冲压工艺及冲模设计第二版考点

冷冲压：是利用安装再压力机上的冲模对材料是假压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需要零件。塑性：是指再外力的作用下，能稳定地发生永久变形而不破坏其完整性的能力。定性分析：P11-12冲裁变形三阶段：弹性变形阶段，塑性变形阶段，断裂分离阶段冲裁断面分析：P31间隙对冲裁力的有影响：间隙增大，冲裁力有一定程度降低（影响不大），卸料力和推件力都将减小（显著影响）。 间隙为材料料厚度15-20时卸料力几乎为零模具的合理间隙值：靠凸、凹模刃口尺寸及其公差来保证落料：凹模的基本尺寸取工件尺寸公差范围内较小尺寸，凸模则由凹模的基本尺寸减去最小初始间隙值所得。冲孔：凸模的基本尺寸取工件尺寸观察范围内较大尺寸，凹模则由凸模的基本尺寸加上最小初始间隙值所得。排样：产生废料种：由冲件的形状特点结构废料（例如孔内的废料），另一种是由冲件之间或冲件和条料间的搭边产生的工艺废料。提高材料利用率：主要从减少工艺废料角度着手，措施由设计合理的排样方案，选择合适的版聊规格换个合理的裁板法，利用废料制作小零件。排样方法：有废料排样（材料利用率低，精度高，模具寿命长），少废料排样（仅有冲件间或冲件和条料侧边间留有搭边，质量稍差，边缘毛刺影响模具寿命，利用率高，冲模结构简单），无废料排样（冲件和模具寿命更差一些，利用率最高）搭边：排样时冲裁件之间，以及冲裁件与条料侧边之间留下的工艺废料搭边作用：补偿了定位误差和剪板误差，确保冲出合格零件；增加条料刚度，方便条料送进，提高劳动生产率。降低冲裁力的方法：阶梯凸模冲裁（先冲大孔再冲小孔，凸模间高度差和板料厚度有关，t3,H=0.5t）;斜刃冲裁；加热冲裁（只适用于厚板和表面质量及精度要求不高的零件）冲裁模分类：按工序性质分为落料模、冲孔模、切边模等。按工序组合程度分为单工序模（简单模）、复合模和级进模单工序模无导向单工序冲裁模：结构简单，制造周期段，成本较低，冲裁件质量差，模具寿命低，操作不够安全。适用于精度要求不高，形状简单、批量小的冲裁件导板式单工序冲裁模：上模和下模的导向靠凸模和导板的小间隙配合实现，工件质量比较稳定，模具寿命高，操作安全；必须采用行程可调压力机，保证适用过程种凸模与导板不脱离，以保持导向精度导柱式单工序冲裁模：导柱式冲裁模的导向比导板模的可靠，精度高，寿命长、使用安装方便，模具较重，制造工艺复杂，成本较高。适用与大批量和精度要求高的冲裁件。级进模:工位多、效率高，必须准确定位才能保证冲压件的质量固定挡料销和导正销级进模：侧刃定距的级进模：侧刃式特殊功用的凸模，作用是在压力机每次冲压行程中，沿条料边缘切下一块长度等于步距的料边。精度较高，生产效率高，送料操作方便，材料消耗增加，冲裁力增大。复合膜：在压力机的一次行程中在一副模具的同一位置完成数道冲压工序。结构上的主要特征式有一个既是落料凸模优势冲孔凹模的凸凹模。正装式复合膜（顺装式复合模）：凸凹模在上模，凸凹模不积存废料，胀力小，不易断裂，工作式，板料式在压紧的状态下分离，因此平直度较高，冲孔废料落在下模工作表面上不易清除，有可能影响操作和安全，影响生产率。倒装式复合膜：凸凹曼在下模，无顶尖装置，由冲孔凸模直接从凸凹模内孔推出，结构简单，操作方便，凸凹模积存废料，胀力较大，因此受凸凹模最小壁厚限制，不易冲制孔壁过小的工作。板料不在被压紧状态下冲裁，平面度不高，适用与较硬或大于0.3厚度的板料冲裁凸模固定方式：用螺钉吊装固定凸模，固定板通孔型通常按凸模尺寸配做成H7/n6配合；用低熔点合金或环氧树脂固定凸模：当凸模截面较小，不允许用螺钉吊装固定时，则用此方法。凹模孔口结构模式：与凹模面垂直或稍微倾斜的直刃壁、斜刃壁。全直壁型孔：只适用于顶件式模具，刃口强度高、修模后刃口尺寸不变，制造方便。斜刃壁：较实用只有一种P63图3-39d ，不易积存废料，磨损后修磨量较小，刃口强度较低，修磨后孔口尺寸增大，多用于形状简单、精度要求不高的冲件冲裁，一般用于下出件的模具。导正销通常与档料销配合使用，也可以与侧刃配合使用。弹压卸料板的压料面应凸出凸模端面0.20.5mm垫板：在凸模固定板与上模做之间加一块淬硬的垫板，可避免硬度较低的模座因局部受凸模较大的冲击力而出现凹陷，致使凸模松动，拼块凹模与下模座之间也加垫板。弯曲是将板料、棒料、型材或管料等弯成一定形状或角度的零件的一种冲压成形工序。弯曲变形区：主要在弯曲件的圆角部分，此处正方形网格变成扇形，原理圆角的直边部分不变形，靠近部分则由少量变形。中性层：在弯曲变形区的缩短和伸长两变形区域之间有一层金属纤维长度在变形前后保持不变。弯曲变形程度越大，应变中性层内移量越大。最小弯曲半径：在保证弯曲件毛坯外表面纤维不发生破坏的条件下，工件所能弯成的内表面最小圆角半径成为最小弯曲半径，用来表示材料弯曲时的成形极限。弯曲件变形区的变形程度受到该材料最小弯曲半径的限制。越小越有利于弯曲。弯曲中心角：弯曲中心角越大，表示弯曲变形区的长度越长，回弹积累值也越大，回弹角也越大，但对弯曲半径的回弹影响不大。 问题：弯曲角和弯曲中心角的关系提高弯曲件精度的措施：1改进弯曲件的设计【在变形区压制加强筋，以提高刚度来减少回弹，材料选用屈服强度低而弹性模量大的材料进行弯曲】；2采取适当弯曲工艺【减少回弹，采用校正（有底）弯曲代替自由（无底）弯曲，对冷作硬化的硬材料，先退火使其屈服强度降低再弯曲】；3正确设计弯曲模P111计算弯曲件的依据：根据弯曲件应变中性层弯曲前后长度不变的特点，先确定应变中性层位置，再计算中性层长度，最后得出毛坯长度。应变中性层的曲率半径：=r+Kt K为应变中性层位移系数。孔的形状精度要求高，应先弯曲后再冲孔。确定弯曲模结构形式时应考虑：1弯曲毛坯的定位要准确、可靠，尽可能采用水平放置，多次弯曲最好采用同一基准。2保证毛坯再弯曲过程中不产生滑动偏移。3毛坯的的、安放和工件的取出要方便、安全4为了减少回弹、可使用校正弯曲5应考虑凸模、凹模再制造及试模返修过程中可采取减少回弹办法的可能性。防止滑移V形件弯曲模：采用带压料装置的结构模式，大于1mm的弯曲件凸模装有定位尖；凹模有顶杆；凹模有顶杆，顶杆前端假装V形顶板；有顶板和定料销。U形件弯曲模：在工件已有孔设置定位销；弯曲叫小于90可用装有活动凹模镶块模具结构。Z形件弯曲模：定位销和弹性顶板帽罩形件弯曲模：先弯曲成U形，再翻过来弯曲一次拉深拉深：是利用专用模具讲平板毛坯制成开口空心零件的一种冲压工艺方法。变形区：毛坯外部环形部分不变形区：底部不参与变形已变形区：直壁部分圆筒形件直壁近口部厚度增加最多，近下部圆角处有所减薄，也是最易拉断的地方拉深件：按变形特点分四种基本类型：直壁圆筒形零件，直壁盒形零件，轴对称曲面形零件和非轴对称曲面形状零件拉深过程中毛坯的应力和应变状态： 拉深时毛坯各区的应力、应变时不均匀的，且时刻变化，因而拉深件的壁厚也是不均匀的。拉深凸缘区再切向压应力的作用下是否产生“起皱”，以及筒壁传力区上危险断面是否被“拉裂”是拉深工艺能否顺利完成的关键所在。拉裂原因：造成圆筒件拉裂的主要因素是拉深变形程度、毛坯与模具的摩擦助力和圆筒的承载能力。（压边力、相对圆角半径，润滑，凸模和凹模间隙比毛坯小10%好，表面粗糙度）润滑部位：凹模平面润滑可使毛坯凸缘处材料的流动阻力降低，若对凸模圆角部分润滑就会使筒壁和凸模间的摩擦力传递变形力能力降低，造成凸模圆角处的材料滑动而变薄，易拉裂。旋转体拉深件毛坯尺寸计算原则：1以工件最后一次拉深后的尺寸为计算基础；2按照体积不变条件，对于不变薄拉深，拉深件与毛坯表面积相等；3当板料厚度t1，按工件中线尺寸计算，t1时按内形或外形尺寸计算；4计算毛坯尺寸时要加上修边余量。拉深系数：时指每次拉深后圆筒形零件的直径与拉深前毛坯（或前道工序件）的直径之比，是拉深工艺的基本参数，越小变形程度越大。阶梯形零件的拉深相当于圆筒形零件多次拉深的过渡状态，变形特点和应力、应变状态与圆筒形零件的拉深基本相同。凸凹模工作部分尺寸及其公差：分为标注在外形和内形两种计算方式P169冲压成型工艺中账形、翻边、缩口、旋压等成型工艺，变形时候用的材料都是变形区中的自身的材料。翻孔与翻边：计算P181制定冲压工艺规程的步骤大致如下：1分析零件图2确定冲压件生产的工艺方案3确定模具类型及结构形式4选择冲压设备5编写工艺文件及设计计算说明书。确定冲压工序组合和顺序:1所有形状、尺寸、位置不受后续工序变形影响的孔优先再平板坯料冲出23多工序拉深件，按照工艺计算来确定工序数量，一般应先成形内部形状，后成型外部形状4整形、校平工序应安排在基本成形工序之后5冲压的辅助工序，可根据冲压基本工序的需要、零件技术要求等具体情况，穿插在冲压基本工序之间进行6考虑工序组合的情况：大批量生产需提高生产率；生产任务重需减少场地与机台的占用时