冲压件的加工特点研究

冲压件的加工特点研究（精选6篇）

1.冲压件的加工特点研究 篇一

冲压加工的三要素

1、合理的冲压成形工艺

2、先进的模具

3、高效的冲压设备

冲压加工的特点

属少、无屑加工，能加工形状复杂的零件，零件精度较高，零件强度、刚性高而重量轻、外表光滑美观，材料利用率高，生产率高，便于实现机械化和自动化，操作方便，要求的工人技术等级不高，产品的成本低。

缺点：模具要求高、制造复杂、周期长、制造费昂贵，因而在小批量生产中受到限制。生产中有噪音。

四、常见分离工序与成型工序

分离工序

成型工序

按基本变形方式分类

（一）冲裁定义

使材料沿封闭或不封闭的轮廓剪裂而分离的冲压工序称为冲裁，如冲孔、落料等。

（二）弯曲定义

将材料弯成一定角度或形状的冲压工序称为弯曲，如压弯、卷边、扭曲等。

（三）拉深定义

将平板毛坯拉成空心件，或将空心件的形状和尺寸用拉深模作进一步改变的冲压工序，称为 拉深，分不变薄拉深和变薄拉深。

（四）成形定义

使材料产生局部变形，以改变零件或毛坯形状的冲压工序称为成形，如翻边、缩口等。冲压对版聊的基本要求

（一）对力学性能要求

（二）对化学成分的要求

（三）对金相组织的要求

（四）对表面质量的要求

（五）对材料厚度公差的要求

板料力学性能与冲压成形性能的关系

（一）屈服强度（σs)

（二）屈强比（σs/σb）

（三）伸长率

（四）硬化指数n

（五）厚向异性系数γ

（六）板平面各向异性指数Δγ

压力机的型号和技术参数JB23－63型号的意义是：

现将型号的表示方法叙述如下。第一个字母为类的代号，“J”表示是机械压力机。第二个字母代表同一型号产品的变型顺序号，凡主参数与基本型号相同，但其他某些次要参数与基本型号不同的称为变型。“B”表示第二种变型产品。第三、四个数字为列、组代号，“2”代表开式双柱压力机，“3”代表可倾机身。

横线后的数字代表主参数，一般用压力机的公称压力作为主参数，型谱中的公称压力用工程单位“吨”表示，故转换为法定单位制的“千牛”时，应将此数字乘以10。例中63代表63tf，乘以10即为630KN。

有的压力机在数字后面还有一个字母，它代表重大改进顺序号。凡型号已经确定的锻压机械，若结构和性能与原产品有显著的不同时，称为改进，如“A”表示第一次改进。冲裁工艺与模具设计

1、、冲裁的定义：利用冲模使板料相互分离的冲压工序

2、冲裁分类：

根据冲裁变形机理的不同，冲裁工艺可分为普通冲裁和精密冲裁两大类。普通冲裁是由凸凹模刃口之间产生剪裂纹的形式实现材料分离的，冲出的冲件断面比较粗糙，精度较低。而精密冲裁则是以塑性变形的形式实现材料分离的，冲出的冲件断面比较光洁，精度较高。

3、冲裁过程：

（1)．弹性变形阶段

变形区内部材料应力小于屈服应力。(2)．塑性变形阶段

变形区内部材料应力大于屈服应力。凸、凹模间隙存在，变形复杂，并非纯塑性剪切变形，还伴随有弯曲、拉伸，凸、凹模有压缩等变形。(3)．断裂分离阶段

变形区内部材料应力大于强度极限。4断面质量分析

它由塌角、光亮带、断裂带和毛刺四个部分组成。

塌角带：弹性变形阶段产生，大小与材料塑性和模具间隙有关。光亮带：塑性剪切变形时产生，质量最好的区域。断裂带：撕裂造成。毛刺区：模具拉挤结果，毛刺不可避免。此外，间隙不正常、刃口不锋利，还会加大毛刺。影响冲件尺寸精度的因素：一是冲模本身的制造精度，二是模具间隙，三是材料性质，四是工件形状与尺寸等。其中间隙起主导作用。

6、间隙对模具寿命的影响

冲裁过程中模具的失效形式一般有：磨损、崩刃和凹模洞口胀裂三种。（1）间隙对磨损的影响

在保证冲件质量的前提下，为了减小凸、凹模的磨损，延长模具的使用寿命，应采用大间隙冲裁。

（2）间隙对凹模洞孔胀裂的影响。

当采用大间隙冲裁时，落料件尺寸小于凹模刃口尺寸，因此，很容易从凹模洞口落下，推件力接近于零，不会把凹模洞口胀裂。

（3）间隙对崩刃影响。

当采用小间隙冲裁时，凸、凹模刃口的垂直力和侧压力增大，另外，模具受到制造误差和装配精度的限制，凸模不可能绝对垂直于凹模上平面，间隙也不会绝对均匀分布，过小的间隙会造成凸模与凹模啃口甚至崩刃

7、冲裁模间隙

Z=DA-DT（2-1）

冲裁模凸模和凹模之间的间隙，不仅如上节中阐明的对冲件的质量有影响，而且还影响模具的寿命、冲裁力、卸料力和推件力等。因此，间隙是一个非常重要的工艺参数。确定间隙的理论根据

在实际生产中，主要根据冲件的断面质量、尺寸精度和模具寿命这三个因素给间隙规定一

个范围的值，以满足冲裁件设计的要求。这个范围的最小值称为最小合理间隙，最大值称为最大合理间隙。在设计和制造模具时，应采用最小合理间隙。确定间隙值的方法有理论计算法和经验查表法两种。确定间隙的理论根据

由于理论计算方法在生产中使用不方便，为此，可根据下述原则选用经验间隙：

（1）冲件尺寸精度在IT11级以上，断面粗糙度Ra小于1.6，采用普通模具用小间隙冲裁，大多数情况下是难以达到要求的。一般宜采用光洁冲裁或冲裁后整修，目前应推广使用精密冲裁。

（2）冲件尺寸精度在IT12级以上，断面不允许有较大斜度时，一般采用小间隙冲裁。但对材料厚度小于2毫米的薄料和硬材料，由于断面情况不明显，为提高模具寿命，可在间隙的基础上适当放大冲裁间隙，采用较大间隙冲裁。

（3）冲件尺寸精度在IT13～IT15级的非配合尺寸，以及断面无要求的冲裁件，为了提高模具使用寿命，应采用大间隙冲裁。

此外，在高速冲裁和硬质合金模具中。为了提高模具寿命，也应采用大间隙冲裁

10、凸模和凹模工作部分尺寸计算的原则

测量尺寸应以光亮带部分为基准，如不考虑弹性回复，光亮带尺寸应和凸模（或凹模）尺寸一致。

（1）落料时应以凹模为基准进行计算。冲孔时应以凸模为基准进行计算。

（2）凸、凹模在使用过程中都会磨损，为了提高模具使用寿命，在模具设计时，应把凹模尺寸取在接近最小极限尺寸处，把凸模尺寸取在接近最大极限尺寸处。

（3）在实际生产中，为了便于加工，一般把落料凹模尺寸计算好后换算到凸模上去，凹模上不注形状尺寸，只注凹模洞口位置尺寸。（4）凸模制造公差

可选用IT6－IT8级精度。也可按如下经验选取。

50毫米以下的尺寸取0.01-0.03mm；50-100毫米取0.03-0.05mm；100-200毫米取0.04-0.06mm。很少有大于0.1mm的公差。

冲裁力的计算

用普通平刃凸模冲裁时，冲裁力F一般按下式计算：F=KL ì t式中：

F——冲裁力（N）；L——冲件周长(mm)； t——材料厚度(mm)；ì ——抗剪强度(MPa)； K——系数。

卸料力、推件力及顶件力计算

卸料力：从凸模上卸下紧紧箍在凸模上的条料所需的力；推件力：将梗塞在凹模洞口内的落料件或废料向下推出所需的力；顶件力：逆冲裁方向将落料件或废料从凹模洞口顶出所需的力。

降低冲裁力的方法

当冲件材料较厚且冲件尺寸较大，所需的冲压力很大，而压力机的压力不够时，可采用以下三种方法来降低冲压力。（1）、阶梯凸模冲裁（图2-17）在多凸模的冲裁中，将凸模设计成不同长度，使凸模工作端面呈阶梯式布置（图2-17）。这样各凸模冲裁力的最大值不同时出现，以此降低总的总裁力。(2)．斜刃冲裁（图2-18）

(３)、加热冲裁: 材料在加热状态下，抗剪强度明显下降，所以，加热冲裁能降低冲裁力 排

样原则

1、提高材料利用率

废料分为:工艺废料和结构废料两种。

工艺废料：工件与工件间和工件与条料侧边之间留下的废料，以及料头，料尾和边余料也是工艺废料。

结构废料：由工件结构形状而产生的废料。要提高材料的利用率，主要应从减少工艺废料着手

2、使工人操作方便、安全、减轻工人的劳动强度。条料在冲裁过程中翻动要少，在材料利用率相近似时，应尽可能选用条料宽度大的，步距小的排样方法。它不但操作方便，而且减少板料的剪裁次数，节省剪裁备料的时间。

3、使模具结构简单，模具寿命提高。

4、排样应保证冲裁件的质量。排样方法

1、有废料排样（a)：

冲件与冲件之间及冲件与条料侧边之间都留有工艺废料，冲裁沿冲件全部外形冲裁，冲件尺寸完全由冲模来保证，因此，冲件精度高，模具寿命长，但材料利用率低。

2、少废料排样(b)：

沿冲件部分外形切断或冲裁，只在冲件之间或冲件与条料侧边之间留有搭边。因受剪切条料质量和定位误差的影响，有的冲件质量差，但材料利用率高，可达70%～90%。且模具结构简单。

3、无废料排样(c,d)：

冲件与冲件之间，冲件与条料侧边之间均无搭边。

2.冲压件的加工特点研究 篇二

传统的机械零件精加工技术精准度不好, 容易导致生产出来的零件不符合要求, 不能正常使用。而近年来兴起的冲压模具加工则属于精加工技术, 冲压模具是一种特殊的零件加工设备, 其出现和使用不仅有效提高了机械零件的加工精度, 也在一定程度上带动了相关企业的经济增长。

1 冲压模具的优势

机械零件精加工方式多样, 而冲压模具在投入使用时是依照零件的加工方式分为了多种模具进行。如成型模具、冲剪模具、压缩模具以及弯曲模具等。不同的机械零件精加工采用不同的冲压模具进行加工, 不同的冲压模具具有不同的加工优势。但几乎所有的冲压模具都能减少零件加工的公差值, 提升产品加工的精准度, 提高机械零件的经济附加值。

1.1 能够提高机械行业经济效益

随着社会的发展和经济的进步, 全球经济化时代已经到来, 而我国的机械制造行业却发展缓慢, 甚至近几年开始出现了生存困境, 主要体现在机械加工设备精准度不高, 难以满足现代机械零件加工的需要。而冲压模具的引进对于机械制造业来说无疑是一种进步, 机械零件加工和生产技术也由此提升, 从而给机械制造业带去良好的经济收益。

1.2 能够缩小机械零件公差量

机械零件的尺寸是产品的灵魂, 在加工过程中更是核心所在。很多机械的零件一旦尺寸不符合设计要求, 出现较大误差时就会被废弃, 这样不仅浪费资源, 还耗费了人力和时间。但冲压模具却能够缩小机械零件公差量, 使机械工件可以达到装配要求, 提高零件合格率。

1.3 能够增加机械零件表面光度

机械产品的实际性能和其他配备指标都需要通过实际测量才能判断, 而机械零件的表面光洁度则能够一眼看到, 对于机械零件而言, 其光洁度向来是采购商格外注重的地方, 光洁度不高的产品很难引起采购商进一步的兴趣。而经过冲压模具加工的机械产品通常表面光洁, 能够显著提升机械产品的质量。

2 冲压模具精加工

2.1 组合加工

机械零件精加工中最常见的是组合加工, 该技术是根据零件的外形与特点进行分类组合, 并通过可调试工具来改变其形态进行加工。组合加工由单机加工床、单件或单工序加工转为多工序加工组成, 这种集中加工的组合方式能够很好地减少零件在加工过程中的装夹次数, 保证零件每个加工面之间的装配精度, 从而减少资源消耗和设备的投入, 进一步提高机械制造效率。

2.2 冲压模加工

在进行冲压模组配零件的加工时一定要注意加工部位的选择, 才能够保证零件的精准度, 提高合格率。如加工固定板和卸料板的孔时可以先对零件加工图纸进行研究, 依照要求编制基准件, 或者选择导套孔和上下模座导柱进行组配加工, 在达到统一的基准后, 固定导套孔采取进一步的加工。

3 冲压模具在机械零件精加工中的应用研究

精加工中, 冲压模具起到了一个重要的作用, 冲压模具可以加工非常精细的机械零件, 但加工过程中要格外注意零件的生产与加工工序, 按照机械零件的加工设计图纸进行, 同时也要注意操作上的安全防范, 排除工件在加工时的安全隐患。冲压模具的精加工过程主要通过四个环节进行, 如图1所示。

3.1 工作台操作

进行机械零件生产一般都在工作台进行操作, 简单地说, 冲压模具加工中的冲压生产过程都集中在工作台完成, 机械零件的精加工中, 凹凸模是制作冲压的重要工具, 因此, 在加工过程中要格外注意凹凸模控制。所以在加工前应该对零件可承受的冲压进行设定, 确保零件精加工度。

3.2 部件固定

机械零件加工过程中, 工件的固定非常重要, 为了保证机械零件的完整性, 应该不断调整机械零件的位置, 确保冲压模具的冲压力度均匀。机械部件的固定可以使用弹簧固定、螺钉固定和螺母固定等, 固定好部件位置再进行冲压生产, 这样就能保证冲压模具部件的安全。

3.3 零件定位

机械零件的定位能够确保产品最终的精确度。零件在进行冲压生产前都需要进行工作台定位, 如果定位不稳就容易导致工件偏离, 降低加工精度。因此, 机械零件安排在工作台上后一定要进行准确定位, 定位可以从冲压数据、安全性、操作性以及模具具体结构来考虑, 从而对零件加工进行合理定位。

4 结语

总之, 冲压模具在机械零件精加工中能够起到重要的作用, 其不仅能够提升零件的加工精度, 同时还可以在降低机械零件加工成本的同时提高机械产品的质量, 给机械制造企业带来更高的经济利润。

参考文献

[1]罗小梅.冲压模具的精加工刍议[J].科技资讯, 2011 (20) :53-53.

3.冲压件的加工特点研究 篇三

经过几年的摸索，我们充分挖掘出WorkNC软件在冲压模具加工中的优势，并应用在实际生产中。WorkNC软件主要有以下几大优点。

（1）大型工件的等高型面开粗。WorkNC无论锻件还是铸件均可轻易实现层切粗加工。选用Φ 63R 8刀具，设置参数层切1mm，步距40mm，所做程序如图1所示。层深浅保证了程序的安全性，大步距保证了效率；同时因切削力很小，也很好地保护了机床；体现在无人化上的是解放了机床操作者，操作人员不需要盯着机床。

（2）小块锻件的型面开粗（图2）。我们如使用32平刀加工，刀具不能直接在工件上扎刀，使用很多软件所做的层切程序，每加工完一层都要提刀一次，并且要移到锻件外部重新落刀加工。这样大大增加了程序的空跑时间，降低了效率；同时无法使用毛坯继承进行二次开粗，无法加工到位，造成后序加工前余量不均匀。

如果使用WorkNC软件做小锻件的拿料程序，编制程序时保证毛坯完全覆盖工件，参数中的连接距离足够大，加工方式为“环绕”，进刀设为“垂直”，即可做出如图3所示的程序。程序中，整个粗加工拿量只有一次进刀，中间每加工完一层都会自动螺旋切入下一层，加工很平顺，又省掉了提刀空跑的时间，这样的程序既安全，又提高了效率。同时WorkNC可根据残留毛坯情况，增加30球刀的二次开粗程序，如图4所示，使加工更到位，保证了后续的余量均匀。

（3）型面精加工。型状复杂的模具型面，传统编程通常采用延型45°走刀，这种方式编程简单，可以说是一种粗放的编程方式，加工时不会有接刀痕，但也正是因为没有接刀痕，而掩盖了型面的加工不到位。并且，加工时因立面陡峭，为了迁就刀具侧刃磨损，就要把走刀速度降低至少一半以上，无形中降低了数控加工效率，同时也增加了刀片的更换次数，增加了制造成本。

使用WorkNC软件编程引入了驱动线，使用驱动线控制刀轨，可使其按照我们预想的走刀方式来加工。将型面上的每一处比较陡的立面都用边界提取出来，最好在R 弧中心处搭接边界，以防止局部加工不够光顺，将做好的立面区域边界和平缓区域边界分别导入WorkNC加工模块，同时在立面区域边界上提取出延型的那一段曲线，作为驱动线导入。立面区域采用WorkNC的3D沿面方式，选择相应的边界和驱动线，便可做出从高到低，光顺的加工程序，如图4所示。而平缓区域采用WorkNC的投影精加工，选择相应的边界，最好平行于件长方向的坐标轴加工，以利于减少机床的合理减速次数，提高效率，也考虑机床在两轴联动时，精度更高。

（4）型面的小刀清根程序。由于小刀的刀长都比较短，型面起伏大的型面常有刀具无法达到的地方，这就需要把较深地方的程序，单独划分出来，通常这种划分是很困难的。一般根据边界划分，但都不太合理，所以这种清根都放弃无人化，由操作者自己根据现场情况决定。

在WorkNC软件中，引入了刀具碰撞检测功能，只需要将实际的机床头及卡头参数选入数据库，再选好刀具，设好刀长，分别利用选项，保存没有碰撞的区域，计算出无干涉的安全刀轨，这部分程序即可实现无人化加工。再利用选项保存碰撞的区域，计算出干涉的刀轨，刀轨干涉的程序需要人为干预，不能实现无人化加工，这样就最大限度地减少了操作者对程序的干预工作量（图5、图6）。

（5）轮廓的加工。型面的粗加工实现层切以后，工厂越来越希望能一次上机床实现全部内容的加工，而轮廓的粗加工，切削力大，会影响机床精度，还需要放到粗加工机床上来完成。W o r k N C做轮廓程序可实现三维层切，如图7所示，可精确设定每一层的切削量，做到小吃刀快进给，使用程序完全可以在精加工机床上应用（图7）。

（6）凹模套孔加工。以前做的凹模套孔程序，实际是使用的螺旋进刀代替加工刀轨，程序的每层下降深度，都要通过人为数圈来判断，非常麻烦，碰上孔多的零件，编程效率就会很低。使用WorkNC的切线加工功法，设置好进刀点后，便能做出精确控制每层切深的程序，如图8所示，孔越多，WorkNC的优势越明显。

结论：WorkNC软件的引入改变了我们的编程加工方式，还有很多加工功法没有被利用起来，我们将会继续探索应用。

4.数控铣床的加工有什么特点 篇四

1.加工灵活、通用性强

数控铁床的最大特点是高柔性，即灵活、通用、万能，可以加工不同形状的工件。在数控铣床上能完成钻孔、镗孔、校孔、铣平面、铣斜面、铣槽、铣曲面(凸轮)、攻螺纹等加工。在一般情况下，可以一次装夹就完成所需要的加工工序。

2.加工精度离

现在，数控装置的脉冲当量通常是0.001 mm，高精度的数控系统能达到0.1μm，通常情况下都能保证工件精度。另外，数控加工还避免了操作人员的操作失误，同一批加工零件的尺寸同一性好，很大程度上提高了产品质量。因为数控铣床具有较高的加工精度，能加工很多普通机床难以加工或很本不能加工的复杂型面，所以在加工各种复杂模具时更显出其优越性。

3.生产效率高

数控铣床上通常是不使用专用夹具等专用工艺软备。在更换工件时，只需调用储存于数控装置中的加工程序、装夹工件和调整刀具数据即可，因而大大缩短了生产周期。其次，数控铣床具有铣床、铣床和铣床的功能，使工序高度集中.大大提高了生产效率并减少了工件装夹误差。另外，数控铣床的主轴转速和进给速度都是无级变速的，因此有利于选择最佳切削用量。数控铣床具有快进、快退、快速定位功能，可大大减少机动时间。据统计，数控铣床加工比普通铣床加工生产效率可提高3~5倍，对于复杂的成形面加工，生产效率可提高十几倍，甚至几十倍。

此外，采用数控铣床还能改善工人的劳动条件，大大减轻劳动强度。

加工中心是从数控铣床发展而来的`。与数控铣床的最大区别在于加工中心具有自动交换加工刀具的能力，通过在刀库上安装不同用途的刀具，可在一次装夹中通过自动换刀装置改变主轴上的加工刀具，实现多种加工功能。

加工中心是由机械设备与数控系统组成的适用于加工复杂零件的高效率自动化机床。加工程序的编制，是决定加工质量的重要因素。 加工中心是高效、高精度数控机床，工件在一次装夹中便可完成多道工序的加工，同时还备有刀具库，并且有自动换刀功能。加工中心所具有的这些丰富的功能，决定了加工中心程序编制的复杂性。

多工序集中加工的形式扩展到了其他类型数控机床，例如车削中心，它是在数控车床上配置多个自动换刀装置，能控制三个以上的坐标，除车削外，主轴可以停转或分度，而由刀具旋转进行铣削、钻削、铰孔和攻丝等工序，适于加工复杂的旋转体零件。

加工中心能实现三轴或三轴以上的联动控制，以保证刀具进行复杂表面的加工。加工中心除具有直线插补和圆弧插补功能外，还具有各种加工固定循环、刀具半径自动补偿、刀具长度自动补偿、加工过程图形显示、人机对话、故障自动诊断、离线编程等功能。

5.冲压件的加工特点研究 篇五

摘要：围岩条件较差情况下，复合式衬砌隧道一般采用钢拱架喷射混凝土及锚杆组成的初期支护。钢拱架支护形式在经济、刚度、承载力等方面存在明显的差别。结合隧道钢拱架施工便利对施工工艺进行论述。

关键词：钢拱架支护；承载力；初始释放荷载。1工程概况

拟建公伯岭1号隧道位于青海省循化县公伯峡电站大坝库区黄河右岸临河山脊地段，进口位于大坝上游约4.0Km斜坡中下部；出口位于大坝上游约7Km处支沟右岸斜坡中下部，行政上属化隆县管豁。设计为左右双线越岭隧道：左线里程桩号ZK80+982—ZK84+030,隧道全长3048米；右线里程桩号K81+056—K84+107，隧道全长3051米；坡率0.60%、0.50%、0.55%、1.26%、1.29%,属长隧道，最大埋深约370米（左线）360（右线）。2.拱架加工工艺

1.钢拱架加工前要根据设计尺寸在平整的钢板上放出大样，控制弧度和长度，保证加工出来的拱架曲线平顺，美观。

2.按照放出的大样，钢拱架在型钢弯曲机上按照放样尺寸分段加工。3.加工时要考虑台车模板加大尺寸，洞身开挖预留变形量等因素的影响，分段加工时适当加大拱架半径，保证隧道净空尺寸。由于各拼装段半径的加大，拱架总长也随之加长。

4.钢拱架连接钢板采用240×200×14mm型号，螺栓连接拼装，骑缝焊接牢固，焊接缝要饱满，不得有砂眼。如图1所示。

图1 钢拱架加工流程

5.分段加工好的拱架在焊接拼装前要分类放好，并做好标记，以免拼装时混淆。

3.拱架施工方案及工艺

1.施工方案

钢拱架加工厂加工，集中堆放，下面要垫有枕木，防止锈蚀，装载机运至工作面，人工配合机械安装。两榀拱架之间用Ф22连接筋焊接连接，连接筋间距不大于1.0m,并在钢架支护内缘和外缘交错布置，当拱架仍然欠稳定时，可根据实际情况加设交叉连接筋。拼装焊接每段长度根据施.工实际调整。将监理抽检合格的拱架放在一起，并立有标识牌,用布篷覆盖，做好防锈蚀工作后待用。采用装载机运至掌子面，利用钻眼作业台车，人工配合装载机安装拱架。2.钢拱架施工流程如图2所示。

图2 钢拱架施工工艺流程

4.拱架安装施工要点

1.拱架加工好后要进行预拼装，合格后方可使用。2.安装前对岩面初喷5cm混凝土。

3.测量拱架安装设计顶面标高，钢架架设位置符合设计。

4.清除钢架底角浮碴，拱脚有一定的埋置深度，并落到牢固基础上，不得用碎石、块石砌 垫，可设置钢板进行调整，或用砼加固。

5.工作平台就位后，自下而上进行安装拱架，拱架应尽量与围岩接近，但留出砼保护层，与围岩间隙较大时，设置砼垫块垫紧。

6.安装时，拱架面要保持与中线垂直，上下左右偏差控制在±5cm，斜度小于±2°。7.依据设计施作锁脚锚杆，锚杆焊接于钢架之上，并焊接纵向连接筋。

8.拱架安装预留沉降量应符合设计。预留变形量：洞口S洞断面12cm，施工误差5cm。9.架设拱架时要安排测量人员全程监测，控制拱顶高程、水平距离最大跨宽度和倾斜度，不符合要求时及时调整，确保拱架施工各项指标符合技术规范要求。5.施工中应注意的问题

1.拱架支护应根据围岩条件、隧道开挖断面的尺寸、埋深、开挖方式、拱架施作的时间等进行施工设计。

2.根据中线、水平、坑道断面和预留变形量等将构件支护架设在中线方向的垂直面上，并力求整齐。同时支护之间应纵向连接牢靠，构成整体。

3.仰拱开挖前，可架设横撑顶紧两侧墙脚，防止边墙内挤。

4.在松散破碎的围岩中应设置斜撑、立柱等支顶拱脚。当岩层层理向隧道内倾斜时，应采取措施防止岩层顺层滑塌。5.拱架安设应在开挖后2小时内进行，并尽可能多的与锚杆露头及钢筋网焊接，以增强其联合支护效应。

6.架设后的拱架要经常有人检查，特别是每次放炮后。如果发现杆件有破裂、倾斜、弯扭、变形以及接头松脱、填塞漏洞等异常时，应立即用安全而可靠的方法加固处理。7.支护变形非常明显必须抽换时，应从末端起逐排抽换，并要本着“先顶后拆”的原则进行，防止围岩松动滑塌。

8.喷射混凝土时要注意将钢拱架与岩面之间的间隙喷射密实。9.如施工中短期停止工作时，要将各部支护架设至开挖面。

10.开挖中层或落底前需拆除下导坑支护时，要由里往外倒退拆除。11.各部分支护的架设、修复和拆除，应由专人及时进行检查和验收。6钢拱架性能特点及初始释放荷载规律

（1）钢拱架的整体刚度很大，可以提供较大的早期支护刚度；型钢拱架较格栅钢架能更早承载。

（2）钢拱架可以很好的与锚杆、钢筋网、喷射混凝土相结合，构成联合支护，增强支护的有效性，且受力条件较好，尤其以格栅钢架结合最好。

（3）格栅钢架采用钢筋现场加工制作，技术难度和要求并不高；对隧道段面变化要求并不高。

（4）钢拱架的装架设方便

（5）初期支护承担较大的初始释放荷载，它能够有效约束围岩早期的快速变形。

（6）三种测试元件反映出类似的规律；即不同元件测出的初始荷载分担比例基本相同，拱腰处为20%左右，拱脚为10%。

（7）拱腰的初始荷载分担比例大于拱脚。

（8）钢拱架内力、收敛和拱顶下沉对初始荷载更为敏感。

（9）拱腰处围岩压力初值略小，但拱脚处正常；这是由于拱腰处不易施工和元件埋设，介质相对松散，发生较大的变形后才有明显测值；监测中该现象较为普遍。根据实测值和分担比例估算该断面初始释放荷载，同时把不同时间的实测值列于图3。

图3 随时间增长的围岩间压力值 结语

本文根据G310线循化至隆务峡段公路工程施工的实践，阐述了钢拱架施工方法、施工控制要点和施工工艺流程。因此，型钢拱架支撑的截面大、刚度大、承受隧道开挖后的初期受力的能力强，即能够有效控制隧道开挖后的初期变形。确保了施工技术不断提升，为项目建设的成功做出更多的贡献。参考文献：

6.冲压件的加工特点研究 篇六

1 汽车表面铝合金板料的特性

汽车铝合金板料在美国铝业协会铝合金标准分为八个级别。一汽大众汽车车身材料采用的是5000系和6000系。

1.1 5000系材料

5000系材料主要合金元素为Al-Mg,主要应用于汽车的结构件和非外露内部件,优点如下。

a.板料供货状态强度稳定;

b.具有非常良好的成型性能,便于冲压加工;

c.具备良好的耐均匀腐蚀性;

d.具有优良的焊接性能;

e.具有加工硬化特性,成型过程发生加工硬化,强度提高。

缺点如下。

a.不能应用于质量要求很高的外表面部件。在成型加工过程中可能产生吕德斯带(Luders lines)即拉伸应变台阶,是一种发生在合金变形时的表面缺陷,常见于高含Mg合金。

b.在涂装烘烤过程中,材料强度降低。

1.2 6000系材料

6000系材料主要合金元素为Al-Mg+Si,主要应用于汽车的外表面部件,非外露内部件和结构件。

优点如下。

a.板料供货状态强度低,便于成型;

b.具有很好的成型性能,便于冲压加工;

c.具备良好的耐均匀腐蚀性;

d.具有优良的焊接性能;

e.具有烘烤硬化性或涂装硬化性;

f.具有出色的表面质量。

缺点为自然失效即屈服强度随着放置时间增长而升高,需要先进先出。一般失效时间为铝合金板料出厂6个月,一旦失效很难冲压成型。

1.3 铝合金板料性能指标

铝合金板料的硬化指数值较大,拉延、翻边回弹大,工序件与模具服帖性差;厚向异性系数值较小、屈强比大、成形性能差、易裂。铝合金板料延伸率差,最大为25%,大约只有钢板的一半;成型过程中易裂,有些甚至在电泳后出现开裂。铝合金板料内外表面质量无区别,轧制方向对性能无影响。

铝合金板料时效变化非常明显,0~3月内,铝合金板料性能基本没有变化;3~6个月内铝板性能稍有变化,时效期越短,成型性能越好;6个月之后,超过时效期,屈服强度增大15%,抗拉强度变化不大,延伸率较低因此变化不大,屈强比变化大,成型性能越差,制件极其易裂。

2 拉延模具特点

2.1 铝合金材料机械性能特点

在制件成型过程中,铝板回弹大于钢板回弹。图1所示为铝板、软钢和高强钢3种材料的典型应力-应变曲线,由图1数据可知,在同样的应变条件下卸载,铝板的回弹比普通钢板要大很多。

公式1为板料回弹的常用公式,由于铝板的弹性模量约为钢板的三分之一,因此铝板的回弹要远大于钢板回弹。

式中,R为回弹前的圆角半径;R′为回弹后的圆角半径;σS为弯曲材料的屈服极限;t为弯曲件的厚度;E为弯曲材料的弹性模数。

对比两款发动机罩内板的拉延模拟结果(图2),可知钢板制件中部最大回弹为-1.31 mm。而铝板制件中部最大回弹为-4.33 mm。基于此,在铝件模具的工艺设计过程中应重点关注回弹问题,做好前期的回弹补偿,适当位置增加工艺凸包、局部型面补偿设置等使板料均匀成型,减少回弹量。

2.2 拉延筋工艺设计和结构设计

铝合金板料模具拉延筋设置和钢板料模具的设置不同,拉延筋为圆筋时,铝合金板料模具成型圆角较大;钢板料模具拉延筋宽10 mm,高5 mm;而铝合金模具拉延筋宽12 mm,高6 mm,这样可以增大进料阻力,也使凹模内部的材料在较大的拉力作用下,产生较大的塑性变形,从而提高制件的刚度,减少由于变形不足而产生的回弹、暗坑、波浪等缺陷。

铝合金板料成型易裂。拉延模具凹模圆角比钢板件拉延模具圆角要大很多。如表1所示,钢板料强度高,在成型时流动性强,圆角小制件也不会出现缩颈和拉裂。铝合金板料强度低,在成型时流动性差,圆角小制件容易出现缩颈和拉裂。

2.3 注意事项

铝合金板料比较软,在成型时对拉延模具各项要求高,尤其是对模具的硬度和表面光洁度比钢件高很多。一般工作部分硬度在HRC56~58。否则在生产时,凸模凹模及压料面会出现大量的积屑瘤直接影响制件质量。

一般拉延模具在验收后,稳定生产1~2万件。零件尺寸和形状尺寸达到标准后,拉延凸凹模全部做涂层处理,压料圈不做涂层处理,便于以后对模具压料面磨损进行研修和调整维修,可以提高模具表面光洁度和表面硬度。

由于铝合金板料较轻,为钢件的三分之一。拉延模具在压件后容易产生制件真空吸附在凹模中,一般通过增加顶料销的数量和加大通气孔直径来消除此问题。

3 修边模具特点

铝合金材料软,在切削时更容易产生料屑,往往因料屑造成停台,产生大量的返修品,是制约生产效率的一个重要因素。因此料屑是国内外冲压厂家提高效率的重点公关项目。

3.1 在修边工艺设计和结构设计中避免和减少料屑

3.1.1 废料刀注意事项

修边设计时,首选分段修边,避免使用废料刀。如必须设计废料刀时,在保证排废料的基础上,尽可能减少废料刀的数量。应使用旋转废料刀和弹性废料刀,旋转废料刀(图3)将上模凹模镶块基座置于废料刀位置,做成活动式旋转镶块。以镶块中心位置为旋转轴,避免废料刀前端刺破板料产生料屑。

3.1.2 拉延筋在废料刀处断开

在拉延模具中,排布拉延筋在废料刀处断开5~8 mm平面。避免筋槽处立切。如图4所示,立切时角度较大,钢件和铝件都容易产生料屑。

3.1.3 修边角度要求

模具铝件切削最大角度为10°,当模具修边切削角度大于10°时,应在拉延凸模切削位置做工艺型面。将切削角度大的部分修改为合理角度,再进行切削。如图5所示,凹模刃口不能采用波浪式刃口,修边时要保证切削同步。

3.1.4 修边设计排布

不能采用垂直修边和斜楔修边同时工作,或两个不同角度斜楔在同工序修边接刀。否则接刀处会产生大量料屑,如图6所示。

3.2 修边间隙

一般钢件修边间隙为料厚的8%。铝合金材料较软,修边间隙为板料厚度的10%左右,刃口间隙比钢件模具大,不同材料和抗剪强度的修边间隙值见表2。

mm

通过在生产实验可知,图7a所示间隙为板料厚度10%~15%时,此修边断面的光亮带是四分之一,几乎没有料屑。图7b所示间隙为板料厚度5%~8%时,此修边断面的光亮带是料厚的三分之二,料屑非常严重,刃口立面容易产生积屑瘤。图7c所示间隙为板料厚度20%~25%时,此修边断面的光亮带几乎没有,料屑也非常严重。

3.3 实际生产中总结得出的工作方法

修边的凹模镶块上模镶块刃口-2°,下模可以按需要做0.5°的倾角。冲孔类按需要可以做空开。如图8所示,凹模镶块刃口磨损后,不能打磨降低高度来使刃口锋利。通常将刃口烧焊,按原基面修复。修复工作十分复杂。冲头需要顶针式退料,保证废料滑落。

上模刃口切入要尽可能的浅,修边刀刃口1.3 mm左右。减少刃口同制件的接触,从而减少料屑的产生。

因为铝合金板料较轻,废料下滑困难,滑废料要保持通畅。废料滑道角度要求一级滑道大于30°,二级大于25°。冲孔时多采用顶针式冲头方便废料下滑。

4 翻边模具和成型模具特点

板料的最小弯曲半径是料厚的1.5倍;凸凹模间隙是正常尺寸+5%的料厚。在翻边成型过程中一定要考虑回弹,根据翻边的半径和形状,回弹角通常大于3°。根据生产状态,制件质量,确定对其翻边镶块需要进行PVD涂层处理,以提高翻边镶块的表面强度和耐磨性。

4.1 对模具压料板的要求

压料板着色与修边一样,要求全部均匀着色。压料板平衡块分布均匀,数量足够。并要求压料板表面光洁度要好,尤其是在有一定角度的地方表面不能出现硬点且需保证光洁度。否则会产生细小的粉末料屑。在能够保证工作质量情况下,翻边压料面尽可能窄,一般25 mm左右,可以避免大面积的同制件表面接触所产生的料屑。

4.2 对模具翻边成型凸模凹模的要求

在翻边模成型设计时,应当用整体的凸模或凹模,尽量避免镶块式的凸模和凹模(图9),在工作时接缝处走料会产生大量的料屑。如果因为工艺或复杂的结构不能实现整体凸模或凹模时,应当在镶块的侧面增加侧把螺钉,以最大限度地控制接缝处料屑的产生,同时要考虑涂层处理需要最大尺寸规格。

翻边间隙为成型件的料厚,R角不可太小且要求光顺平整,行程不易过长。在翻边折点处都是产生料屑集中的地方。(图10)

4.3 对模具镶块涂层的要求

翻边镶块在制件尺寸合格,能够稳定生产的情况下,要求全部镀铬。如镀铬后镶块因更改尺寸等原因进行焊接,生产稳定后从新镀铬。涂层实施后,清理和抛光只能用橡胶油石、擦布抛光,不允许用砂纸等抛光工具。

5 压合模具特点

铝件压合模的底模,材料同钢件不同,保证底模硬度为HRC55~58的同时,还要保证底模的光洁度,避免铝件的料屑和积屑瘤。压合时铝件要在17℃以上,温度低时制件容易缩颈开裂。铝件压合模有倒边压合模和滚边压合模两种压合方式。倒边压合模是通过镶块弧线运动进行压合;滚边压合模通过滚轮滚动进行压合。

5.1 倒边压合模

倒边压合模(图11)的工作时间短,效率高。生产1 000件左右时对压合镶块表面进行抛光。主要保证工作面的光洁度,清理料屑。压合镶块磨损后,需要对镶块烧焊、打磨、研修、调整、调试,维修技术复杂且时间长。

5.2 滚轮压合模

滚轮压合模制造成本相对较低。在调试或压合尺寸更改时,对滚轮轨迹程序进行更改即可。滚边压合时一般要3次倒边压合,所用工作时间较长,每生产3 000~5 000件后,需更换滚轮。每一个制件有5~6个滚轮,滚轮表面要进行涂层处理,现场滚轮压合模及工作示意见图12。

5.3 压合模压料板

铝件压合模的压料板不能采用金属材料,铝件软,金属压料板会压出痕迹,一般采用树脂压料板。在压合调试研修时不是很方便,如一小部分压料板着色不好,需要对整个压料板进行打磨研修。

6 冲压生产设备特点

6.1 开卷设备

开卷设备(图13)包括两套矫直机即钢料矫直机、铝料矫直机,每套矫直机各有17个矫直辊,每个矫直辊直径为50 mm,每套矫直机各有一个支撑架,每套矫直机有自动清洗校直辊装置。两套送料辊即钢料送料辊、铝料送料辊,铝料送料辊表面涂层是合成材料。

伸缩皮带和堆垛皮带采用钢铝板料混合生产,钢料采用永磁吸附板料;铝料采用皮带中间孔真空吸附板料,靠自重下落,真空负压发生系统。

6.2 铝合金板料分层

拆垛装置采用吹气方式使铝合金板料分层,设备见图14。一般采用双面挡块吹气口,截面为矩形,吹气方向斜向上倾斜,这样便于分层。铝合金板料表面有较多油时,气会将板料上的油吹成扇形状,拉延时容易产生波浪、暗坑、棱子等表面质量缺陷。更要注意拆垛装置周围环境是否清洁,避免吹气分层时,吹入杂物对板料造成污染。

6.3 机械手取件和传输

分层后抓取板料时,机械手先抓取两边缘板料,再抓取中间板料。制件传输与钢件不同,为真空皮带传输或皮带运输,皮带运输速度要求缓慢,靠制件自重产生的摩擦进行传输。

6.4 废料的传输

铝合金板料与钢料的废料绝对不能混放,处理系统必须完全分开。废料传输有两条传输带,不同板料生产时,自动选择钢或铝合金废传输带。

7 生产时注意事项

7.1 板料

a.存放。铝卷单层存放,不可以堆垛运输。是避免对卷表面磕碰和自重作用下的横向挤压,铝卷需要竖立储运。因此开卷线需考虑翻转90°的问题。并有专用的吊具,专用防尘罩。

b.温度。铝合金板料的温度、湿度很重要,注意防雨、防锈。在北方冬季,要提前一天送到工作地点,保证铝料达到室内的温度。铝板料内外表面质量无区别,轧制方向对性能无影响。

c.润滑。铝合金板出厂时表面涂敷固体润滑介质。在生产过程中不使用清洗机和涂油机,清洗机会损坏铝板自带的干性润滑。如因来料脏或因润滑不足造成质量缺陷,则使用清洗机和涂油机。注意因涂油机的使用,导致零件表面的油量发生变化,以免影响激光焊及油漆。

7.2 工位器具

板料托架或井字架,考虑到拆包后的吊装板料,必须用可以容纳躲避绳带的条栅料拍子。铝件工位器具的橡胶块很软,比钢件软很多,零件竖放。避免平放时因自重而变形损坏。凡是与零件接触的部位均增加一层塑料,防止铝件与其他金属接触。

7.3 制件返修

返修打磨产生的铝粉屑要集中收集处理,且打磨需要带通风的打磨间,返修区域有铝屑收集装置、排风装置。空气中的铝粉达到一定的浓度时会发生爆炸,所以安全保障措施不容忽视。

8 结束语