精密下料概论.pdfVIP

精密下料 精密下料又稱為光邊下料，1930 年初由瑞士的 Fritz Schliss 所發明，1960 年 後漸漸才為各國所採用，因其剪斷完全在塑性變形期形成，剪斷面光滑無切屑的 成形方法，因此製品在一次剪切過程後，不需經過其他加工，甚至連研磨工程多 可省去，在許多情況下可以顯著降低生產費用及提高產品的品質。精密下料技術 屬於封閉切割線之剪切(shearing)製程，其被使用在金屬板材下料和沖孔， 於現 今越來越廣泛的與其他冷加工結合， 精密下料技術最初主要被使用在機械零件 製造業，但現今工業經由使用更厚即適於冷加工的卷料 (Coil) ，來製造複雜多功 能的零件；多數情況下可取代切削加工，鍛造、燒結、鑄造等製程所生產之零件。 一、工作原理 傳統下料與精密下技術的主要差異： (1)一般沖切：沖模主要由沖頭、母模板或脫料板組成 被沖出來的胚件經由有錐度的母模開口掉出模具。沖切時只有沖頭之剪力 Fs 作用於料件上，而在材料斷裂時，因為減力突然消失所產生的「斷面衝擊」，使 這一斷裂區的部分無法勝任之精密用途 (2)精密下料：模具包含沖頭、母模、脫料板及做為主要構建的頂料塊 各模具構件在剪切過程中之互動狀況是精密下料之特色 ；脫料板之功用在壓 平料條，並借助靠近成品周緣之 V 型環於剪切區域中產生壓應力(V 型環壓力) 。 在剪切緣內部之材包含料則利用頂料塊所施予與沖頭之力相反方向的頂料力(反 頂力)保持其平整。如下圖所示-1 圖 1-傳統下料與精密下料技術的主要差異 1 二、精密下料工作過程 以複合模一次行程沖切過程為例說明如圖-2 所示 (a) 模具開啟，送入原料 (b) 模具閉合，在刀口(沖切線)內外的原材料，利用 V 型環力和反頂力夾緊(模具 上有感測裝置感測，是否有廢料未排除) (c) 用沖切力 Fs 沖切原材料，FR 和 FG 全過程有效夾緊 (d) 滑塊行程結束，沖件在母模內，內孔廢料沖入下料沖頭中 (e) V 型環力，FR 和反頂力 FG 卸除，模具開啟 (f) 在施加 V 型環力的位置，此時作用為頂出內孔廢料和卸除沖壓繫帶的卸料力 FRA (g) 在施加背壓力的位置，此時的作用為從母模中頂出沖件的頂出件力 FRA 。原 料開始送進 (h) 吹卸或清除沖件和內孔廢料；原材料送進完成 2 三、精密下料時沖切面之塑性變形 精密下料從表面上看來是分離工程，但實際上零件和材料在最後分離之前， 始終保持是一個整體。精密下料過程中材料自始自終是保持塑性變形過程，而剪 切面的形成則是塑性變形的結果。 精密下料之變形特點是： (1)剪切區的材料產生強烈的塑性流動，如圖 3-1 圖 3-1 精密下料時剪切區的塑性流動 圖 3-2 精密下料時剪切區的變形 (2)剪切區的材料貫穿著塑性延伸，其變形如圖 3-2 所示 ● 於加工過程中，精密下料件的外形表層從母模側到沖頭側的變形程度(伸長) 逐漸增加，在沖頭側處達到最大值，而精密下料件的內形表層則情況相反， 從沖頭側到母模側的變形程度(伸長)逐漸增加，在母模側處達到最大值。 ● 邊緣金屬纖維的變形，具有特別重要的意義。因為，對下料而言，通過沖 切沖頭刃口的變形纖維形成沖壓廢料上的剪切面。 (3)刃口倒圓之作用 ☆ ●下料時，將母模刃口倒圓，沖頭刃口保持鋒利。 ☆ ● 沖孔時，將沖頭刃口倒圓，母模刃口保持鋒利。 ● 為了保持精密下料件儘可能小的彎曲度，決不可以同時對母模刃口與沖頭 刃口倒圓。