在五金精密模具沖壓中，沖裁變形過程及斷面分析

在五金精密模具沖壓中，沖裁是利用模具內(nèi)的凸模和凹模板料產(chǎn)生分離的一種沖壓工序。它包括落料、沖孔、切斷、修邊、切舌、剖切等多種工序，但一般來說，沖裁主要是指落料和沖孔工序。落料是指用模具沖壓沿封閉輪廓曲線沖切，沖下部分為制件；沖孔是指用模具沖壓封閉輪廓曲線以外的部分作為沖裁件。下面系帶大家來了解一下沖裁變形過程及斷面分析。

1、沖裁變形過程

沖裁時(shí)板料的變形具有明顯的階段性，由彈性變形過渡到塑性變形，最后產(chǎn)生斷裂分離。

(1)彈性變形階段。凸模接觸板料后開始加壓，板料在凸、凹模的作用下產(chǎn)生彈性壓縮、拉伸、彎曲、擠壓等變形。此階段以材料內(nèi)的應(yīng)力達(dá)到彈性極限為止。在該階段，凸模下的材料略呈彎曲狀，凹模上的板料向上翹起，凸、凹模之間的間隙越大，則彎曲與翹起的程度也越大。

(2)塑性變形階段。隨著凸模繼續(xù)壓入板料，壓力增加，當(dāng)材料內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)滿足塑性條件時(shí)，開始產(chǎn)生塑性變形，進(jìn)入塑性變形階段。隨凸模擠入板料深度的增大，塑性變形程度增大，變形區(qū)材料硬化加劇，沖裁變形抗力不斷增大，直到刃口附近側(cè)面的材料由于拉應(yīng)力的作用出現(xiàn)微裂紋時(shí)，塑性變形階段結(jié)束，此時(shí)沖裁變形抗力達(dá)到最大值。

(3)斷裂分離階段。凸模繼續(xù)下壓，使刃口附近的變形區(qū)的應(yīng)力達(dá)到材料的破壞應(yīng)力，在凹、凸模刃的側(cè)面變形區(qū)先后產(chǎn)生裂紋。已形成的上、下裂紋逐漸擴(kuò)大，并沿最大切應(yīng)力方向向材料內(nèi)層延伸，直至兩裂紋相遇，板料被剪斷分離，沖裁過程結(jié)束。

2、沖裁件斷面分析

沖裁件斷面可分為明顯的四部分：塌角、光面（光亮帶）、毛面（斷裂帶）和毛刺。

(1)塌角。塌角也稱為圓角帶，是由沖裁過程刃口附近的材料被牽連拉入變形（彎曲和拉深）的結(jié)果。材料的塑性越好，凸模與凹模的間隙越大，塌角越大。

(2)光面（光亮帶）。光面也稱為剪切面，是刃口切入板料后產(chǎn)生塑性變形時(shí)，凸、凹模側(cè)面與材料擠壓形成的光亮帶垂直的斷面。光面是最理想的沖裁斷面，沖裁件的尺寸精度就是以光面處的尺寸來衡量的。普通沖裁時(shí)，光面的寬度占板料厚度的1/3~1/2。材料的塑性越好，光面就越寬。

(3)毛面（斷裂帶）。毛面是由主裂紋貫通面形成的表面十分粗糙且有一定斜度的撕裂面。塑性差的材料撕裂傾向嚴(yán)重，毛面所占比例也大。

(4) 毛刺。沖裁毛刺是在刃口附近的側(cè)面上，材料出現(xiàn)微裂紋形成的。當(dāng)凸模繼續(xù)下行時(shí)，便使已形成的毛刺拉長并殘留在沖裁件上。沖裁間隙越小，毛刺的高度也就越小。