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1 沖壓工藝簡介 2 一 沖裁原理二 沖壓工序分類三 沖模類型四 沖模基本結構 目錄 3 1 力學特點2 沖裁斷面3 沖裁間隙 一 沖裁原理 4 一 沖裁原理 衝壓生產是指在壓力機的作用下 利用模具使材料產生局部或整體塑性變形 以實現分離或成形 從而獲得一定形狀和尺寸制件的加工方法 5 整個沖裁過程可分為三個階段 彈性變形階段 塑性變形階段和剪裂階段 彈性變形階段 由于凸模所施加的壓力 材料產生彈性彎曲并略有擠入凹模刃口 如下圖 一 沖孔模原理 力學特點 6 塑性變形階段 材料受力已超過彈性限度 這時凸模擠入材料 同時材料也擠入凹模 由于材料反抗凸模及凹模的擠入 產生彎矩M 一 沖孔模原理 力學特點 7 剪裂階段 靠近凹模刃口邊的材料所受應力先達到材料的抗剪強度 凹模刃邊材料發生裂紋 此時凸模刃邊材料尚處于塑性狀態 凸模繼續擠入材料 圖a 接著 凸模刃邊的材料也產生了裂紋 當凸模與凹模單面間隙z 2合適時 從凸模和凹模分別出現的剪裂紋擴展重合而使沖裁件與材料分離 圖b 分離后 凸模繼續移動將沖裁件推入凹模 圖c 一 沖孔模原理 力學特點 8 a b c 一 沖孔模原理 力學特點 9 左圖所示為沖Q235樣品時的沖裁力曲線 其中AB段為彈性變形區域 即第一階段 BC為塑性變形 并開始發生裂紋 即第二階段 C點沖裁力最大 以后剪變位繼續增加 壓力下降 至D點 材料完全破壞 由D至E點 沖頭繼續下行 以克服摩擦力和將沖下部分向凹模推進 即第三階段 一 沖孔模原理 力學特點 10 M 毛面G 光面R 塌角 沖裁所得的表面 如右圖所示 在沖出孔的上部 有些微圓角稱塌角 接著是由剪切形成的光亮光面 最后是撕裂形成的毛面 而在廢料上 也有類似的三部分 只是分布位置的上下次序相反 一 沖孔模原理 沖裁斷面 11 I型間隙很大R很大a很大拉毛很大 II型間隙較大R較大a正常拉毛正常 III型間隙適中R減小a正常拉毛正常 IV型間隙較小R減小a正常拉毛及擠毛一般 V型間隙很小R很小a很小拉毛及擠毛增大 一 沖孔模原理 沖裁斷面與間隙 12 一 沖孔模原理 沖裁斷面與間隙 低碳剛與沖裁斷面與間隙的關系 13 在沖裁過程中 模具刃口處所受的壓力非常大 使模具刃口與材料接觸面間出現局部附著現象 產生附著磨損 其磨損量與接觸壓力 相對滑動距離成正比 與材料的屈服強度成反比 是模具磨損的主要形式 當間隙較小時 接觸壓力會增大 摩擦距離增長 摩擦發熱嚴重 導致模具加劇磨損 使模具與材料間產生粘結現象 還會引起刃口的壓縮疲勞破壞 使之崩刃 而間隙較大時 材料彎曲拉伸相對增加 模具刃口端面的正壓力增大 容易產生崩刃或塑性變形 使磨損加劇 一 沖孔模原理 間隙與模具壽命 14 間隙過大或過小都會降低模具壽命 因此間隙合適或適當增大模具間隙 可使凸 凹模與材料間的摩擦減小 并減緩間隙不均勻的不利因素 從而提高模具壽命 凹模端面磨損比凸模大 原因是凹模端面材料滑動較為自由 而凸模下的材料沿板面方向的滑動則受到了限制 凸模側面的磨損最大 則是因為凸模側面受到卸料作用的長距離摩擦而加劇了磨損 為了提高模具壽命 可采用較大間隙 若用較小間隙 就必須提高模具硬度和制造精度 對沖模刃口充分潤滑 以減少磨損 一 沖孔模原理 間隙與模具壽命 15 二 沖壓工序簡介 16 2 1 1沖裁工序 剪斷 剪斷 將材料以敞開的輪廓分離開 得到平整的零件 模具結構 17 2 1 2沖裁工序 沖孔 沖孔 將零件內的材料以封閉的輪廓分離開 沖掉的部分是廢料 模具結構 18 2 1 3沖裁工序 落料 落料 將零件內的材料以封閉的輪廓分離開 沖掉的部分是產品 模具結構 19 2 1 4沖裁工序 凿切 落料 鑿切是利用尖刃的鑿切模進行的落料或沖孔工序 模具結構 20 2 1 5沖裁工序 切舌 切舌 模具結構 將零件以敞開的輪廓分離開 但不分離成兩部分 21 2 1 6沖裁工序 剖切 將平的 彎曲的或空心坯件分離成兩部分或幾部分 模具結構 剖切 22 2 1 7沖裁工序 修邊1 將將平的 空心的或立體實心件多余外邊切掉 模具結構 23 2 1 8沖裁工序 修邊2 將空心的或立體實心件多余外邊切掉 模具結構 24 2 1 9彎曲工序 整修 將平件局部預留的加工余量去掉 求得準確尺寸及光滑垂直的剪裂斷面 整修 模具結構 25 2 2 1彎曲工序 壓彎 將平的坯件壓成一定形狀的零件 壓彎 模具結構 26 將坯件的邊根據一定半徑壓彎成一定形狀的圓弧形 2 2 2彎曲工序 卷圓 卷圓 模具結構 27 將平坯件的一部份與另一部份相對轉一個角度 變成曲線零件 2 2 3彎曲工序 扭彎 扭彎 模具結構 28 將平坯件的一部份彎曲180度與坯件帖合形成的工件 2 2 3彎曲工序 反折壓平 扭彎 模具結構 29 將坯件壓成任意形狀的空心零件 2 3 1拉深工序 拉深 拉深 模具結構 30 將空心工序件的內壁外翻的一種拉深工序 2 3 2拉深工序 反拉深 反拉深 模具結構 31 2 3 3拉深工序 變薄拉深 將坯件減小直徑和壁厚而改變空心坯件尺寸 變薄拉深 模具結構 32 33 34 35 36 三 沖模類型1 沖孔 落料 模2 復合模3 折彎模4 拉深模5 連續模 37 3 1 沖孔模 結構圖 沖子 等高套 38 3 2 復合模 結構圖 凹模板 上模板 沖子 39 3 3 折彎模 結構圖 滾軸 40 3 4 拉深模 拉深模定義 利用模具將平板毛坯變成開口空心零件的沖壓加工方法稱為拉深 拉深是沖壓生產中一種廣泛使用的沖壓工序 根據加工中其變形區的位置 變形性質 應力應變狀況及其分布 我們用拉伸可以得到的制件一般分為四類 1 筒形件 圓筒形件 帶凸緣圓筒件 階梯圓筒件 2 曲面旋轉體零件 球形 拋物線形 錐形等 3 盒形件 方形 矩形 橢圓形 多角形等 4 不規則形狀零件 41 3 4 拉深模 拉深件實例 42 3 4 拉深模 拉深模結構 43 3 5 連續模 44 3 5 連續模 定義 連續模又稱級進模 多工位級進模 跳步模 它是在一付模具中 按所加工的工件分為若干等距離的工位 在每個工位設置一個或几個基本沖壓工序 來完成沖壓件某部分或全部的加工 連續模可完成沖裁 彎曲 拉伸等成形工序 直至完成一個沖件 如果沖件的復雜程度較高 連續模有時也可以只完成工件沖壓中部份工序沖壓 其它工序的沖壓加工由工程模完成 45 3 5 連續模 排樣示例 1 46 3 5 連續模 折彎示例 2 47 3 5 連續模 排樣示例 3 產品圖 料帶圖 48 3 5 連續模 排樣示例 4 產品圖 套排排樣 49 3 5 連續模 排樣示例 5 套排料帶圖 50 3 5 連續模 排樣示例 6 排樣對比 51 3 5 連續模 排樣示例 7 排樣對比 產品圖 折彎前 折彎后 52 3 5 連續模 排樣示例 8 排樣對比 二 53 3 5 連續模 模具結構 54 四 沖模基本結構一般模具結構圖 55 1 沖模基本結構 一般結構圖 56 1 沖模基本結構 模板的作用 1 上托板 將模具鎖定在沖床上平台上 上托板 上墊腳 上墊腳 增加模具高度 達到沖床的有效夾模高度 57 上模座 利用其將上夾板和上墊板固定在一起 並傳遞壓力 在主導柱的引導下 使上下模能很好的配合 上模座 上墊板 上墊板 墊沖子 防止沖子尾部擠壓傷模座 增加模具高度 1 沖模基本結構 模板的作用 2 58 上夾板 裝夾沖子和內導柱 上夾板 脫背板 脫背板 打背板 安裝支撐鑲拼式脫料塊 或夾持三節式沖子 增加脫料板 上打板 強度 減緩沖裁力 1 沖模基本結構 模板的作用 3 59 脫料板 上打板 導正沖子 脫料 壓料 脫料板 下模板 下模板 提供沖裁產品的沖孔或下料之刃口面 1 沖模基本結構 模板的作用 4 60