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文檔簡介
沖壓工藝的基礎知識和詳細介紹1沖壓工藝的基礎知識和詳細介紹1沖壓板料沖壓----利用沖模使板料產生分離或變形的加工方法。加工范圍----冷態下<8毫米;熱態沖壓>8--10毫米。設備及模具----板料沖壓是在沖床上利用模具進行沖壓加工。常見沖壓材料---低碳鋼、銅合金、鋁合金、鎂合金及塑性高的合金鋼。非金屬材料如橡膠、皮革、毛氈、硬紙板等。2沖壓板料沖壓----利用沖模使板料產生分離或變形的加精品資料3精品資料3你怎么稱呼老師?如果老師最后沒有總結一節課的重點的難點,你是否會認為老師的教學方法需要改進?你所經歷的課堂,是講座式還是討論式?教師的教鞭“不怕太陽曬,也不怕那風雨狂,只怕先生罵我笨,沒有學問無顏見爹娘……”“太陽當空照,花兒對我笑,小鳥說早早早……”4455板料沖壓具有如下特點:
可以沖壓出形狀相對復雜的零件,廢料少。產品具有足夠高的精度和較低的表面粗糙度,互換性能好。能獲得質量輕、材料消耗少、強度和剛度較高的零件。沖壓操作簡單,工藝過程便于機械化和自動化,生產率高。零件成本低。6板料沖壓具有如下特點:可以沖壓出形狀相對復雜的零件,廢料少。77第一節分離工序分離工序----使坯料的一部分與另一部分相互分離的工序。它是許多工序如沖孔、落料、切斷等的總稱。8第一節分離工序分離工序----使坯料的一.落料及沖孔(沖裁)
落料是被分離的部分為成品,而周邊是廢料;沖孔是被分離的部分為廢料,而周邊是成品;9一.落料及沖孔(沖裁)落料是被分離的部分為成品,而周邊是廢料10101.沖裁變形過程
彈性變形塑性變形斷裂分離影響沖裁的主要因素:沖模間隙、刃口的鋒利程度及沖裁力。彈性變形階段塑性變形階段斷裂分離階段111.沖裁變形過程彈性變形塑性變形斷裂分離影響沖彈性變形12彈性變形12塑性變形13塑性變形13斷裂階段14斷裂階段14沖裁15沖裁152、凸凹模間隙
凹模間隙c的確定:間隙不能過大,也不能過小。
162、凸凹模間隙16間隙合適17間隙合適17間隙過大18間隙過大18間隙過小19間隙過小19凸凹模間隙對沖裁件質量的影響當間隙過小時,如圖示,外表尺寸略有增大,內腔尺寸略有縮小(彈性回復)。光面寬度增加,塌角、毛刺、斜度等都有所減小,工件質量較高。當間隙過大時,如圖示,斷面光面減小,塌角與斜度增大,形成厚而大的拉長毛刺,且難以去除,同時沖裁的翹曲現象嚴重。外形尺寸縮小,內腔尺寸增大,模具壽命較高。當間隙合適時,如圖所示,這時光面約占板厚的1/2~1/3左右,切斷面的塌角、毛刺和斜度均很小。零件的尺寸幾乎與模具一致,完全可以滿足使用要求。間隙小間隙大間隙適中20凸凹模間隙對沖裁件質量的影響當間隙過小時,如圖示,外表尺寸略2、凸凹模間隙
凹模間隙c的確定:間隙不能過大,也不能過小。
c=mδc——單邊間隙值δ——板料厚度,mmm——與材料性能及厚度有關的系數低碳鋼、純鐵:m=0.06~0.09銅、鋁合金:m=0.06~0.1高碳鋼:m=0.08~0.01料厚δ>3mm時,m適當放大。212、凸凹模間隙c=mδc——單邊間隙值21按材料種類及厚度選擇間隙22按材料種類及厚度223、凸凹模刃口尺寸的確定:
落料模:取凹模作為設計基準凹模刃口尺寸=工件要求尺寸(小尺寸);凸模刃口尺寸=凹模刃口尺寸-間隙值沖孔模:取凸模作為設計基準凸模刃口尺寸=工件要求尺寸(大尺寸);凹模刃口尺寸=凸模刃口尺寸+間隙值233、凸凹模刃口尺寸的確定:23落料件尺寸隨凹模刃口磨損而增大,沖孔件尺寸隨凸模磨損而減小,所以落料凹模基本尺寸應取工件尺寸公差范圍內的較小的尺寸。沖孔凸模基本尺寸應取工件尺寸公差范圍內的較大尺寸。24落料件尺寸隨凹模刃口磨損而增大,沖孔件尺寸隨凸模磨損而減小,4、沖裁力的計算:平刃沖模的沖裁力按下式計算:
P=KLsτ式中:P沖裁力,N;
L沖裁周邊長(mm);
s坯料厚度(mm);K系數,常取1.3;
τ材料抗剪強度(MPa),取τ=0.8σb。254、沖裁力的計算:平刃沖模的沖裁力按下式計算:255、沖裁件的排樣:
排樣是指落料件在條料,帶料或板料上合理布置的方法落料件的排樣有兩種類型:無搭邊排樣和有搭邊排樣。合理排樣可提高材料利用率。265、沖裁件的排樣:排樣是指落料件在條料,帶料或板料上合理不同排樣方式材料消耗對比27不同排樣方式材料消耗對比27282829293030
二修整修整是利用修整模沿沖裁件外緣或內孔刮削一薄層金屬,以切掉普通沖裁時在沖裁件斷面上存留的剪裂帶和毛刺,從而提高沖裁件的尺寸精度和降低表面粗糙度。修整后沖裁件公差等級達IT6~IT7,表面粗糙度Ra為0.8~1.6μm。修整工序簡圖31二修整修整是利用修整模沿沖裁件外緣或內孔三切斷
切斷---用剪刃或沖模將板料沿不封閉輪廓進行分離的工序。此外還有切舌(如圖所示)、切邊、剖切等工序。32三切斷323333第二節變形工序變形工序----使坯料的一部分相對另一部分產生位移而不破裂的工序。它是許多工序的總稱如拉深、彎曲等。一、拉深:使板料(淺的空心件)成形為空心件(深的空心件),而厚度基本不變的加工方法成為拉深。34第二節變形工序變形工序----使坯料的一部分相對3535(1)拉深變化過程拉深過程及變形特點:拉深過程如圖示,其凸模和凹模有一定的圓角,其間隙一般稍大于板料厚度。拉深件的底部一般不變形,厚度基本不變。直壁厚度有所減小。圓筒形零件的拉深一拉深36(1)拉深變化過程拉深過程及變形特點:圓筒形零件的拉深一拉拉深37拉深373838(2)拉深中的廢品
。39(2)拉深中的廢品39拉裂起皺現場拉裂起皺件40拉裂起皺現場拉裂起皺件40起皺41起皺41正確選擇拉伸系數凸凹模圓角半徑拉深中常見的廢品及防止措施拉裂:從拉深過程中可以看到,拉伸件中最危險的部位是直壁與底部的過渡圓角處,當拉應力超過材料的強度極限時,此處將被“拉裂”。防止“拉裂”的措施有:潤滑不足或不適當凸凹模間隙42正確選擇拉伸系數凸凹模圓角半徑拉深中常見的廢品及防止措施正確選擇拉深系數拉深件直徑d與坯料直徑D的比值稱為拉深系數,用m表示,即m=d/D。拉深系數不小于0.5~0.8。坯料的塑性差取上限值,塑性好取下限值。
如果拉深系數過小,不能一次拉深成形時,則可采用多次拉深工藝。第一次拉深系數m1=d1/D
第二次拉深系數m2=d2/d1
第幾次拉深系數mn=dn/dn-1
總的拉深系數m=m1×m2×mn43正確選擇拉深系數拉深件直徑d與坯料直徑D的比凸凹模的圓角半徑:材料為鋼的拉深件,取r凹=10δ,而r凸=(0.6~1)r凹。這兩個圓角半徑過小,產品容易拉裂。凸凹模間隙:一般取Z=(1.1~1.2)δ.44凸凹模的圓角半徑:材料為鋼的拉深件,取r凹=10δ,而r避免起皺的工藝方法起皺:拉深系數越小,板料的相對厚度越薄越容易起皺45避免起皺的工藝方法起皺:拉深系數越小,板料的相對厚度越薄越容(3)旋壓:用旋壓法制作拉深件46(3)旋壓:用旋壓法制作拉深件46二、彎曲
是坯料的一部分相對于另一部分彎曲成一定曲率或角度的工序。拉應力壓應力47二、彎曲拉應力壓應力47二、彎曲
是坯料的一部分相對于另一部分彎曲成一定曲率或角度的工序。48二、彎曲484949回彈
回彈現象——由于彈性變形的恢復,坯料略微彈回一點,使被彎曲的角度增大。一般回彈角為0~10°50回彈回彈現象——由于彈性變形的恢復,坯料略微彈回一彎曲時還應盡可能使彎曲線與坯料纖維方向垂直。與坯料纖維方向垂直51彎曲時還應盡可能使彎曲線與坯料纖維方向垂直3翻邊翻邊孔的容許值K=do/d翻邊是在坯料的平面部分或曲面部分上使板料沿一定的曲率翻成豎立邊緣的沖壓成型方法。內孔翻邊和外緣翻邊。523翻邊翻邊孔的容許值翻邊是在坯料的平面部分翻邊5353圓孔翻邊舉例54544、成型利用局部變形使坯料或使半成品改變形狀的工序。用橡皮壓制筋條用橡皮芯脹型554、成型用橡皮用橡皮芯脹型55多工序成型零件落料后;三次拉深;沖孔;翻邊;沖缺。56多工序成型零件565沖模的分類和構造沖模的分類簡單模連續模復合模575沖模的分類和構造沖模的分類簡連復57簡單沖模:在沖床的一次沖程中只完成一個工序的沖模。連續沖模:在沖床的一次沖程中,在模具的不同部位同時完成數道工序的模具。復合沖模:在沖床的一次沖程中,在模具的同一部位同時完成數道工序的模具。58簡單沖模:58簡單沖模在沖床的一次沖程中只完成一個工序的沖模,稱為簡單沖模。模具簡單,造價低。簡單沖模59簡單沖模在沖床的一次沖程中只完成一個工序的沖60606161沖床的一次沖程中,在模具不同部位上同時完成數道沖壓工序的模具,稱為連續模。生產率高,要求定位精度高。連續沖模(級進模)連續沖模62沖床的一次沖程中,在模具不同部位上同時完成數6363沖床的一次沖程中,在模具同一部位上同時完成數道沖壓工序的模具,稱為復合模。精度高,模具復雜。復合模落料沖孔復合模64沖床的一次沖程中,在模具同一部位上同時完成數6565凸、凹模做成一體66凸、凹模做成一體666沖壓件的結構工藝性(1)、沖壓件的形狀及尺寸:①對落料件和沖孔件的要求:落料件的外形和沖孔件的孔形應力求簡單、對稱;如圖所示;沖孔的尺寸不能過小,如圖所示;沖裁件上直線與直線、曲線與直線的交接處,應采用圓弧連接,如圖所示;沖壓件排料應以節約材料、降低成本和保證質量為本,如圖所示;676沖壓件的結構工藝性(1)、沖壓件的形狀及尺寸:67不合理的落料外形沖孔件尺寸與厚度關系68不合理的落料外形沖孔件尺寸與厚度關系68696970707171②對彎曲件的要求:彎曲件形狀應盡量對稱,彎曲半徑不能小于材料允許的最小彎曲半徑,并應考慮材料的纖維方向;彎曲邊過短不易成形,H>2s如圖所示;彎曲帶孔件時,為避免孔的變形,應注意孔的位置,L>(1.5—2)s.如圖所示彎曲時有時可事先鉆出止裂孔,如圖所示;空心零件不易過高、過深,如圖所示;72②對彎曲件的要求:72
圖3.3.19彎曲邊高
圖3.3.20帶孔彎曲件737374747575③對拉深件的要求:拉深件外形應簡單、對稱,且高度不宜太大,以便減少拉伸次數;拉深件的最小許可半徑如圖所示;76③對拉深件的要求:76(3)拉深件的要求拉深件最小允許半徑77(3)拉深件的要求77(2)、改進結
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