。这样，可以简化模具制造，冲制形状复杂的零件。但软模块使用寿命低，需经常更换。此 ·１５７· 图３．５．６　拉深过程 １—冲头；２ —压板；３—凹模