五金沖壓件設計原則與材料性能影響因素

五金沖壓件使用的模具是采用彈壓卸料板，還是采用固定卸料板，取決于卸料力的大小，其中材料料厚是主要考慮因素。

五金沖壓件加工包括沖裁、彎曲、拉深、成形、精整等工序。沖壓件加工的材料主要是熱軋或冷軋(以冷軋為主)的金屬板帶材料，例如碳鋼板、鍍鋅板、鍍錫板、銅及銅合金板、鋁及鋁合金板等。

五金沖壓件設計原則：

(1)五金沖壓件設計   滿(mǎn)足產(chǎn)品使用和技術(shù)性能，并能便于組裝及修配。

(2)五金沖壓件設計   有利于提高金屬材料的利用率，減少材料的品種和規格，盡可能降低材料的消耗。在允許的情況下采用廉的材料，盡可能使零件做到無(wú)廢料及少廢料沖裁。

(3)五金沖壓件設計   形狀簡(jiǎn)單，結構合理，以有利于簡(jiǎn)化模具結構、簡(jiǎn)化工序數量，即用   少、   簡(jiǎn)單的沖壓工序完成整個(gè)零件的加工，減少再用其他方法加工，并有利于沖壓操作，便于組織實(shí)現機械化與自動(dòng)化生產(chǎn)，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。

(4)五金沖壓件設計在能正常使用情況下，盡量使尺寸精度等級及表面粗糙度等級要求低一些，并有利于產(chǎn)品的互換，減少廢品、產(chǎn)品質(zhì)量穩定。

(5)五金沖壓件設計應有利于盡可能使用現有設備、工藝裝備和工藝流程對其進(jìn)行加工，并有利于沖模使用壽命的延長(cháng)。

影響五金沖壓件材料性能的因素：材料的五金沖壓件性能是指材料對各種沖壓加工方法的適應能力。

影響材料沖壓性能的主要因素有以下幾個(gè)。

(1)材料的塑性。沖壓過(guò)程中，當變形超過(guò)材料成形   時(shí)，便會(huì )引起破裂。塑性好的材料允許的成形   范圍大。因此，要求材料具有良好的塑性和塑性變形的穩定性。這樣可減少工序和因材質(zhì)不良而產(chǎn)生廢、次品。鋼中碳、硅、硫含量的增加都會(huì )使材料的塑性降低、脆性增加，其中含碳量對材料塑性影響   大。

(2)材料的抗壓失穩起皺能力。沖壓過(guò)程中當材料主要受壓應力作用時(shí)，例如直壁零件的拉深、縮口及外凸曲線(xiàn)翻邊等，主要是壓縮變形且厚度增加，容易產(chǎn)生失穩起皺。因此，要求材料具有良好的抗壓失穩起皺能力。

(3)材料的表面質(zhì)量。材料應具有良好的表面質(zhì)量，即材料表面應光潔、平整和無(wú)銹等。沖壓過(guò)程中，會(huì )在材料表面的裂紋、麻點(diǎn)、劃痕、結疤、氣泡等缺陷處產(chǎn)生應力集中而引起破裂。

沖壓加工也存在著(zhù)一些問(wèn)題和缺點(diǎn)。主要表現在沖壓加工時(shí)產(chǎn)生的噪音和振動(dòng)兩種公害，而且操作者的   事故時(shí)有發(fā)生。不過(guò)，這些問(wèn)題并不是由于沖壓加工工藝及模具本身帶來(lái)的，而主要是由于傳統的沖壓設備及落后的手工操作造成的。隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步，特別是計算機技術(shù)的發(fā)展，隨著(zhù)機電一體化技術(shù)的進(jìn)步，這些問(wèn)題會(huì )盡快而完善的解決。

五金沖壓件加工主要是將金屬或非金屬板料，借助壓力機的壓力，通過(guò)沖壓模具沖壓加工成形的。所謂的五金沖壓件與鑄件、鍛件比擬較，具有薄、輕、勻、且強的長(cháng)處。因為采用了模具，所以沖壓件的工件精度一般可達微米級。五金沖壓件加工是很重要的。分析五金沖壓件可以看出其如下特點(diǎn)：

1、形狀復雜，尺寸與形位，多數料厚t>3mm～12.5mm，為中厚板與厚板精沖件，沖切面平直、光潔，質(zhì)量可與切削加工相媲美。

2、精沖件輪廓清晰、塌角小，一些孔邊距與孔間距(壁厚)≤t并有壓凸、沉孔、盲孔及輪轂凸緣等成形精沖，尤其模數很小的漸開(kāi)線(xiàn)、擺線(xiàn)、三角形、矩形、梯形等形狀齒輪精沖件，都是用其他加工工藝難以制造的。

3、都是大批量生產(chǎn)和達到適度經(jīng)濟生產(chǎn)規模的機電產(chǎn)品零件，包括：汽車(chē)手剎、轎車(chē)、摩托車(chē)等產(chǎn)品精沖件，均由原材料一模沖出成品件，不再切削加工。

4、精沖的沖切面因冷作硬化效應，其表面硬度、強度大幅提高，耐摩擦性能和耐候性，用作運動(dòng)面、摩擦面的齒輪齒廓、軸套等精沖件，其壽命會(huì )因此而提高。

五金沖壓件在制造過(guò)程中會(huì )出現各種各樣的問(wèn)題，影響五金沖壓件出現這些質(zhì)量問(wèn)題的因素都有哪些呢？

1、翻邊成形模具設計缺陷

該模具為一模雙腔左/右件公用，由于本工序內容除翻邊外，還兼備形狀成形內容，加之制件復雜，彎曲面狹小，成形要求凹模壓料芯與成形面相符等，導致模具結構條件成形行程大，壓料面積小。設計人員在   初模具設計時(shí)，僅考慮到了壓料面小這一特征，卻忽視了壓料芯成形導滑行程。

存在如下設計缺陷：

（1）壓料芯導向長(cháng)度設計為125mm，實(shí)際導向長(cháng)度為115mm，雖然在設計范圍內，但存在托起部分115mm運動(dòng)超過(guò)導向長(cháng)10mm，存在壓料芯托起不穩定，制件定位不準的弊病。

（2）長(cháng)達115mm的成形高度，需設計導滑板，不能靠加工面與凹模側壁滑配間隙導向，側斜致摩擦力增大，自潤滑效果差，側向力得不到，批量生產(chǎn)后會(huì )導致因長(cháng)期磨損而引起導向間隙增大，提前喪失模具正常導向效果，從而會(huì )產(chǎn)生惡性質(zhì)量事故。

2、模具加工制件與圖紙設計存在誤差

該部位為圖紙中明確標出需加工出導向的區域。但由于壓料芯為復雜型面故采用鑄件成形后再對導向面進(jìn)行機加工，造成加工面與凹模導向面滑配后存在間隙誤差，在模具正常運行過(guò)程中出現了壓料芯左/右擺動(dòng)。