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螺旋管加工的基础工序

文章来源:天津海诚钢联 作者:无缝钢管厂家 发布时间:2020-05-12 11:17
   螺旋管是利用模具使板料或工序件的材料产生相互分离的冲压工序,包括落料、冲孔、切断、切边、切口、剖切等。落料和冲孔是最典型的冲裁工序冲裁是冲压加工的基础工序,几乎所有冲压件的生产都包含冲裁工序。根据变形机理不同,冲裁可分为普通冲裁和精密冲裁两大类。普通冲裁使材料在产生裂纹的条件下实现分离,而精密冲裁是使材料以塑性变形的方式实现分离。本章仅讲述普通冲裁工艺及模具。31冲裁变形分析31.1冲裁变形过程冲裁工作时,凸、凹模分别固定于上、下模,它们都具有锋利的刃口并保持合理、均匀的间隙,坯料则置于下模表面。当上模随压力机滑块下行时,凸模刃口冲穿坯料而进入凹模,从而使材料分离,得到与冲裁刃口截面相同的冲裁件轮廓。如图3-1所示。
由于凸模与凹模之间存在间隙,使凸模、凹模施加于板料的力F、F产生一个力短M(实际上,即使间隙为零甚至负间隙,在刃口施加压力下,刃口两侧的材料在被剪切前必然相互作用而产生拉应力,其水平分量对等效料厚的材料便施加了一个力矩),力矩使板料发生翘曲、弯曲,模貝与板料仅在刃口附近的狭小区域內保持接触。螺旋管加工的基础工序
       而螺旋管作用于板料的垂直压力呈不均匀分布,随着向模具刃口靠近而急剧增大坯料的翘曲是冲裁加工所不期望的,翘曲的程度与冲裁间隙的大小和坯料的刚度有关,因此,刚度较差的板料冲裁时都应有压料装置,使材料的变形局限于上、下刃口连线附近的较小区域。冲裁变形区的应力应变状态十分复杂,这里不作详细的分析,仅从图3-3所示的冲裁断面看,可以判定变形区材料在平面内有两种变形趋势,即:由于力矩的作用发生弯曲,在拉应力o作用下产生的伸长变形;由于侧压力Fpx Fa的作用,在压应力σ作用下产生的压缩变形,二者方向相反,最终结果视冲裁间隙的大小而定冲裁断面由图3-3可见,冲裁断面由四部分组成,即塌角、光面(光亮带)、毛面(断裂带)和毛刺。塌角a:该区域的形成是当模具刃口压入材料时,刃口附近的材料产生弯曲和伸长变形,材料被拉入模具间隙的结果。光面b:该区域发生在塑性变形阶段,当刃口切入材料后,材料在剪切应力τ和压应力σ作用下而形成的垂直光亮断面,通常占断面高度的1/3~1/2.塑性好的材料光面区域大,同时还与沖裁间隙及刃口磨损程度等加工条件有关毛面c:该区域是在断裂阶段形成的,是由刃口附近的微裂纹在拉应力作用下不断扩展而形成的撕裂面。其断面粗糙,且向材料体内倾斜,因此对一般应用的冲裁件并不影响其使用性能。塑性差的材料,其毛面区域也较大。毛刺d:该区域形成于塑性变形阶段后期,它是由于裂纹的起点不在刃口顶点,而是在刃口附近的侧面上而形成的。
       在普通螺旋管中毛刺是不可避免的,但间隙合适时毛刺的高度较小,易于去除冲裁断面的光面是冲裁件的测量和使用的基准,而塌角、毛面和毛刺则对冲裁件的使用和美观起负面作用。四个特征区域在整个断面上的比例,主要受材料的力学性能、冲裁间隙和刃口状态的影响对于塑性较好的材料,冲裁时塑性剪切持续的时间较长,裂纹岀现得较迟,因而光面所占的比例大,毛面较小,但是塌角、毛刺也较大。而对于塑性差的材料,情况则相反。冲裁变形要求凸、凹模刃口锋利,当模具刃口磨损成圆角时,挤压作用増大,冲裁件的塌角和光面増大,并且即使间隙合理也会产生较大的毛刺。实践表明,凸模磨钝后,落料件的毛刺更大;凹模磨钝后,冲孔件的毛刺更大。冲裁间隙是影响冲裁断面质量的重要因素,下面将详细分析其具体影响32冲裁间隙冲裁间隙是指螺旋管之间的间隙。凸模与凹模单侧的间隙称为单面间隙,用Z/2表示,两侧可隙之和称为双面间隙,用Z表示。
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