冲压基础知识

冲压基础知识2016-10-18材

料

知识一、材料知识----板材分类板材的分类板材是指各种形状的半成品，如：薄板、中板、厚板、窄带材、带材等。按生产方法分类：热轧钢板、冷轧钢板按表面特征分类:镀锌板（热镀锌板、电镀锌板）、镀锡板、复合钢板、彩色、涂层钢板按用途分类:桥梁钢板、锅炉钢板、造船钢板、装甲钢板、汽车钢板、屋面钢板、结构钢板、电工钢板（硅钢片）、弹簧钢板及其他按厚度分：厚板（4MM以上）、中板（3-4MM）、薄板（3MM以下）一、材料知识----钢板生产流程强度：金属材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力。屈服强度、抗拉强度是极为重要的强度指标，是金属材料选用的重要依据。强度的大小用应力来表示，即用单位面积所能承受的载荷(外力)来表示，常用单位为MPa。力学性能指标1屈服强度：金属试样在拉力试验过程中，载荷不再增加，而试样仍继续发生变形的现象，称为“屈服”。产生屈服现象时的应力，即开始产生塑性变形时的应力，称为屈服点，用符号σs

表示，单位为MPa。一般的，材料达到屈服强度，就开始伴随着永久的塑性变形，因此其是非常重要的指标。抗拉强度：金属试样在拉力试验时，拉断前所能承受的最大应力，用符号σb

表示，单位为MPa。一、材料知识----力学性能指标一、材料知识----力学性能指标力学性能指标2应变强化指数n：钢材在拉伸中实际应力－应变曲线的斜率。其物理意义是，n值高，表示材料在成形加工过程中变形容易传播到低变形区，而使应变分布较为均匀，减少局部变形集中现象，因此,n值对拉延胀形非常重要。塑性应变比r值：r值表示钢板拉伸时，宽度方向与厚度方向应变之比值。r值越大，表示钢板越不易在厚度方向变形（越不容易开裂），深冲性越好。一、材料知识----钢板的失效低碳钢板失效的一般现象：时效失效和表象失效时效失效：由于时效的影响，钢板及钢带的力学性能会随着储存时间的延长而变差，如屈服强度和抗拉强度的上升，断后伸长率的下降，成形性能变差、出现拉伸应变痕等失效。表象失效：由于存储不当，造成钢板受潮生锈、外力破损、外力变形等失效；由于钢厂轧制过程工艺控制部分不足，导致钢板表面出现凹坑、结疤、裂纹、夹杂，划伤、压痕、麻点、辊印及氧化色等影响成形性及涂、镀附着力的缺陷；钢板厚度公差超差。伸长率工程应力或名义应力工程应变或名义应变塑性应变材料的拉伸性能弹性应变材料的弹性性能(回复)se

=

F/Aoee=（l-lo)/loeplastic

=(lF–lo)/(wF-wo)eelastic

=(lF–l)/(wF–w)

一、材料知识----力学性能指标工艺知识二、工艺知识----冲压工艺流程冲压工艺流程原材料（板料和卷料）入库→开卷线→大件清洗涂油、小件开卷剪切→冲压生产线→安装模具、调试首件合格→投入批量生产→合格件防锈→入库冷冲压的定义冷冲压是指在常温下，利用安装在压力机上的冲模对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需要零件的一种压力加工方法。冷冲压的基本分类根据材料的变形特点，冷冲压概括起来分两大类：分离工序和成形工序1、分离工序：是指坯料在冲压力作用下，变形部分的应力达到强度极限σb以后，使坯料发生断裂而产生分离。分离工序主要有落料、冲孔、切断、修边等。二、工艺知识----冷冲压分类二、工艺知识----冷冲压分类2、成形工序：是指坯料在冲压力作用下，变形部分的应力达到屈服极限σs，但未达到强度极限σb，使坯料产生塑性变形，成为具有一定形状、尺寸与精度制件的加工工序。成形工序主要有拉延、翻边、整形、翻孔、弯曲等。二、工艺知识----冷冲压分类二、工艺知识----冷冲压分类二、工艺知识----各工序代号及名称各工序代号及名称模具知识三、模具知识----概述概述模具是冲压生产的基础，也是一种成本很高的工装,模具的制造水平直接影响到了产品的质量和企业的经济效益。三、模具知识----模具类型介绍模具类型介绍：模具主要类型包括：落料模、拉延模、修边冲孔模、斜楔修边冲孔模、翻边、整形模等。三、模具知识----模具结构一般模具的组成1、工作零件：包括凸模和凹模等零件。2、定位零件：主要包括挡料销、定位销、侧刃等零件。3、压料、卸料、顶料零件：主要包括卸料板、顶料器、气动顶料装置等零件。4、导向零件：包括导柱、导套、导板等零件。5、支持零件：包括上、下模板和凸凹模固定板等零件。6、紧固零件：包括内六角螺钉、卸料螺钉等零件。7、缓冲零件：包括卸料弹簧、聚氨脂橡胶和氮气缸等。8、安全零件及其它辅助零件：主要有安全侧销、安全螺钉、工作限制器、存放限制器、上下料架、废料滑槽、起重棒、吊耳等。安全侧销：主要作用是防止上模压料板紧固螺钉松动或断裂，导致压料板落下，造成人员、工装的重大损失。存放限制器：主要作用是防止模具弹性元件长期受压而失效和防止刃口长期接触影响刃口的寿命（一般采用氮气弹簧）。工作限制器：主要作用是限制凸凹模的吃入深度。20三、模具知识----典型模具1、冲裁模冲裁是利用模具产生分离的一种冲压工序，从广义上讲，冲裁是分离工序的总称，它包括落料、冲孔、切断、切口、修边等多种分离工序。在冲压工艺中，冲裁的用途最为广泛，它既可以直接冲出所需形状的成品工件，又可以为其它成形工序如拉深、弯曲、成形等制备毛坯。。21图示为一典型的落料冲孔复合模，采用导柱导套加导向板导向，挡料销定位，卸料板加弹性树脂加卸料螺钉的弹性卸料装置三、模具知识----典型模具22三、模具知识----典型模具结构图解（冲裁）23三、模具知识----典型模具2、拉深模（Draw，缩写DR）拉深是利用专用模具将平板毛坯制成空心件的一种冲压工艺方法，拉深又称拉延、压延。用拉深方法可以制成筒形、阶梯形、锥形、球形和其它不规则形状的薄壁零件。拉深件材料消耗小，零件强度和刚度高，工件精度也较高。凸模、凹模工作表面的技术要求：凸、凹模加工后的表面，不允许有影响使用的砂眼、缩孔、裂纹和机械损伤等缺陷；凹模工作表面和型腔表面的粗糙度数值一般要求为Ra0.8μm,而凹模圆角处的表面粗糙度数值一般要求为Ra0.4μm，目的是降低径向拉应力，保证拉深顺利进行。24三、模具知识----典型模具结构图解（拉深）25三、模具知识----典型模具3、弯曲及翻边模弯曲是将金属材料弯成一定角度、曲率和形状工件的冲压工艺方法，弯曲所用材料有板料、棒料、管材和型材。弯曲件的形状一般有V形、U形和L形。为保证弯曲件的精度，弯曲模的结构应考虑以下几点：1、有合适的定位装置，保证毛坯能准确、可靠的定位。2、模具结构应能保证毛坯在弯曲时不产生滑动和偏移。3、制造、维修和使用简单、方便。下翻边模上翻边模从模具结构上看分为上翻边和下翻边，从翻边区域的变形情况看分为伸长翻边和压缩翻边。伸长翻边料不足，压缩翻边料多余，所以对伸长翻边一般在拉延造型上增加储料筋，以弥补伸长翻边料的不足。对于压缩翻边尽量减小翻边的高度，或局部增加工艺缺口等。三、模具知识----典型模具结构图解（翻边）27三、模具知识----典型模具3、复合模复合模是在压力机的一次行程内在模具的一个工位上完成两道以上冲压工序的模具。前面冲裁模中介绍的切边冲孔模也属于复合模类型，复合模与单工序模相比，生产效率和冲压件精度高，但模具结构复杂。下图所示为成形、冲孔、切断复合模。该模具的凸凹模7和凹模6对落料平片进行成形；冲孔凸模5进行冲孔，切断凸模4切断成二个工件。顶出机构由打棒1、推板2和二块形状相同顶板3组合而成。质量知识四、质量知识---缺陷及产生原因1、剪切下料缺陷：毛刺过大、变形、表面划伤、尺寸不符、少孔等。(1)毛刺过大→上下刀片间隙过大或过小,刃口磨损,导向精度差,凸凹模位置不同心等；(2)变形→孔距太小,压料板与凹模型面配合不好,间隙过大等；(3)表面划伤→操作时有拖、拉等现象；板料在剪切过程中划伤等；(4)尺寸超差→上料不到位,定位装置损坏或松动，位置窜动等；(5)少孔→冲头折断,冲头长度不够等。四、质量知识---缺陷及产生原因2、落料冲孔（修边）缺陷：毛刺过大、变形、表面划伤、尺寸不符、少孔等。(1)毛刺过大→凸凹模间隙过大或过小,刃口磨损,导向精度差,凸凹模位置不同心等(2)变形→孔距太小,压料板与凹模型面配合不好,间隙过大等；(3)表面划伤→操作时有拖、拉等现象；板料在剪切过程中划伤等；(4)尺寸不符→上料不到位,定位装置损坏或松动，位置窜动等；(5)少孔→冲头折断,冲头长度不够等。3、弯曲缺陷：弯曲尺寸超差、弯裂、表面擦伤、挠度和扭曲等。(1)形状与尺寸不符→凸凹模间隙过大，定位不可靠，回弹等。(2)弯裂→弯曲半径过小、毛坯断面毛刺或裂纹、润滑不良、凸凹模圆角半径磨损或间隙过小、材料塑性差等。(3)表面擦伤→凹模圆角磨损、光洁度低、毛坯表面品质差（锈蚀或结疤等）缺少润滑等。(4)挠度和扭曲。四、质量知识---缺陷及产生原因4、拉延缺陷：拉裂、起皱、表面拉伤、波浪、鼓包、凹坑、麻点等。(1)拉裂→凸凹模R角半径过小，压边力过大，材料成形，性能差或材料尺寸偏大，凸凹模间隙小，润滑不当，定位不准，凸凹模R角或拉延筋不顺、拉毛等。(2)起皱→凸凹模R角半径过大，压边力过小，材料尺寸偏小；凸凹模间隙太大；润滑过甚；定位不准；拉延筋布置不良，高度不够等。(3)表面拉伤→模具工作表面有伤痕，材料表面有缺陷，润滑油中有杂质或废屑等。(4)波浪、鼓包、凹坑、麻点→压边力小，润滑不当、模具型腔脏，材料表面脏，透气孔堵塞，模具型面不平、润滑油脏