金属薄板冲裁的毛刺 31.doc

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1、金属薄板冲裁的毛刺 31金属薄板冲裁的毛刺(31)31.1毛刺出现的机理金属薄板冲裁(blanking)是一种塑性变形加工工艺。由于冲裁时上下凸凹模是有间隙的，以及材料的塑性拉伸，在冲孔的下面会产生毛刺(Burr)；在落料的上面也会有毛刺。如图30-1。产生的毛刺会刮伤人手，也会划伤其它工件，对屏蔽零件还会引起尖端放电，所以毛刺是需要控制和消除的。31.2毛刺的解决1.冲模的凸凹模之间选取合适的间隙金属薄板冲裁单边间隙(c)取料厚(t)的5%-10%，当料厚从0.1-3mm,间隙逐步取其中的大值；材料的拉伸强度越大，间隙逐步取其中的较大值；当冲裁设备精度越高，间隙就可取其中的越小的值。合理的凸

2、凹模的间隙值通常也就是毛刺的高度。对拉伸强度好的材料，毛刺高度还比间隙要高一些；对拉伸强度低的材料。毛刺比间隙要低一些。通常精度高的零件容许毛刺取0.05t，对1mm厚的材料，也就是容许0.05mm高的毛刺。冲裁间隙取较小值时，毛刺也较低，但冲裁力就较大；当模具和设备精度不高时，两者的磨损也较大。高精度零件毛刺容许高度取0.05mm,普通零件取0.1mm。2.精冲设备首先是小间隙设计，然后采用双立柱高精度冲床，可以达到无毛刺的精度。如进口的Feintool、Schmid、ESSA、Hydrel高精度、低噪声液压冲床，国产的HFB-2500A全自动液压精冲机。事实上即使是0.05mm高的毛刺还是

3、会刮伤人手，只是摸上去不那么明显。即使是毛刺为0，但手有一定的速度碰上冲裁的直角边，也还是会划伤。所以对高要求的零件，要采用其他的方法来消除毛刺和锐角。3.往复冲裁模具往复冲裁(Push-back blanking；reciprocating blanking)，是一种无毛刺冲裁(blanking of burr-free)模具，入图30-2所示。这种模具结构采用中间凹模。上下各一凸模的方式。往复冲裁零件冲裁料厚一半后，再反向冲裁，这样在剪切面两边均形成塌角，就没有了毛刺。是日本人于1968年发明并在日本已推广用于生产的精冲技术。为了简化模具结构和便于废料的排出，也有用跳步模的方式两次冲裁。无

4、毛刺往复冲裁对于冲孔和落料均适用。4.压毛刺模具在没有高精度冲压设备，毛刺无法再冲裁阶段克服时，可以采用冲后再用压边模压去毛刺的方法。这种模具压边成45度，可以将毛刺压扁或压断。以上方法特别适应于镀锌钢板等表面不容许有伤痕的材料5.热能去毛刺机热能去毛刺机去毛刺过程是一种利用热化学反应过程。将所需去毛刺的零件，放在密封工作室内，然后充入一定量的氢气和氧气，经火花塞点火以后，混合气体在瞬间内反应，放出大量的热，使毛刺在高温(最高3000),高压(充气压力的20倍)，高速(8倍音速)作用下，加热自燃，而达到去毛刺的目的。这一过程很短(仅0.003秒)，仅足以将毛刺、飞边烧掉，而不至于影响到工件本身

5、，加工后的零件原有尺寸，表面光洁度，金属组织及机械性能等基本没有变化。但表面有时会有烧灼痕迹。热能去毛刺机可以处理多种材料：锌、铝、铜、钢、不锈钢。燃烧后，落在工件的所有表面上的毛刺和飞边的氧化残留物可以用空气或者溶剂清洗掉。6.电解去毛刺对于需要电镀的零件可以采用电解去毛刺的方法。这是利用电能、化学能溶解阳极去掉毛刺。零件与直流电源的正极相边为阳极，成形工具与直流电源的负极相连为阴极，两极之间保持一定的间隙，让电解液循环流动。当阳极和阴级浸入溶液并通入直流电后，阳极表面发生电化学反应，零件表面被溶解的金属与电解液形成黏性液体集中在零件表面的低凹处，具有较高的电阻和较小的腐蚀；而毛刺突出于零件

6、表面，在温差的影响下，液膜难以形成，通电后电力线高度集中于毛刺部分距阴极最近的毛刺将以最快速度溶解，直到毛刺全部溶解，边缘逐渐形成圆角，即达到去毛刺的目的。常用的电解液有NaCl、NaNO2和NaNO3等溶液。此法适用于有色、黑色金属零件，特别适用于形状复杂的零件及用机械、手工方法难以去除的内孔、交叉孔及内表面的毛刺，能去除特硬零件如钼、镍、钛、淬火零件的毛刺。7.化学去毛刺将清洗干净的金属零件放到化学溶液(50)中，零件表面金属将以离子形式转到溶液中。这些离子聚集在工件表面，经化学反应形成一层电阻大、电导率小的黏液膜，保护工件表面不被腐蚀，而毛刺突出于表面，化学作用会将毛刺去掉。加工时，只要

7、一个槽子即可。根据去毛刺工件材料的不同，用不同的化学溶液。基主要成分可以是盐酸、磷酸、硫酸、盐酸二基苯胺和水等，按比例配制。化学去毛刺适用于小的金属零件，可以去除厚度小于0.07 mm的细小毛刺。8.超声波去毛刺和清洗超声波去毛刺和清洗时，在超声波的作用下，机械振动传到清洗槽内的清洗液中，使清洗液体内交替出现疏密相间的振动，液体不断受到拉伸和压缩。疏的地方受到拉伸，形成微气泡(真空气穴)；密的地方受到压缩。由于清洗液内部受超声波的振动而频繁地拉伸和压缩，其结果使微气泡不断地产生和不断地破裂。微气泡破裂时，周围的清洗液以巨大的速度从各个方向伸向气泡的中心，产生水击。这种现象可以通过肉眼直接观察到

8、，即在清洗液中可以看到有剧烈活动的气泡，而且清洗液上下对流。此时若将手指浸入清洗液中，则有强烈针刺的感觉。上述这种现象称为超声空化作用。在空化作用中，微气泡的闭合形成超过1000个大气压的瞬间高压，连续不断的瞬间高压就像一连串的炸弹不停地轰击部件，使部件表面及缝隙之中的毛刺及污垢迅速脱落，达到去毛刺和高精度清洗效果。这就是超声波去毛刺和清洗的基本原理。在清洗液中加入合适化学清洁剂，则有更好的清洗效果。超声波去毛刺可以适应金属和塑料零件。31.3参考书目1.Kalpakjian.Schmid,Manufacturing Processes for Engineering Materials,5th ed.2008.2.梁炳文，冷冲压工艺手册北航出版社2004.MSN空间完美搬家到新浪博客！