采用简易精冲的注意事项

使用国产普通的压力机，实施表3-12所列各种简易精冲工艺，应注意以下一些问题：

1.简易精冲方法的选择

根据冲裁件的技术要求：尺寸与几何精度、冲切面表面粗糙度值与垂直度公差、毛刺大小及方向、工件材料力学性能及料厚、冲裁件欲精冲部位及冲裁线复杂程度等，选用合适的简易精冲方法，达到技术上可行，所需模具结构简单且便于制造，生产成本低。

（1）精冲 带V形齿圈强力压板精冲工艺，不能精冲料厚t≤0.5mm的冲裁件。因为其最小V形齿高度为0.32mm。t≤0.5mm原材料很易被V形齿压料时卡断。该工艺更适合t＞1mm的薄板、中厚板及厚板精冲。该精冲法适于加工塑性良好的非铁金属及其合金，特别是纯铜、纯铝及大部分塑性好的铜合金、铝合金以及低碳（软）钢。凡是可以冷挤压的材料，均可精冲。但切削性能好的一些非铁合金，精冲性能却不好，如HPb59-1黄铜等。为改善碳钢的精冲性能，w（C）＞0.2%的中高碳钢、合金钢，多数需进行球化退火处理后才能精冲。在众多的简易精冲方法中，该工艺使用的冲模结构更复杂，制造技术要求更高，但模具结构定型，结构形式比普通全钢冲模少得多。

（2）光洁冲裁 光洁冲裁用于精冲外形简单的零件，冲裁线圆滑、无尖角凹口及小凸台等急骤变化的非直线外形，更合适。冲裁刃口多拐角，小角度折线都会使刃口难以保持合适间隙，多余材料易聚集，刃口小圆角也难以加工并保持一致。塑性好的材料光洁冲裁易获取较好的效果。

（3）整修 整修类似切削加工。复杂的冲裁线将给整修刃口的制造与修理带来困难。整修可使工件冲切面达到更高的垂直度及更小的表面粗糙度值。

（4）无毛刺冲裁 如要求工件的孔和内形无毛刺，采用无毛刺冲裁工艺最合适。板料冲裁及精冲都会使工件冲切面一边产生毛刺，只有无毛刺冲裁是个例外。整修虽也可达到无毛刺，但要经过多次整修，效率较低。

2.设备选择

由于精冲间隙不及普通冲裁间隙的10%，精冲需要在强力压料与反顶状态下进行，所以精冲所需总压力和功均比普通冲裁大1倍以下。在选用简易精冲所需设备时，首先要考虑所选压力机机架应刚度大，承载变形小而均匀，动态精度高，运转平稳；所选压力机滑块导向应精度高，承载后滑块下行的最低位置（下死点）保持不变，最大波动小于0.1mm，以便于精确控制精冲凸模刃口接触凹模刃口的位置，防止凸模进入凹模洞口。

按照上述要求并根据实践经验，优先推荐使用国产的以下诸种类型压力机用于简易精冲。

1）J21系列及其改型与改进设计的开式双柱固定台压力机，公称压力F_公称为400～2500kN。

2）J31系列及其改型与改进设计的闭式单点压力机，公称压力F_公称为1600～3150kN。

3）Y32系列及其改型与改进设计的四柱万能液压机，公称压力F_公称为3000～5000kN。

3.压力和功的计算

（1）用V形齿圈压板的精冲（简称FB精冲）的力与功 在普通压力机上进行FB简易精冲，机身要同时承受压料、反顶及冲裁三项压力合成的总压力荷载，卸料力与推（顶）件力是在主冲裁之后施加，不会同时叠加增大总压力，故不计入总压力中。由于在压料与反顶夹紧原材料情况下冲裁，故对于单动压力机而言，可用于主冲裁的吨位也相应减小，可按下式计算所需设备吨位：

F_公称≥F_计 （3-6）

F_计=K（F+F₁+F₂） （3-7）

F=tL（1-t'/t）R_m （3-8）

F=0.9tLR_m （3-9）

F₁=f₁L₁hR_m （3-10）

将f₁=4，L₁≥L，h=（0.2～0.3）t代入式（3-10）得

F₁=（0.8～1.2）tLR_m （3-11）

通常情况下，取：

F₂=（0.1～0.25）F （3-12）

将式（3-9）、式（3-11）、式（3-12）代入式（3-7），并取K=1.3得

F_计=（2.3～3.0）F （3-13）

以上式中，F_公称为普通压力机（包括普通冲床与液压机）的公称压力（kN）；F_计为带V形齿圈压板精冲所需普通压力机的计算吨位（kN）；K为安全系数，通常取1.3；F为主冲裁力（kN）；F₁为齿圈压板压力（kN）；F₂为反顶压力（kN）；t为精冲件料厚（mm）；L为冲裁线周长（mm）；t'为冲裁时凸模挤入材料深度（mm）；R_m为精冲材料的抗拉强度（MPa）；f₁为系数，通常取f₁=4；h为齿圈V形齿高度（mm），见表3-13～表3-15；L₁为齿圈长度（mm）。(www.xing528.com)

t'值可依精冲材料种类、状态、厚度及其力学性能从有关手册查得。为方便计算，Tim-merbeil把1-t'/t之值绘成诺谟图，见图3-50，可按精冲材料屈强比（R_eL/R_m）图算求出1-t'/t近似值，对于精冲，1-t'/t值均在0.6～0.9之间，为保险计，取1-t'/t=0.9，从而使式（3-8）演变成式（3-9）。

表3-13 单面V形齿圈的V形齿尺寸 （单位：mm）

表3-14 双面V形齿圈的V形齿尺寸 （单位：mm）

表3-15 小模数齿轮及类似带尖角零件精冲模的齿圈V形齿尺寸 （单位：mm）

（续）

用V形齿圈强力压板精冲（FB）的冲压功可按下式计算：

（2）光洁冲裁时冲压力的计算 负间隙冲裁的冲压力F_F可按下式计算：

F_F=f₂F_max （3-15）

式中，F_max为普通冲裁同一冲裁件所需最大冲压力（N）；f₂为负间隙精冲系数，按精冲材料选取：铝及铝合金取f₂=1.5～1.8，黄铜（软态）取f₂=2.3～2.8，软钢取f₂=2.5～3。

F_max=KtLR_m （3-16）

F_F=1.3f₂tLR_m （3-17）

对于圆刃口光洁冲裁冲压力F_y亦可用式（3-15）计算，但式中f₂的取值应根据精冲材料不同，按上述f₂值范围，取其下限值。

以上是经验计算法，仅供参考。

如需另行计算推（顶）件力F_推、卸料力F_卸，均可按（5%～8%）F_F进行粗略计算。

4.其他问题

1）机械压力机最大精冲料厚的确定。

2）精冲模设计中应注意的事项，如刃口圆角设置、精冲间隙选取及调整、上模下行位置控制等。

3）实际操作中常遇到的问题，如原材料前处理、润滑、压边及反顶力调整等。

由于我国与精冲密切相关的配套技术水平不高，应用简易精冲可以不进口昂贵的成套精冲设备与精冲模，利用国产普通设备、材料、润滑剂及制模技术即可实施。尽管简易精冲与进口成套精冲设备精冲水平相比，生产率较低，精冲料厚受限，不适于大批量生产，但对于多品种、中小批量生产的小型精冲件而言，易实施，效益显著，有较好的推广使用价值。