冲压材料及设备

1.2冲压材料,1.2.1冲压工艺对板料的基本要求1、机械性能的要求机械性能的指标很多，其中尤以延伸率（）、屈强比s/b、弹性模数（E）、硬化指数（n）和厚向异性系数(r)影响较大。一般来说，延伸率大、屈强比小、弹性模数大、硬化指数高和厚向异性系数大有利于各种冲压成形工序。2、化学成分的要求为了消除滑移线，可在拉深之前增加一道辊压工序，或采用加入铝和钒等脱氧的镇静钢，拉深时就不会出现时效现象。铝镇静钢08Al按其拉深质量分为3级：ZF（最复杂）用于拉深最复杂的零件，HF（很复杂）用于拉深很复杂的零件，F(复杂)用于拉深复杂零件。其他深拉深薄钢板按冲压性能分：Z（最深拉深）、S（深拉深）、P（普通拉深）3级。,1.2冲压材料,3、金相组织的要求由于对产品的强度要求与对材料成形性能的要求，材料可处于退火状态（或软状态）（M），也可处以淬火状态（C）或硬态（Y）。4、面质量的要求材料表面应光滑，无氧化皮、裂纹、划伤等缺陷。优质钢板表面质量分3组：组（高质量表面）、组（较高质量表面）、组（一般质量表面）。5、材料厚度公差的要求厚度公差分：A（高级）、B（较高级）和C（普通级）3种。,1.2冲压材料,1.2.2板料的冲压成形性能及其与板料的力学性能的关系1、板料的冲压成形性能板料对冲压成性工艺的适应能力称为板料的冲压成形性能。板料的冲压成形性能，包括抗破裂性、贴模性和定形性等几个方面。（1）板料的贴模性（2）定形性（3）材料抗破裂（4）成形极限,1.2冲压材料,2、板料力学性能与板料冲压性能的关系：（1）屈服极限s。屈服极限s小,材料容易屈服,则变形抗力小。（2）屈强比s/b。屈强比小，即s值小而b值大，容易产生塑性变形而不易产生拉裂。（3）伸长率。一般地说，伸长率或均匀伸长率是影响翻孔或扩孔成形性能的主要（4）硬化指数n。单向拉伸硬化曲线可写成=K，其中指数n即为硬化指数，表示在塑性变形中材料的硬化程度。N大是，说明在变形中材料加工硬化严重,1.2冲压材料,1.2.3常用冲压材料与力学性能冲压最常用的材料是金属板料，有时也用非金属板料金属板料分黑色金属和有色金属两种。1、黑色金属板料按性质可分为：1）普通碳素钢钢板；2）优质碳素结构钢钢板。3）低合金结构钢板；4）电工硅钢板；5）不锈钢板；2、有色金属铜及铜合金（如黄铜）等；铝及铝合金；附录一、列出了部分常用金属板料的力学性能。3、冲压用非金属材料胶木板、橡胶、塑料板等;,1.2.4常用冲压材料的规格板料：常见规格由7101420和10002000等。纹向平行于长度方向。用剪板机剪成各种不同纹向和宽度的条料使用。带料（卷料）：纹向平行于长度方向。可以用滚剪机剪成要求的宽度使用，也可以用剪板机剪成各种不同纹向和宽度的条料使用。,1.2冲压材料,1.3冷冲压设备,1.3.1机械压力机型号机械压力机按其结构形式和使用对象分为若干系列，每个系列又分为若干组见表1-3。压力机型号示例如下：JA31160A改进设计代号公称压力1600KN（主参数）（闭式单点压力机）组别（闭式曲柄压力机）列别变型设计代号机械压力机类,1.3冷冲压设备,1.3.2常用冷冲压设备一、常用压力机的结构运动及特点在冷冲压生产中，最常用的是曲柄压力机、双动拉深压力机、高速压力机等。1、通用曲柄压力机。常见的曲柄滑块机构有曲拐轴式和曲轴式两种。1）曲拐轴式曲柄压力机,1.3冷冲压设备,(1)曲拐轴式压力机的结构见图12:,图2曲拐轴式压力机的结构简图。,1.3冷冲压设备,(2)工作原理a.运动过程b.行程调整曲拐轴式压力机的调整机构如图3所示。其调整状态见图4。O-主轴中心，偏心轴1的中心，M-偏心套2的中心图13曲拐轴式压力机的行程调整机构,1.3冷冲压设备,(a)最小行程状态(b)最大行程状态(c)任意位置行程状态图14曲拐轴式压力机的行程调整状态（3）特点行程不大但可以调节（4）用于中小零件的冲裁、弯曲、浅拉深，或上下模具不允许脱开时。,1.3冷冲压设备,2）、曲轴式曲柄压力机(1)结构与偏心压力机基本相同（图5）。其主要区别是主轴结构不同，偏心压力机的主轴为曲拐轴或偏心而曲轴压力机的主轴为曲轴(2)工作原理，(3)特点吨位大、负荷较均匀；行程大，但不能调整(4)用于中零件的冲裁、弯曲和深拉深。,1.3冷冲压设备,1垫板2床身3制动器4皮带轮5电机6.7齿轮8离合器9曲轴10连杆11滑块15曲柄压力机的结构简图,1.3冷冲压设备,2.双动拉深压力机拉深压力机按动作分有单动拉深压力机、双动拉深压力机及三动拉深压力机。双动拉深压力机有两个分别运动的滑块，内滑块用于拉深，外滑块用于压边；三动拉深压力机则是在双动拉深压力机的工作台上增设气垫。1）结构和工作原理,1.3冷冲压设备,1-拉深滑块2-连杆3-压边滑块4-活动工作台5-顶件装置6-凸轮7-主轴8-偏心齿轮图1-6J44-55B型双动拉深压力机,1.3冷冲压设备,2)、内、外滑块的运动配合外滑块压边内滑块拉深内滑块返回外滑块返回3）特点外滑块的压边力可调，调节好后压稳定边力内滑块在拉深工作行程中速度慢，并且近于匀速运动4）用于形状复杂或者大批量生产的拉深件。,1.3冷冲压设备,3、高速压力机高速压力机一般是指每分钟的行程为普通压力机的510倍即每分钟行程次数为几百次，甚至达到几千次以上。1）高速压力机的结构和传动原理,1电动机2飞轮3离合器4制动器5拉杆6辊式送料装置7滑块8封闭高度调节机构9剪断机构10辊式送料传动机构11凸轮12曲轴13平衡器图17下传动高速压力传动原理,1.3冷冲压设备,2）高速压力机的特点：（1）滑块行程次数高（2）滑块惯性大（3）机身刚性好（4）较高的送料精度送料3）用于大批量生产中采用级进模生产时。,1.3冷冲压设备,4其它冲压设备1）摩擦压力机摩擦压力机，从电机到飞轮之间有一个摩擦传动付来传递运动和动力，其特点是结构简单，价格低廉，冲压速度低，且超载后不易损坏机件，其缺点是飞轮轮缘摩损大，生产率低。它适应用于弯曲大而厚的工件，对校正、压印、成形和挤压和工序尤为适宜。2）精冲压力机精冲压力机是一种适应精密冲裁的专门压力机。它具有三重动作，五种作用力，即齿圈压板运动、冲压运动、反向推力运动，齿圈压板力、主冲裁力、反向推力、卸件力、顶料力。使原材料在齿圈压板力和反向推力的作用下实现精密冲裁。3）多工位压力机是一种适合于大批量生产的板料冲压自动压力机。在一台多工位压力机上可安装多副模具进行生产，并通过自动送料机构和一套工序间的传递机构使压力机在一次往复行程中可以完成一个冲压件的全部冲压工序（即落料、冲孔、拉深、弯曲、切边、压印、整形等），是提高生产率的有效途径之一。4）数控冲模回转头压力机数控冲模回转头压力机是将若干套模具装于压力机上下对应的转盘中，使被冲材料被夹钳夹持，并沿X，Y轴方向移动，工作时根据冲件要求编制的计算机程序可使板材沿X，Y方向移动到所需冲压的位置，再选择转盘上所需要的模具进行冲压，既可在不同位置冲出相同的型孔，也可在不同位置冲出不同的型孔，复杂的型孔可分解成各种简单型孔分别冲压后形成。该压力机，特别适用于多品种的中、小批量或单件的板材冲压。,1.3冷冲压设备,二、压力机上的常用结构1、机身形式曲拐轴式压力机均为开式压力机;曲轴式压力机有开式和闭式之分。开式压力机具有形的开式机身，工作台在三个方向是敞开的，并且工作台有固定台式的也有可倾台式。.操作方便但刚性较差，在中、小型冲件的生产中得到广泛的使用。闭式压力机，有两根支柱操作方便但刚性好，故大吨位的曲轴压力机均为闭式。,1.3冷冲压设备,2、装模高度调节结构为了适应安装不同闭合高度模具的需要，一般压力机的连杆长度是可以调节的。其调节方法（图8）是：对于tf以下的小型压力机，在调节螺杆5上有一段六方部分，当松开螺钉11后，可直接用搬手旋转调节螺杆，即可改变压力机的闭合高度；对于中型或重型压力机，则由一个单独的电机，通过齿轮或蜗轮机构来旋转调节螺杆。此外，有些小型压力机也可以利用升降工作台来调节其闭合高度。,1.3冷冲压设备,3、打料装置在冲压工作中，为了从上模中打下工件或废料