冲压成型.ppt

第四节 板料冲压一、一、一、一、冲压工艺概述冲压工艺概述冲压工艺概述冲压工艺概述二、二、二、二、板料冲压的基本工序板料冲压的基本工序板料冲压的基本工序板料冲压的基本工序一、冲压工艺概述金属板料金属板料冲模和冲床冲模和冲床冲模和冲床冲模和冲床产生分离、变形产生分离、变形冲压件冲压件冲床冲床冲床冲床冲压设备冲压设备冲压设备冲压设备冲压工艺概念冲压工艺概念冲模冲模冲模冲模冲压模具冲压模具冲压模具冲压模具动画演示动画演示动画演示动画演示金属板料金属板料冲模和冲模和冲模和冲模和冲床冲床冲床冲床产生分离、变形产生分离、变形冲压件冲压件冲压件冲压件冲压件冲压件一、冲压工艺概述u可冲压形状复杂的零件，废料少，材料利用率高；可冲压形状复杂的零件，废料少，材料利用率高；u冲件尺寸精度高，质量稳定，互换性好；冲件尺寸精度高，质量稳定，互换性好；u操作简单，生产率高；操作简单，生产率高；u价格低廉；价格低廉；u冲模制造复杂、费用高。冲模制造复杂、费用高。u适合于大批量生产。适合于大批量生产。冲压工艺特点冲压工艺特点一、冲压工艺概述分离工序分离工序分类分类冲孔冲孔冲孔冲孔落料落料落料落料切断切断切断切断切口切口切口切口切边切边切边切边成形工序成形工序弯曲弯曲弯曲弯曲拉深拉深拉深拉深翻边翻边翻边翻边起伏起伏起伏起伏胀形胀形胀形胀形统称统称统称统称“冲冲冲冲裁裁裁裁”一、冲压工艺概述常用冲压材料常用冲压材料黑色金属：黑色金属：黑色金属：黑色金属：0808、1010、08F08F有色金属：铝及铝合金有色金属：铝及铝合金有色金属：铝及铝合金有色金属：铝及铝合金 铜及铜合金铜及铜合金铜及铜合金铜及铜合金不锈钢：不锈钢：不锈钢：不锈钢：A A不锈钢板不锈钢板不锈钢板不锈钢板非金属材料非金属材料胶木板胶木板胶木板胶木板塑料板塑料板塑料板塑料板石棉石棉石棉石棉纸板纸板纸板纸板金属材料金属材料二、板料冲压的基本工序冲裁冲裁u冲裁变形过程冲裁变形过程 弹性变形阶段：弹性变形阶段：F Re 塑性变形阶段：塑性变形阶段：Re F Rm断裂阶段：断裂阶段：F Rm二、板料冲压的基本工序u冲裁件断面特征：冲裁件断面特征：圆角区圆角区光亮带光亮带圆角区圆角区毛刺毛刺动画演示动画演示 二、板料冲压的基本工序u冲裁间隙冲裁间隙Z 冲裁模凸、凹模刃口尺寸之差。冲裁模凸、凹模刃口尺寸之差。Z ZD Dd dD Dp p 二、板料冲压的基本工序 冲裁间隙对冲裁过程影响：冲裁间隙对冲裁过程影响：冲裁间隙对冲裁过程影响：冲裁间隙对冲裁过程影响：对冲裁件质量影响对冲裁件质量影响对模具寿命影响对模具寿命影响 Z Z过小过小 Z Z适中适中 Z Z过大过大 裂纹不对接裂纹不对接 裂纹对接裂纹对接 裂纹不对接裂纹不对接产生二次剪切产生二次剪切 正常冲裁正常冲裁 产生撕裂产生撕裂有潜裂纹有潜裂纹 表面太粗糙表面太粗糙二、板料冲压的基本工序 最小冲裁间隙最小冲裁间隙最小冲裁间隙最小冲裁间隙Z Z的确定：的确定：的确定：的确定：经验公式法：经验公式法：Z Zminminctctc c与材质和材料厚度有关的系数。与材质和材料厚度有关的系数。t t材料厚度材料厚度冲裁间隙冲裁间隙冲裁间隙冲裁间隙Z Z必须在一个合理范围内必须在一个合理范围内必须在一个合理范围内必须在一个合理范围内二、板料冲压的基本工序u冲裁模刃口尺寸计算冲裁模刃口尺寸计算 两种方法：互换法和配合法。两种方法：互换法和配合法。实际生产常用配合法。实际生产常用配合法。工件取决于凹模尺寸，以凹模为基准 落料落料落料落料凸模刃口尺寸按凹模刃口的凸模刃口尺寸按凹模刃口的实际尺寸配制，保证最小冲实际尺寸配制，保证最小冲裁间隙为裁间隙为Z Z。D D凹凹=（D-0.75D-0.75）+0.25+0.25二、板料冲压的基本工序工件取决于凸模尺寸，以凸模为基准 冲孔冲孔冲孔冲孔凹模刃口尺寸按凸模刃口的凹模刃口尺寸按凸模刃口的实际尺寸配制，保证最小冲实际尺寸配制，保证最小冲裁间隙为裁间隙为Z Z。D D凸凸=（D+0.75D+0.75）-0.25-0.25二、板料冲压的基本工序 外形、内孔避免尖角，用圆弧过渡外形、内孔避免尖角，用圆弧过渡外形、内孔避免尖角，用圆弧过渡外形、内孔避免尖角，用圆弧过渡 u冲裁件的结构工艺性冲裁件的结构工艺性 形状力求简单、规则形状力求简单、规则形状力求简单、规则形状力求简单、规则 有利于选取少废料和无废料排样法，有利于模具制造。有利于选取少废料和无废料排样法，有利于模具制造。二、板料冲压的基本工序u冲裁件的结构工艺性冲裁件的结构工艺性 避免过长悬壁与狭槽避免过长悬壁与狭槽避免过长悬壁与狭槽避免过长悬壁与狭槽 原因：增加模具制造难度，原因：增加模具制造难度，降低模具强度。降低模具强度。允许的悬壁与狭槽尺寸：允许的悬壁与狭槽尺寸：有色金属和低碳钢板料：宽度有色金属和低碳钢板料：宽度b1.5tb1.5t，深度，深度h5bh5b中、高碳钢钢板：中、高碳钢钢板：b2tb2t二、板料冲压的基本工序u冲裁件的结构工艺性冲裁件的结构工艺性 孔间距、孔边距不能太孔间距、孔边距不能太孔间距、孔边距不能太孔间距、孔边距不能太小小小小矩形孔时：矩形孔时：c 1.5tc 1.5t；圆形孔时：圆形孔时：ctct。二、板料冲压的基本工序u冲裁件的结构工艺性冲裁件的结构工艺性 内孔直径不能太小内孔直径不能太小内孔直径不能太小内孔直径不能太小 冲孔最小直径与孔的形状、材冲孔最小直径与孔的形状、材冲孔最小直径与孔的形状、材冲孔最小直径与孔的形状、材料力学性能、厚度等有关。料力学性能、厚度等有关。料力学性能、厚度等有关。料力学性能、厚度等有关。单个凸模：单个凸模：单个凸模：单个凸模：低碳钢低碳钢低碳钢低碳钢dmin1.0tdmin1.0tdmin1.0tdmin1.0t；黄铜；黄铜；黄铜；黄铜dmin0.9tdmin0.9tdmin0.9tdmin0.9t；铝、锌铝、锌铝、锌铝、锌dmin0.8tdmin0.8tdmin0.8tdmin0.8t凸模带保护套：凸模带保护套：凸模带保护套：凸模带保护套：低碳钢低碳钢低碳钢低碳钢dmin0.35tdmin0.35tdmin0.35tdmin0.35t；黄铜；黄铜；黄铜；黄铜dmin0.35tdmin0.35tdmin0.35tdmin0.35t；铝、锌铝、锌铝、锌铝、锌dmin0.3tdmin0.3tdmin0.3tdmin0.3t二、板料冲压的基本工序 尺寸标注尺寸标注尺寸标注尺寸标注金属冲裁件：经济精度金属冲裁件：经济精度IT12IT12级级非金属冲裁件：非金属冲裁件：IT14IT14。冲裁件达到的经济精度等级冲裁件达到的经济精度等级冲裁件达到的经济精度等级冲裁件达到的经济精度等级以制造过程中不变的面和线为尺寸基准以制造过程中不变的面和线为尺寸基准二、板料冲压的基本工序 弯曲是将坯料的一部分相对于另一部分弯成弯曲是将坯料的一部分相对于另一部分弯成弯曲是将坯料的一部分相对于另一部分弯成弯曲是将坯料的一部分相对于另一部分弯成一定角度或圆弧的工序。一定角度或圆弧的工序。一定角度或圆弧的工序。一定角度或圆弧的工序。弯曲弯曲演示演示二、板料冲压的基本工序u弯曲变形分析弯曲变形分析网格法网格法网格法网格法 变形区：圆角区变形区：圆角区变形区：圆角区变形区：圆角区 长度方向长度方向长度方向长度方向 厚度方向：厚度方向：厚度方向：厚度方向：外外外外R R R R附近：附近：附近：附近：内内内内r r r r附近：附近：附近：附近：内部一中性层：不变内部一中性层：不变内部一中性层：不变内部一中性层：不变二、板料冲压的基本工序u弯曲变形分析弯曲变形分析 宽度方向宽度方向宽度方向宽度方向 窄板窄板窄板窄板宽板宽板宽板宽板二、板料冲压的基本工序u弯曲件的结构工艺性弯曲件的结构工艺性 弯曲件材料：应有足够塑弯曲件材料：应有足够塑弯曲件材料：应有足够塑弯曲件材料：应有足够塑性性性性最适宜弯曲的材料：最适宜弯曲的材料：最适宜弯曲的材料：最适宜弯曲的材料：低碳钢、紫铜、黄铜、软铝、低碳钢、紫铜、黄铜、软铝、低碳钢、紫铜、黄铜、软铝、低碳钢、紫铜、黄铜、软铝、1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti不锈不锈不锈不锈钢等。钢等。钢等。钢等。弯曲件的形状弯曲件的形状弯曲件的形状弯曲件的形状 ：简单、对：简单、对：简单、对：简单、对称称称称滑移动画演示滑移动画演示滑移动画演示滑移动画演示二、板料冲压的基本工序u弯曲件的结构工艺性弯曲件的结构工艺性 最小弯曲半径最小弯曲半径最小弯曲半径最小弯曲半径 r rminmin r r r rr r r rmin min min min 弯裂弯裂弯裂弯裂r r r rr r r rmin min min min 顺利弯曲顺利弯曲顺利弯曲顺利弯曲rrrr，回弹，回弹，回弹，回弹。弯曲方向顺着材料纤维方向弯曲方向顺着材料纤维方向弯曲方向顺着材料纤维方向弯曲方向顺着材料纤维方向 二、板料冲压的基本工序u弯曲件的结构工艺性弯曲件的结构工艺性 最小直边高度最小直边高度最小直边高度最小直边高度 二、板料冲压的基本工序u弯曲件的结构工艺性弯曲件的结构工艺性 弯曲件孔边距弯曲件孔边距弯曲件孔边距弯曲件孔边距 当当当当t t t t2 2 2 2时，时，时，时，stststst；当当当当t2t2t2t2时，时，时，时，s2ts2ts2ts2t。二、板料冲压的基本工序u弯曲件的结构工艺性弯曲件的结构工艺性 弯曲线位置弯曲线位置弯曲线位置弯曲线位置 弯曲线不应位于弯曲件宽度突变处，以免发生撕裂现象。弯曲线不应位于弯曲件宽度突变处，以免发生撕裂现象。弯曲线不应位于弯曲件宽度突变处，以免发生撕裂现象。弯曲线不应位于弯曲件宽度突变处，以免发生撕裂现象。若必须在突变处弯曲，应先冲出止裂孔或止裂槽。若必须在突变处弯曲，应先冲出止裂孔或止裂槽。若必须在突变处弯曲，应先冲出止裂孔或止裂槽。若必须在突变处弯曲，应先冲出止裂孔或止裂槽。二、板料冲压的基本工序u弯曲件的结构工艺性弯曲件的结构工艺性 尺寸标注尺寸标注尺寸标注尺寸标注 尺寸标注要考虑弯曲工艺特点，避免回弹变形引起尺寸变化，尺寸标注要考虑弯曲工艺特点，避免回弹变形引起尺寸变化，尺寸标注要考虑弯曲工艺特点，避免回弹变形引起尺寸变化，尺寸标注要考虑弯曲工艺特点，避免回弹变形引起尺寸变化，同时应减小工序数量。同时应减小工序数量。同时应减小工序数量。同时应减小工序数量。弯曲件尺寸精度一般不低于弯曲件尺寸精度一般不低于弯曲件尺寸精度一般不低于弯曲件尺寸精度一般不低于IT13IT13IT13IT13级，角度级，角度级，角度级，角度公差大于公差大于公差大于公差大于15151515。精度要求精度要求精度要求精度要求二、板料冲压的基本工序 在外力去除后，由于弹性变形的恢复使工件形在外力去除后，由于弹性变形的恢复使工件形在外力去除后，由于弹性变形的恢复使工件形在外力去除后，由于弹性变形的恢复使工件形状在模具内、外不一致的现象称为回弹。状在模具内、外不一致的现象称为回弹。状在模具内、外不一致的现象称为回弹。状在模具内、外不一致的现象称为回弹。u弯曲件的回弹弯曲件的回弹回弹严重影响工件形状和尺寸，必须消除。回弹严重影响工件形状和尺寸，必须消除。回弹严重影响工件形状和尺寸，必须消除。回弹严重影响工件形状和尺寸，必须消除。动画演示动画演示二、板料冲压的基本工序消除回弹的措施：消除回弹的措施：消除回弹的措施：消除回弹的措施：改变弯曲件形状改变弯曲件形状改变弯曲件形状改变弯曲件形状 选用塑性选用塑性选用塑性选用塑性AAAA材料：材料：材料：材料：08F08F08F08F 采取热处理退火工艺采取热处理退火工艺采取热处理退火工艺采取热处理退火工艺,A A A A，HBHBHBHB二、板料冲压的基本工序消除回弹的措施：消除回弹的措施：消除回弹的措施：消除回弹的措施：改进模具结构改进模具结构改进模具结构改进模具结构校正法校正法校正法校正法补偿法补偿法补偿法补偿法二、板料冲压的基本工序拉深拉深 利用模具将平板毛坯冲压成开口空心零件或进一步利用模具将平板毛坯冲压成开口空心零件或进一步利用模具将平板毛坯冲压成开口空心零件或进一步利用模具将平板毛坯冲压成开口空心零件或进一步改变开口空心零件形状和尺寸的工艺。改变开口空心零件形状和尺寸的工艺。改变开口空心零件形状和尺寸的工艺。改变开口空心零件形状和尺寸的工艺。动画演示动画演示二、板料冲压的基本工序拉深件形状拉深件形状拉深件形状拉深件形状二、板料冲压的基本工序u拉深件的变形分析拉深件的变形分析二、板料冲压的基本工序u拉深件的变形分析拉深件的变形分析采用拉深网格试验采用拉深网格试验采用拉深网格试验采用拉深网格试验二、板料冲压的基本工序u拉深件的变形分析拉深件的变形分析二、板料冲压的基本工序u拉深过程中容易出现的质量问题拉深过程中容易出现的质量问题 拉深件的起皱拉深件的起皱拉深件的起皱拉深件的起皱 产生原因产生原因产生原因产生原因 出现部位出现部位出现部位出现部位防止措施：防止措施：防止措施：防止措施：采用压边圈采用压边圈采用压边圈采用压边圈 设计切边模去除设计切边模去除设计切边模去除设计切边模去除动画演示动画演示动画演示动画演示二、板料冲压的基本工序u拉深过程中容易出现的质量问题拉深过程中容易出现的质量问题 拉深件的破裂拉深件的破裂拉深件的破裂拉深件的破裂 产生原因产生原因产生原因产生原因 出现部位出现部位出现部位出现部位防止措施：防止措施：防止措施：防止措施：二、板料冲压的基本工序u拉深件的结构工艺性拉深件的结构工艺性 拉深件形状应简单、对称，方便拉深成形。拉深件形状应简单、对称，方便拉深成形。拉深件形状应简单、对称，方便拉深成形。拉深件形状应简单、对称，方便拉深成形。拉深件高度尽可能小一些，可一次或少次数拉深件高度尽可能小一些，可一次或少次数拉深件高度尽可能小一些，可一次或少次数拉深件高度尽可能小一些，可一次或少次数拉拉拉拉 深成形。深成形。深成形。深成形。拉深件材料：足够塑性拉深件材料：足够塑性拉深件材料：足够塑性拉深件材料：足够塑性二、板料冲压的基本工序 拉伸件的底与壁、凸缘与壁、矩形件四角的圆拉伸件的底与壁、凸缘与壁、矩形件四角的圆拉伸件的底与壁、凸缘与壁、矩形件四角的圆拉伸件的底与壁、凸缘与壁、矩形件四角的圆 角半径要求角半径要求角半径要求角半径要求 拉深件底或凸缘上的孔边到侧壁的距离：拉深件底或凸缘上的孔边到侧壁的距离：拉深件底或凸缘上的孔边到侧壁的距离：拉深件底或凸缘上的孔边到侧壁的距离：+0.5+0.5+0.5+0.5 r r r rd d d d，最好，最好，最好，最好r r r rd d d d=（3 3 3 35 5 5 5）t t t t；2 2 2 2，最好，最好，最好，最好R=R=R=R=（4 4 4 48 8 8 8）t t t t3 3 3 3。二、板料冲压的基本工序 尺寸标注尺寸标注尺寸标注尺寸标注 本章探讨了金属塑性成形的基本原理、变形规律、影响因素和基本生产方式，较为具体的讲解了自由锻、锤上模段以及板料冲压的工艺制定方法、步骤，同时对精密模锻、液态成形等新工艺也作了简单介绍。试述自由锻的生产特点和应用范围。加工硬化、再结晶对工件的性能有何影响？压力加工的主要生产方式有哪些？模锻时模膛分为几类？其主要作用是什么？板料冲压生产有什么特点？应用范围如何？1 1 1 12 2 2 23 3 3 34 4 4 45 5 5 5