数控冲床模具的使用

三、数控冲床模具的使用

1．数控冲床模具冲压过程

冲压过程如图4－5所示。

图4－5　冲压过程

2．从废料情况看出的信息

图4－6　废料

废料(如图4－6所示)本质上就是成形孔的反像，二者相同部位的位置相反。通过检查废料，可以判断上下模间隙是否正确。如果间隙过大，废料会出现粗糙、起伏的断裂面和一窄光亮带区域。间隙越大，断裂面与光亮带区域所成角度就越大。如果间隙过小，废料会呈现出一小角度断裂面和一宽光亮带区域。

过大间隙形成带有较大卷边和边缘撕裂的孔，令剖面稍微有一薄边缘突出。太小的间隙形成带有稍微卷边和大角度撕裂的孔，导致剖面或多或少地垂直于材料表面。

一个理想的废料应有合理的压塌角和均匀的光亮带，这样可保持冲压力最小并形成一带极少毛刺的整洁圆孔。从这点来看，通过增大间隙来延长模具寿命是以牺牲成品孔质量换取的。

3．模具间隙的选择

模具的间隙与所冲压的材料的类型及厚度有关。不合理的间隙可以造成以下问题:

(1)如果间隙过大，所冲压工件的毛刺就比较大，冲压质量差。如果间隙偏小，虽然冲孔的质量较好，但模具的磨损比较严重，大大降低模具的使用寿命，而且容易造成冲头折断。

(2)间隙过大或过小都容易在冲头材料上产生粘连，从而造成冲压时带料。过小的间隙还容易在冲头底面与板料之间形成真空而发生废料反弹。

合理的间隙可以延长模具寿命，卸料效果好，减小毛刺和翻边，板材保持洁净，孔径一致，不会刮花板材，减少刃磨次数，保持板材平直，冲孔定位准确。

请参照表4－1选择模具间隙，表中的百分数数据乘以材料厚度即得模具间隙(总间隙)。

表4－1　模具间隙与材料厚度的比值

4．影响模具使用寿命的因素

对用户来讲，提高模具的使用寿命可以大大降低冲压成本。影响模具使用寿命的因素如下:

(1)材料的类型及厚度。

(2)是否选择了合理的下模间隙。

(3)模具的结构形式。

(4)材料冲压时是否有良好的润滑。

(5)模具是否经过特殊的表面处理，如镀钛、碳素氮化钛。

(6)上下转塔的对中性。

(7)调整垫片的合理使用。

(8)是否适当采用斜刃口模具。

(9)尽量不用标准模具去加工非标准形状。

(10)机床模座是否已经磨损。

5．冲压力的计算

如果冲压厚板，所冲孔径又比较大，就需要精确计算所需要的冲裁力。如果超过机器的额定吨位，容易造成机器和模具的损坏。因此，在大工位上冲压加工比较厚的板料时，需要采用下面的公式来计算冲压力:

冲压力(kN)=冲压孔的周长(L)×材料厚度(T)×0．345×材料因数(F)×剪切因数(S)

公式中，冲压孔的周长和材料厚度的单位为mm。

材料因数(F)的选择见表4－2。

表4－2　材料因数

剪切因数的取值范围为0%～100%，可从剪切因数—材料厚度曲线上查得，请参阅有关资料。当刃口不是斜刃口时，剪切因数为100%。

6．冲压特殊尺寸孔应注意的问题

(1)最小孔径　冲φ0．8～φ1．6范围的孔请用特殊冲头。

(2)厚板冲孔时，相对于加工孔径，请使用大一号的模具。

注意:此时，若使用通常大小的模具，会造成冲头螺纹的破损。

冲头刃口部分，最小宽度与长度的比例一般不应小于1∶10。

(3)冲头刃口部分最小尺寸与板厚的关系建议冲头刃口部分最小尺寸取板厚的2倍。

7．模具刃磨量的计算

冲头刃口部分的长度、退料板的厚度、材料厚度、入模深度如图4－7所示。刃磨量的计算公式为:

(理论)刃磨量=冲头刃口长度－退料板厚度－材料厚度－入模深度对于C、D、E工位老式结构的冲头，如果垫片的高度过大，冲头的键槽与冲头座上的定位键无法配合，会造成异形模具无法正常使用。因此，冲头的最大刃磨量只能是3mm，如图4－8所示。

图4－7　冲压的各种尺寸

图4－8　冲头的最大刃磨量