板料冲压3.pptx

A 分类分类 按照冲压时的温度情况有冷冲压和热冲压两种方式。这 取决于材料的强度、塑性、厚度、变形程度以及设备能力等，同时应考虑材料的原始热处理状态和最终使用条件。冷冲压：金属在常温下的加工，一般适用于厚度小于4mm的坯料。优点：不需加热、无氧化皮，表面质量好，操作方便，费 用较低；缺点：有加工硬化现象，严重时使金属失去进一步变形能力。冷冲压要求坯料的厚度均匀且波动范围小，表面光洁、无斑、无划伤等。热冲压：将金属加热到一定的温度范围的冲压加工方法。优点为 可消除内应力，避免加工硬化，增加材料的塑性，降低变形 抗力，减少设备的动力消耗。B 特点特点 生产率高(靠模具设备成形，操作简便，易实现“两化”)；可成形复杂形状的制件,而且废料少，材料利用率高；制件尺寸精度高、表面质量好、互换性好,不需机加工；制件强度高、刚性好、重量轻；加工成本低；采用冲压与焊接、胶接等复合工艺，使零件结构更趋合理，加工更为方便，可以用较简单的工艺制造出更复杂的结构件。C 应用应用 冲压既能够制造尺寸很小的仪表零件，又能够制造诸如汽车大梁、压力容器封头一类的大型零件，又能够制造精密(公差在微米级)和复杂形状的零件。占全世界钢产量60%70%以上的板材、管材及其他型材，其中大部分经过冲压制成成品。冲压在汽车、机械、家用电器、日常用品、电机、仪表、航空航天、兵器等制造中，都有广泛的应用。D 冲压设备冲压设备E 冲模结构冲模结构（一一）冲压基本工序及工艺过程冲压基本工序及工艺过程1冲压基本工序 分离工序：将冲压件与板料按要求的轮廓线分离的工序,如剪切、落 料、冲孔。落料和冲孔总称为冲裁。变形工序：材料只发生位 移,不破坏(不分离)的工序。如弯曲、拉深等工序。1）冲裁工序工艺分析）冲裁工序工艺分析A 冲裁变形的特点及应力分析冲裁变形的特点及应力分析 弹性变形阶段 塑性变形阶段 断裂阶段B 冲裁件的质量及其影响因素冲裁件的质量及其影响因素a)冲裁件的质量：冲裁件的质量：蹋角带 光亮带：表面光滑,断面质量最好。剪裂带：表面粗糙,略带斜度。毛刺：微裂纹出现时产生,冲头继续下行时被拉长。被冲材料 凸、凹模间隙 此外，还与材料厚度、刃口锋利程度、模具结构 等因素有关，其中的影响尤为严重。b)影响因素影响因素2)弯曲变形工序工艺分析弯曲变形工序工艺分析 将坯料或冲裁后的坯料通过压力弯成一定的角度()、一定的曲率(r)。形成一定形状零件的冲压工序。A 变形特点及应力分析变形特点及应力分析 弯曲时毛坯上曲率发生变化的部分是变形区，即在弯曲 角以内变形。靠近曲率中心一侧(内层)：切向受压应力，产生压缩变形；远离曲率中心一侧(外层)：切向受拉应力，产生伸长变形。中性层不变(切向应力为0)。B 弯曲时容易出现的问题弯曲时容易出现的问题 裂纹:拉b时产生。故变形程度不能过大，min=(0.251)t (t 料厚)纤维性纤维性:弯曲线与材料的纤维线垂直时,允许的min较小；若弯曲 线与纤维线平行(重合)时,则易开裂。回弹(弹复):当外力去除后,毛坯的塑性变形保留下来,而弹性变形完全 消失,使其形状和尺寸都发生与加载时变形方向相反的变化。这种现象称为回弹。回弹大小与弯曲半径R、料厚t、材料等因素有关。回弹角一般都在010。克服克服:反变形法,模具角度设计应比所需制件角度小一点(小几度 左右)。3）拉深）拉深(拉延拉延)变形工序工艺分析变形工序工艺分析 将平板材料通过塑性变形而制成的中空筒形零件的冲压工艺。A 拉深变形过程及应力分析拉深变形过程及应力分析a)拉深工艺特点：拉深工艺特点：凸模与凹模和冲裁时不同,转角处为园角，且Zt(料厚)。一般Z=(1.11.2)t。b)应力及变形分析应力及变形分析 直壁部分（高度为）：变形区；底部（直径为）：不变形区。直壁部分应力状态：切向受压,径向受拉。c)拉深时容易出现的问题拉深时容易出现的问题 起皱、失稳 防止：防止：加压边圈(控制变形程度)。拉裂 在直壁底部（凸模传力处，变形程度大）易拉裂。防止：防止：控制变形程度。计算拉深系数m=mmin,否则采用多次拉深。dn 拉深后筒形直径 dn-1 拉深前筒形（毛坯）直径4）翻边变形工序工艺分析）翻边变形工序工艺分析 翻边是将零件的孔边缘或外边缘在模具作用下，翻成竖立边缘的一种冲压工艺方法。A 翻边工艺的特点翻边工艺的特点 可加工形状复杂且具有良好刚度和合理空间形状的零件。可代替无底拉深件和拉深后切底工序，减少工序和模具,提高了生产率降低了成本、节省了原材料。可代替某些复杂零件形状的拉深工作。故翻边特别适用于 小批量试制性生产。B 应用应用 翻边工序广泛应用于汽车、拖拉机、车辆制造等部门的机器零件中。冲压工艺过程冲压工艺过程 1）冲压工艺过程）冲压工艺过程 剪切(条料)落料(按所需形状及尺寸展开)成形 (一次或多次)。冲压工艺过程应根据冲压件的形状特点、尺寸大小、精 度要求、材料性能、生产批量、模具结构及数量等因素确定。2）典型零件的冲压工艺过程：）典型零件的冲压工艺过程：黄铜弹壳的冲压过程 盘类零件的冲压过程。二、精密冲裁 原理 精密冲裁是指通过一次冲压行程即可获得低表面粗糙度和高精度的冲裁零件的工艺方法。精密冲裁是利用小间隙的凸、凹模获得纯塑性剪切变形，避免出现撕裂现象的原理，从而获得既不带锥度又表面光洁的冲裁件。一般冲裁：精度为IT10IT11，Ra：12.53.2；精密冲裁：IT8IT9，Ra：3.20.20。特点特点 材料分离形式：纯塑性剪切变形。断面质量：全是光亮带。间隙及刀口形式：精冲凸、凹模间隙要比普通冲模小的多；凸、凹模的刃口也不一定做成很锋利，而有时须做成圆弧及 圆角形式。毛刺：毛刺是在板料分离将要结束时形成的,形成后不再变 形(不再被拉长)。精冲的工件极限尺寸较小,可冲裁宽度或孔径小于料厚的0.5 0.7mm 的工件。对原材料要求须有良好的塑性。使用模具设备比普通冲裁复杂,使用自动及精冲专用设备；或在普通冲床上使用精冲模。成本低。对同一精度冲裁件精冲提高了效率(普通冲裁需加 整修工序)、节约工时、降低成本。应用应用 目前广泛用于一些精密的电子仪器、仪表、钟表及照相机零件的生产。三、冲压件结构工艺性三、冲压件结构工艺性冲裁件的结构工艺性（普通冲裁）冲裁件的结构工艺性（普通冲裁）冲裁件的形状 冲裁件的形状应尽量简单，对称规则,应该避免冲裁件上 的过长的悬臂与狭槽,而且它们的宽度要大于料厚的倍，即 2t。园角半径 冲裁件的外形及内孔转角应设计园角过度,一般R0.5t；园角半径过小,模具制造困难且降低模具寿命。冲孔孔径 冲孔尺寸不能过小,孔与孔的间距或孔与零件边缘之间 的距离a，不能过小。一般，但34mm。冲裁件的精度及表面质量 冲裁件的精度一般在IT10IT13级；断面质量较粗 糙,一般为Ra12.5m,若要求较高,应采用精冲工艺。弯曲件的结构工艺性弯曲件的结构工艺性 弯曲半径 不宜过大或过小,min；但r 也不易过大。弯曲件的形状与尺寸 弯曲件的形状及尺寸应尽可能对称,左右弯曲半径应一致。应该使R1=R2 ，r1=r2。弯曲件直边高度不能过短,弯曲边尽量对称,应使弯曲边高度 H2t。弯曲件上的孔 弯曲带孔的工件时,孔位应在弯曲半径以外,以免孔在弯曲 时变形。应使b(11.5)t(料厚)。弯曲精度 弯曲件的弯曲精度一般应在IT12以下,其角度公差应大 于15。3拉深件的结构工艺性拉深件的结构工艺性 拉深件形状 形状尽量简单,在使用条件允许的情况下,拉深件应尽量采 用轴对称回转体零件。对于非轴对称件，应尽量避免轮廓急剧变化。拉深件的圆角半径 一般说来,拉深件的圆角半径越大越好,以免应力集中,降低 模具寿命。底部与直壁间内圆半径应满足R凸t,凸缘与壁间内圆角 半径应满足R凹2t；否则应增设整形工序,最好取R凸(3 5)t,R凹(48)t。矩形件,则各部分的圆角半径应是:r1(35)t,r2(5 10)t,r3H。拉深件的尺寸及精度 带凸缘圆筒形拉深件的凸缘直径D0应满足下式:D0d+12t 拉深件的尺寸只能标注在外形或内形,不能内外形同时 标注。拉深件的精度:一般圆形件可达IT8IT10级,异形拉深 件一般低12级。四、冲压工艺的发展趋势四、冲压工艺的发展趋势 深入研究冲压变形的基本规律、各种冲压工艺的变形理论、失稳理论与极限变形程度等；应用有限元、边界元等技术，对冲压过程进行数字模拟分析，以预测某一工艺过程中坏料对 冲压的适应性及可能出现的质量问题，从而优化冲压方案，使 塑性变形理论逐步起到对生产过程的直接指导作用。制造冲压件用的传统金属材料，正逐步被高强钢板、涂敷镀层钢板、塑料夹层钢板和其他复合材料或高分子材料替代。随着 材料科学的发展，加强研究各种新材料的冲压成形性能，不断发展和改善冲压成形技术。在模具设计与制造中，开发并应用计算机辅助设计的制造系统(CAD/CAM)，发展高精度、高寿命模具和简易模具(软模、低 熔点合金模具等)制造技术以及通用组合模具、成组模具、快速换模装置等，以适应冲压产品的更新换代和各种生产批量的要求。推广应用数控冲压设备、冲压柔性加工系统(FMS)、多工 位高速自动冲压机以及智能机器人送料取件，进行机械化与 自动化的流水线冲压生产。精冲与半精冲、液压成形、旋压成形、爆炸成形、电水成 形、电磁成形、超塑成形等技术得到不断发展和应用，某 些传统的冲压加工方法将被它们所取代，产品的冲压趋于 更合理、更经济。