外文翻譯-沖壓頭斷裂問題的解決方法

1、 譯文標(biāo)題沖壓頭斷裂問題的解決方法原文標(biāo)題 SOLVING PUNCH HEAD BREAKAGE PROBLEMS作 者Smith & Associates譯 名史密斯及其同事們國 籍美國原文出處Solving Punch Head Breakage Problems D27 REV沖壓頭斷裂問題的方法 沖頭斷裂，特別是在重型沖壓和高速沖床的工作過程中發(fā)生的壓縮切割，是一個(gè)嚴(yán)重的問題。高速沖壓過程中的快速的剪切速率可能會使普通強(qiáng)度的沖裁的負(fù)荷增加到至于接近極限抗拉強(qiáng)度的數(shù)值。 圖1.沖壓過程中發(fā)生壓縮切割作業(yè)。導(dǎo)致沖頭斷裂的因素高剝離負(fù)荷往往導(dǎo)致頭部斷裂。然而，單獨(dú)的極高的剝離負(fù)荷不

2、能使頭部被拉下。數(shù)額剝離力取決于幾個(gè)因素。這些因素包括：1.模柄的類型和厚度。 2.潤滑的使用。 3.沖床上的擦傷或沖壓件的磨損。4.沖床和沖壓模具的鋒利程度。根據(jù)不同的速度和工作條件，另一個(gè)沖頭故障的模式，是由于超過了所能承受的壓力和有沉重的反向負(fù)荷而引起的，尤其是在高速運(yùn)轉(zhuǎn)過程中和沖裁較厚的坯料時(shí)更為嚴(yán)重。請注意，脫模力的拉伸力是不可能足夠造成拉伸破壞的。通常的故障模式是周期性的裝載和裂紋擴(kuò)展而導(dǎo)致的故障。圖2顯示了失敗啟動的一圖2.沖頭斷裂問題通常在頭部和沖壓機(jī)構(gòu)開始逐步加入。 圖3.近距離觀察頭部和沖壓機(jī)構(gòu)的加入。部分沖壓模具。圖2顯示了在有硬化工具鋼底板的定位器里的沖壓頭的圖像。通常

3、情況下，支撐鋼板應(yīng)當(dāng)熱處理到韌性為38RC到45RC的程度，見圖3近距離的觀查。在良好的設(shè)計(jì)中，沖頭和定位圈之間應(yīng)該不可避免的有一個(gè)小的圓角或間隙來容納沖頭在模具中的楞角處的凸出部分。沖頭彎曲和裂紋的形成 隨著沖壓頭切削重金屬的進(jìn)行，在沖壓機(jī)構(gòu)，支撐板和模具護(hù)套處產(chǎn)生壓應(yīng)變。這將導(dǎo)致如圖4的結(jié)果，即沖壓頭的變形或彎曲。在沖破過程中，一個(gè)反沖的動作將造成沖壓頭的拉伸應(yīng)變集中，如圖5 。沖壓頭的反復(fù)彎曲可以導(dǎo)致連接處、沖壓頭和機(jī)構(gòu)的裂紋的形成。 圖4.變形的偏斜沖頭和被壓縮的底板。圖5.在沖頭穿過模柄和脫模時(shí)解除壓應(yīng)變，將導(dǎo)致壓沖頭的拉伸應(yīng)變。裂紋的生長或繁殖 一旦形成裂紋，繼續(xù)做高負(fù)荷的周期性運(yùn)

4、動肯定會使裂紋繼續(xù)長大。最終往往導(dǎo)致沖壓頭從機(jī)構(gòu)中完全脫落的結(jié)果。如果沖頭與沖壓機(jī)構(gòu)分離了，當(dāng)壓力在周期作用下時(shí)沖頭可以從定位圈上掉下來。如果發(fā)生這種情況，將會嚴(yán)重的破壞模具、壓力加工設(shè)備，傷害工作人員的可能性也很大。沖壓模具和其他工具鋼模具組件被毀壞，將會導(dǎo)致尖銳的碎片在空中做高速的運(yùn)動，這將使工作人員受到嚴(yán)重甚至致命的傷害。人員安全的要求 壓力加工安全條例主要強(qiáng)調(diào)的是在壓力加工過程中涉及到人身安全的部分，用安全距離的大小、防護(hù)裝置開放的尺寸和其他保護(hù)措施來解決這方面的人員安圖6.在周期性的高負(fù)荷作用下，沖壓頭和機(jī)構(gòu)的連接處產(chǎn)生的應(yīng)力集中可導(dǎo)致裂紋的形成 圖7.如果在沖壓頭和機(jī)構(gòu)的連接處的應(yīng)

5、力集中已經(jīng)導(dǎo)致裂縫的形成，繼續(xù)運(yùn)作則將造成裂紋繼續(xù)擴(kuò)展的結(jié)果。全。所有壓力加工的傷害事件都可以通過適當(dāng)?shù)囊?guī)劃、過程控制、員工培訓(xùn)和遵循良好的壓力加工習(xí)慣的做法來避免。至于可以粉碎物質(zhì)和噴出物質(zhì)的模具則需要一種保護(hù)物質(zhì)作為屏障才能保證安全。這需要所有部門和保險(xiǎn)安全條例明確指出。如果在壓力加工過程中存在有危險(xiǎn)，一種物質(zhì)屏障保護(hù)是必要的。在某些情況下，用足夠厚度和強(qiáng)度的致密塑料來阻止在空中運(yùn)動的破碎模具部件是一個(gè)解決方案。如果這還不夠，有可能需要足夠強(qiáng)度的堅(jiān)實(shí)的鋼鐵來保護(hù)。圖8顯示了與頭部完全分離的沖壓機(jī)構(gòu)。沖頭斷裂的選擇根源可以設(shè)計(jì)的抵制頭部破損的結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)通?？梢杂行У叵^部破損的問題。沖

6、頭應(yīng)該和定位圈和孔有一定的過盈配合。頭部厚度也應(yīng)該稍微比孔的深度厚。保持這些部位密封可以防止排氣和模具部件的移動。圖8.沖壓頭的完全分離可使沖頭從支持物上掉下來，這可能會導(dǎo)致模具的損壞和人員的傷害。沖壓支撐板的功能 底板的作用是提供一個(gè)堅(jiān)硬的表面，來支撐沖壓頭。經(jīng)常使用的支撐板是原料通過油淬火形成的。通常的做法是將支撐板熱處理至約38RC至45RC來保證韌性和耐磨性。這種硬度在抗拉強(qiáng)度范圍內(nèi)能夠得到較長的彎曲壽命。一些專家認(rèn)為用這一硬度范圍可得到最佳的減振能力。阻尼鋼的性能是低硬度和柔軟性好。無論如何，支撐板只要進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚恚纯捎脕碓黾影蹇归_裂的強(qiáng)度。正如圖4，沖壓頭將被壓縮到支撐板，支

7、持鋼板將反過來壓縮沖模底板。每次沖壓沖透原料時(shí)都會發(fā)生壓縮。如圖5所示隨著沖壓沖透原料發(fā)生反沖的過程。頭部斷裂的問題解決方法圖9顯示了兩個(gè)簡單的用來解決所有的但非最嚴(yán)重的頭部破損的辦法。第一個(gè)方法是在頭部磨出圓角來使沖頭沖壓到底板而不發(fā)生彎曲。第二個(gè)改進(jìn)是在機(jī)構(gòu)和頭部的連接處提供了大半徑，這將減少沖壓反沖時(shí)因在這一領(lǐng)域產(chǎn)生的應(yīng)力集中而引起的擊穿次數(shù)。頭部修改的實(shí)現(xiàn)如果頭部分離是如圖6 、7和8所示，則是不經(jīng)常發(fā)生的，如圖9所示，在沖頭周圍研磨角錐來完成簡單的圓直型的沖壓。建議角度間隙約為3度至6度，并做成與模柄尺寸相同的表面平整的中間部分。圖9.用沖壓頭的反方位角和沖壓頭和機(jī)構(gòu)在接合點(diǎn)的一個(gè)大

8、半徑來減少壓力，該解決方案將解決大部分頭斷裂的問題。磨削角度是一個(gè)簡單的過程。磨削角度的方法包括： 1.使用外圓磨床。 2.用有工具刀架的車床磨削附屬物。 3.在平面磨床上用一個(gè)簡單的“輪回”手磨削錐形土地驅(qū)動旋轉(zhuǎn)夾具。 4.許多普通刀具磨床可輕松和快速地安裝模柄和磨錐。 減少頭部應(yīng)力的應(yīng)用如果是如圖9所示的半徑 ，必須作出一個(gè)新的沖壓模。定位器的外圓尺寸必須留有間隙。如果沖壓定位圈熱處理不超過48RC，它應(yīng)該有可能用機(jī)械加工來確定高速鋼定位圈的半徑。由鉆床，銑刀和現(xiàn)有鏜刀來制成這些所需要的性能的磨床刀或工具是容易的。碳化后的孔非常適合這項(xiàng)工作。然而，另一個(gè)選擇是坐標(biāo)磨床，內(nèi)直徑(編號)磨床或

9、常規(guī)電火花加工。增加頭部與尖端的比率另一個(gè)解決辦法是使機(jī)構(gòu)和頭部的直徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于尖端，如果其他方法失敗，這往往是一種有效的解決方法。但這個(gè)解決辦法有些不足之處，就是必須有大直徑的和昂貴的工具鋼毛坯。頭部很大的半徑比對同時(shí)沖出的孔的間隔有限制。Ironworker和沖彎機(jī)沖壓式?jīng)_床Ironworker風(fēng)格的沖壓已使用多年的便攜式設(shè)備用于沖壓鉚釘和螺栓孔中厚板和結(jié)構(gòu)件?，F(xiàn)代Ironworker是一種能夠切割鋼筋、沖壓鋼鐵孔和進(jìn)行彎曲的特殊類型的鋼鐵制造機(jī)。機(jī)械沖彎機(jī)沖壓也是利用了這種類型的沖壓。圖10.頭部很大的半徑比很有效，但是很貴。它也對同時(shí)沖出的孔的間隔有限制。圖11.一個(gè)“Ironworke

10、r”風(fēng)格沖頭是一個(gè)非常古老的設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)避免了頭部區(qū)域的應(yīng)力集中。機(jī)械沖彎機(jī)起源于十九世紀(jì)中葉，一般情況下沖壓部分的背部上設(shè)有一個(gè)有力的C型架 。早期的機(jī)械驅(qū)動的機(jī)器通常是雙重或三重減速齒輪，因此能夠發(fā)揮巨大的力量。這種設(shè)計(jì)發(fā)明物廣泛應(yīng)用在各種厚板的制造上，如沖壓鉚釘和彎曲工作中。在發(fā)展大家所熟悉的推土機(jī)之前，金屬工作沖彎機(jī)被廣泛使用。這一設(shè)計(jì)的起源追溯到十九世紀(jì)用于制造鍋爐殼和其他金屬制品業(yè)的沖壓頭類型。這種設(shè)計(jì)可能在生產(chǎn)這類工作的簡單的工具的鐵匠的手下發(fā)生演變。這種類型的沖床的優(yōu)勢是減少了頭部的應(yīng)力集中，應(yīng)盡可能在頭部構(gòu)造。這種設(shè)計(jì)對生產(chǎn)來說既是一種節(jié)約和又不會在重負(fù)荷下工作。但有一個(gè)缺點(diǎn)，當(dāng)用這種設(shè)計(jì)進(jìn)行壓力加工制造工具時(shí)，需要使用的凸模固定板可能不容易獲得?，F(xiàn)代許多良好的Ironworker沖壓設(shè)備都使用了大角度，而不是一般的圓角。這些證明避免沖壓頭斷裂的問題在堅(jiān)硬金屬加工過程中已經(jīng)被解決了。圖12.置于沖壓頭之下的一種彈性墊圈作為一種用來減少震動的手段。這種方法已經(jīng)嘗試了多少次卻很少成功。該彈性體材料往往被損壞，而沖頭也被頂了出來。彈性墊圈企圖把橡膠墊圈放在沖壓頭的下面或周圍作為一種手段來減少沖擊的手段很少成功。這種方法已經(jīng)嘗試了多少次卻很少成功。該彈性體材料往往被損壞，而沖頭也被頂了出來。指 導(dǎo) 教 師