板料冲压成形工艺（PPT50页).ppt

第页 1 通过冲模对板料施以外力 使其产生分离或变形的方法 冲压一般在室温下进行 所以又称为冷冲压 什么是冲压 pressing 冲压过程视频 冲床结构视频 第三节板料冲压成形工艺 第页 2 冲压的特点 1 可以冲出形状复杂的零件 废料较少 2 产品精度高 表面光洁 互换性好 3 零件质量轻 强度和刚度较高 4 操作简单 便于机械化和自动化 生产率很高 故零件成本低 机械化 自动化示例 冲压件与铸件的比较 第页 3 本节内容 一 冲压成形基本工序 二 冲压模具及其结构 三 冲压件结构设计 第页 4 使坯料的一部分与另一部分沿一定的轮廓线相互分离的工序 1 分离工序 cuttingprocess 一 冲压成形基本工序 第页 5 1 落料与冲孔 统称冲裁 使坯料按封闭的轮廓分离的工序 落料 blanking 工件 冲孔 punching 动画 第页 6 冲裁过程 冲裁时经历弹性变形 塑性变形 断裂分离三个阶段 冲裁件断面上存在圆角带 光亮带和断裂带 冲裁件质量一般不高 其粗糙度一般为Ra12 5 尺寸精度一般IT10 综上所述 冲裁是利用凸模与凹模刃口的作用 使板料产生分离的 它具有以下特点 动画 第页 7 冲裁过程 冲裁时经历弹性变形 塑性变形 断裂分离三个阶段 冲裁件断面上存在塌角 光亮带 断裂带毛刺 冲裁件质量一般不高 其粗糙度一般为Ra12 5 尺寸精度一般IT10 综上所述 冲裁是利用凸模与凹模刃口的作用 使板料产生分离的 它具有以下特点 动画 第页 8 2 修整 shaving 利用修整模沿冲裁件的外缘或内孔刮去一层薄薄的切屑 以提高冲裁件的加工精度和断面光洁度的冲压方法 使板料沿不封闭轮廓分离的工序 3 切断 shearing 内孔修整动画 外缘修整动画 切断动画 第页 9 2 变形工序 formingprocess 使坯料的一部分相对于另一部分产生位移而不破裂的工序 第页 10 1 弯曲 bending 使坯料的一部分相对于另一部分弯曲成一定角度的工艺 弯曲视频 弯曲动画1 弯曲动画2 弯曲动画3 1 弯曲特点 以V形件为例 1 弯曲特点 以V形件为例 1 弯曲特点 以V形件为例 变形仅仅发生在与凸模接触的圆角范围内 坯料内侧受压缩 外侧受拉伸 从网格线前后的变化可以看出 1 弯曲特点 以V形件为例 第页 15 2 弯曲的质量问题及防止 弯裂板料外侧因拉应力过大而产生裂纹 防止办法 限制弯曲件的弯曲半径 使r rmin rmin 最小弯曲半径 对应着材料的极限变形程度 第页 16 弯曲线应尽可能与纤维方向垂直 2 1 两种落料方式 回弹 回弹动画 解决方法 模具角度略小于工件角度 回弹视频 第页 17 把平板毛坯变为开口的空心工件的工序 2 拉深 drawing 第页 18 1 拉深过程 以圆筒形零件为例 拉深动画 拉深视频 拉深件实例 第页 19 拉裂 原因 毛坯被强制拉入凹模时 拉应力超过了材料本身的强度极限 拉裂废品 2 最容易出现的质量问题 视频 第页 20 起皱 原因 毛坯边缘受压应力过大 褶皱的形成 起皱的工件 正常的工件 2 最容易出现的质量问题 视频 第页 21 实践证明 能否拉深成形很大程度上取决于坯料与工件的相对尺寸 相对尺寸越大 则变形程度越大 越容易出现质量问题 因此 生产中采用了一个重要的工艺参数以防止拉裂或起皱 此参数即拉深系数 3 拉深系数 drawingcoefficient 第页 22 m d D 拉深件直径 坯料直径 m越小 变形程度越大 每一种材料 变形程度都是有极限的 所以都有一个极限拉深系数mmin 拉深时 m都不应该小于mmin 即 显然 m小于1 一般mmin在0 5 0 8范围内 当不能一次成形时 可采用多次拉深 拉深系数用m表示 成形条件 m mmin 第页 23 d1 d2 总拉深系数等于每次拉深系数的乘积 第二次拉深系数m2 d2 d1 第三次拉深系数m3 d3 d2 第n次拉深系数mn dn dn 1 二次拉深动画 第页 24 拉深件的质量问题是拉裂和起皱 拉深时是否会拉裂和起皱与变形程度有关 变形程度可以用拉深系数m来表示 m越小 变形程度越大 每一种材料都有其极限变形程度 也就有其极限拉深系数mmin 拉深时 应使m mmin 在多次拉深时 应使每一次的拉深系数mn dn dn 1都大于极限拉深系数mmin 并且应使后一次m值比前一次m值略大些 拉深内容要点 第页 25 拉深凸凹模间隙与冲裁模比有什么不同 拉深的凸模和凹模间隙比落料时的凸凹模间隙大 一般大于板料的厚度 落料的凸凹模间隙小于板的厚度 且凸凹模间隙要求合适 这样上下裂纹重合一致 冲裁力 卸料力和推件力适中 模具才具有足够的寿命 落料的尺寸几乎与模具一致 且塌角 毛刺和斜度均很小 过大或过小的间隙都会影响模具的使用寿命和零件质量 凸凹模形状与冲裁模相比有什么不同 冲裁是分离工序 凹模与凸模边缘是锋利的刃口 而拉深是变形工序 凸凹模边缘是圆角 讨论 拉深动画 冲裁动画 第页 26 问题 怎样使拉深件不产生拉裂或起皱 下列筒形拉深件哪个容易成形 a 直径80mm高100mm c 直径60mm高75mm b 直径70mm高75mm 多次拉深 合适的凸凹模圆角半径 合适的凸凹模间隙 过小 模具与拉深件的摩擦力增大 易拉穿工件和擦伤工件表面 且降低模具寿命 间隙过大 又容易使拉深件起皱 影响拉深件的尺寸精度 润滑 为减少摩擦 降低拉深件壁部的拉应力和减少模具的磨损 压边力 压边圈上的压力不要过大 以不产生皱折为宜 第页 27 将制件的孔边缘或外边缘翻转成竖立或一定角度的直边的工艺 内孔翻边 外缘翻边 3 翻边 flanging 翻边视频 内孔翻边最容易出现的质量问题 孔边缘受拉伸破裂 内孔翻边动画 第页 28 使局部材料厚度变薄而成形的方法 4 起伏 应用举例 夏利车前盖 起伏视频 通过模具使空心件或管状坯料向外扩张 胀出所需的凸起曲面 5 胀形 胀形视频 6 旋压 旋压视频 胀形动画 第页 29 汽车消音器零件的冲压工序 成形过程视频 第页 30 二 冲压模具及其结构 第页 31 1 简单模 在冲床的一次冲程中 只完成一个工序的冲模 simpledie 在冲床的一次冲程中 在模具不同部位上完成数道工序的冲模 2 连续模 progressivedie 3 复合模 在冲床的一次冲程中 在模具同一部位上同时完成数道工序的冲模 compounddie 动画 动画1 落料拉深复合模1 切断弯曲复合模 落料拉深复合模2 第页 32 三 冲压件结构设计 1 冲裁件的结构工艺性 1 形状应尽量简单 最好由直线与圆弧组成 应避免过长的悬臂和窄槽 它们的宽度b应大于料厚s的两倍 2 内 外转角处应用圆弧连接 圆角半径应大于料厚的一半 参见表2 6 第页 33 4 孔间距离或孔与边缘距离不能太小 一般a 2s 但要保证a 3 4mm 3 冲孔尺寸不能太小 最小孔径或最小边长要大于 0 5 1 5 s 第页 34 2 弯曲件的结构工艺性 1 弯曲半径不能小于材料允许的最小弯曲半径 2 弯曲边过短不易成形 故应使弯曲边的平直部分H 2S 3 孔的位置不能离弯曲线太近 一般S 2mm时 L S S 2mm时 L 2S 第页 35 3 拉深件的结构工艺性 1 形状应简单 对称 尽量避免深度大的拉深件 以减少拉深次数 2 为避免角部产生裂纹 侧壁与底面间圆角半径r1 侧壁与凸缘间圆角半径r2以及矩形件