塑性成形工艺多工位级进模设计.ppt

冲压工艺与模具设计,第六章级进模设计,1.有两个或者两个以上的等距离工位；2.在压力机的一次行程中，在不同的工位上完成两个或者两个以上冲压工序3.除了开始阶段，在压力机的一次行程中成形一个冲压件。,级进模的特征：,冲压工艺与模具设计,第六章级进模设计,冲压工艺与模具设计,第一节概述,一、级进模的特点：,在一副模具可完成完整零件的冲压加工；生产效率高；模具寿命长；易于实现自动化；模具结构复杂，精度要求高，设计制造、调试及维修难度大，造价高；模具零件要求具有互换性，以便迅速更换模具零件；材料利用率低。,冲压工艺与模具设计,第一节概述,二、级进模的分类：,三、级进模设计步骤,1.收集并分析有关设计的原始资料；,2.工艺设计；,3.排样设计；,4.总装图设计；,5.详细图设计.,冲压工艺与模具设计,第二节级进模排样设计,排样设计是级进模设计的核心，排样设计决定了级进模的基本形式。,排样设计的内容,1.模具的工位数及各工位的作业内容；,2.零件各部分在模具中的冲压顺序；,3.被冲零件在条料上的排列方式、排列方位，并反映出材料利用率的高低；,4.模具步距的公称尺寸和定距方式；,冲压工艺与模具设计,第二节级进模排样设计,排样设计是级进模设计的核心，排样设计决定了级进模的基本形式。,排样设计的内容,5.条料的宽度；,6.载体的形式；,7.模具的基本结构。,冲压工艺与模具设计,第二节级进模排样设计,排样设计的原则：,1.保证产品的精度和使用要求及后续工序的冲压需要；,2.工序尽量分散；,3.尽量使压力中心与模具几何中心接近；,4.同一工位各冲切凸模尽量设计为相同高度；,5.冲孔在前，落料、外形冲切等工序在后；,6.第一工位设置导正销，在以后的工位，优先在易串动的工位设置导正销；,冲压工艺与模具设计,第二节级进模排样设计,排样设计的原则：,7.适当设置空工位；,8.工件和废料应顺利排除；,9.要考虑模具加工设备条件。,冲压工艺与模具设计,第二节级进模排样设计,冲压工艺与模具设计,冲压工艺与模具设计,第二节级进模排样设计,一、工序确定与排序,（一）级进冲裁的工序排样,排样设计的原则：,1.先冲孔，后冲外形；,2.尽量避免采用复杂形状的凸模、凹模；,3.有尺寸要求的特征应放在同一或者邻近工位完成；,4.尺寸与形状要求高的轮廓放在较后的工位冲裁；,5.外形薄弱部位冲裁应放在较前的工位；,6.靠近弯边的孔，应先弯曲后冲孔；,冲压工艺与模具设计,第二节级进模排样设计,一、工序确定与排序,（一）级进冲裁的工序排样,排样设计的原则：,7.合理设置空工位；,8.轮廓周界较大的冲切工艺应安排在中间冲切；,冲压工艺与模具设计,冲压工艺与模具设计,冲压工艺与模具设计,冲压工艺与模具设计,冲压工艺与模具设计,二、外缘翻边,1、内凹翻边,变形与圆孔翻边相似，属于伸长类翻边,冲压工艺与模具设计,二、外缘翻边,2、外凸翻边,变形类似于浅拉深属压缩类翻边,冲压工艺与模具设计,三、非圆孔类翻边,分段分析,预制孔的弧线段展开宽度应比直线段大5%10%,冲压工艺与模具设计,四、变薄翻边,若零件的翻边高度较大难于一次成形，内壁又允许变薄时，可采用变薄翻边，以提高生产率并节约材料。,变薄翻边时，成形凸模、凹模间的间隙小于坯料的厚度。,变薄翻边属于体积变形，变形程度不仅决定于翻边系数，还决定于竖边的变薄系数K，K用下式表示：,冲压工艺与模具设计,四、变薄翻边,一次变薄翻边的变薄系数可取0.40.5，甚至更小。变薄翻边预制孔的尺寸的计算，应按翻边前后体积不变的原则进行。,用阶梯凸模进行翻边。,生产中常用变薄翻边来成形小螺纹底孔。,冲压工艺与模具设计,第二节胀形,胀形是利用模具使板料拉伸变薄局部表面积增大以获得零件的加工方法。主要用于平板毛坯的局部胀形、圆柱形毛坯的胀形及平板毛坯的胀拉成形等。,胀形塑性变形区局限于与凸模接触部分。在凸模的作用下，变形区材料受双向拉应力作用，沿切向和径向产生伸长变形，成形面积增大，材料厚度变薄。,胀形时，由于毛坯变形区的材料受双向拉应力作用，主要工艺问题是拉伸破裂问题，即材料拉伸失稳后，因强度不足而引起的破裂，胀形的成形极限以零件的是否发生破裂判断。,冲压工艺与模具设计,一、局部胀形,冲压工艺与模具设计,冲压工艺与模具设计,局部胀形的变形程度主要取决于材料的力学性能，材料塑性好、硬化指数值大时，变形程度的极限值就高，另外还受零件形状、凸模表面质量、润滑条件等因素的因素。,冲压工艺与模具设计,冲压工艺与模具设计,冲压工艺与模具设计,冲压工艺与模具设计,二、圆柱空心毛坯的胀形,将圆柱形空心毛坯（管状或桶状）向外扩张成曲面空心零件的冲压方法为圆柱形空心毛坯胀形，用这种方法可获得许多形状复杂的零件。,圆柱空心毛坯胀形时，用来描述胀形变形程度的胀形系数Kp为：,冲压工艺与模具设计,冲压工艺与模具设计,冲压工艺与模具设计,三、胀拉成形,生产中常有一些底部曲率半径很大的制件，如汽车上的某些覆盖件和飞机蒙皮等，曲面部分变形量很小，通常称之为大曲率半径胀形。,这类零件的主要问题定型性问题，即要解决回弹问题。可用采用胀拉成形解决此问题。,冲压工艺与模具设计,第五节大型覆盖件的成形,冲压工艺与模具设计,（三）拉深系数的值,理想拉深系数的值,实际拉深系数的值,（四）拉深次数的确定,冲压工艺与模具设计,三、半成品尺寸的确定,冲压工艺与模具设计,四、以后各次拉深的特点,首次拉深时，材料的力学性能均匀；首次拉深时，凸缘变形区是逐渐减小的，而以后各次拉深时，其变形区保持不变，直到拉深终了之前；拉深力的不同；发生拉深破裂的时刻不同；变形区的稳定性不同；以后各次拉深时，材料的状态和变形状态不同；,冲压工艺与模具设计,冲压工艺与模具设计,五、有凸缘圆筒件的拉深方法及工艺计算,窄凸缘：df/d=1.11.4宽凸缘：df/d1.4,（一）,宽凸缘件的拉深特点,冲压工艺与模具设计,冲压工艺与模具设计,冲压工艺与模具设计,冲压工艺与模具设计,决定宽凸缘件的拉深系数的因素：相对凸缘直径df/d;相对拉深高度h/d;相对圆角半径r/d;其中，df/d的影响最大，而r/d的影响最小。,冲压工艺与模具设计,宽凸缘件的拉深特点：宽凸缘件的拉深变形程度不能单纯用拉深系数来表示；宽凸缘件的首次极限拉深系数比圆筒件要小；宽凸缘件的首次极限拉深系数与零件的相对凸缘直径df/d有关，df/d越大，则极限拉深系数越小；宽凸缘件的首次极限拉深系数还应考虑毛坯的相对厚度。,冲压工艺与模具设计,（二）宽凸缘筒形零件的工艺计算,毛坯的计算；判别工件是否一次拉成：mm1，h/d=h1/d13.拉深次数的确定；4.半成品尺寸的确定：dn，rn，hn,冲压工艺与模具设计,（三）宽凸缘零件的拉深方法,冲压工艺与模具设计,1中型件df200mm；3凸缘过大而圆角半径过小，首先以适当的圆角半径成形后按图样尺寸整形；4凸缘过大，利用胀形的方法成形。,冲压工艺与模具设计,六阶梯圆筒形件的拉深,（一）拉深次数,冲压工艺与模具设计,（二）拉深方法的确定若任意两个相邻阶梯的直径之比dn/dn-1都大于或等于相应的圆筒形件的极限拉深系数，则先从大阶梯拉起，每次拉深一个阶梯，逐一拉深到最小的阶梯，阶梯数也就是拉深次数。若某相邻两阶梯直径dn/dn-1之比小于相应的圆筒形件的极限拉深系数，则按带凸缘圆筒形件的拉深进行，先拉小直径dn，再拉大直径dn-1，即由小阶梯拉深到大阶梯。,冲压工艺与模具设计