材料及其加工工艺(12)

第四章

板料冲压板料冲压----利用冲模使板料产生分离或变形的加工方法。加工范围----冷态下＜8毫米；热态冲压＞8--10毫米。设备及模具----板料冲压是在冲床上利用模具进行冲压加工。常见冲压材料---低碳钢、铜合金、铝合金、镁合金及塑性高的合金钢。非金属材料如橡胶、皮革、毛毡、硬纸板等。1板料冲压具有如下特点：

（3）能获得质量轻、材料消耗少、强度和刚度较高的零件。（4）冲压操作简单，工艺过程便于机械化和自动化，生产率高。零件成本低。（1）可以冲压出形状复杂的零件，废料少。（2）产品具有足够高的精度和较低的表面粗糙度，互换性能好。23§1分离工序分离工序----使坯料的一部分与另一部分相互分离的工序。它是许多工序如冲孔、落料等的总称。（简称冲裁）

一.落料及冲孔落料：使坯料按封闭轮廓分离的一种工序，被分离的材料成为工件。

冲孔：使坯料按封闭轮廓分离的一种工序，在材料上获得需要的孔4

1.冲裁变形过程冲裁变形过程的实质就是对材料施加一定的力，使其超过强度极限即σ＞σB，从而获得需要的形状。冲裁变形过程：

弹性变形塑性变形断裂分离影响冲裁的主要因素：冲模间隙、刃口的锋利程度及冲裁力。结束如图5冲裁变形过程弹性变形阶段弹、塑变形断裂、分离阶段！6

2.凸凹模间隙凸凹模间隙不仅严重影响冲裁件的断面质量，也影响着模具寿命、卸料力、推件力、冲裁力和冲裁件的尺寸精度。间隙过大----凸模刃口附近的剪裂纹较正常间隙时向里错开一段距离，难以与凹模刃口附近的裂纹汇合，冲裁件被撕开，边缘粗糙。间隙过小----凸模刃口附近的剪裂纹较正常间隙时向外错开一段距离，上下裂纹也不能很好重合。只有间隙值控制在合理范围内，上下裂纹才能重合于一线，冲裁断口质量最好。间隙的大小也影响模具的寿命。间隙越小，摩擦越严重，模具的寿命将降低。间隙对卸料力、推件力也有较明显的影响。间隙越大，则卸料力和，推件力越小。

7c=mδ正确选择合理的间隙值对冲裁生产是至关重要的。当冲裁件断面质量要求较高时，应选取较小的间隙值。对冲裁件断面质量无严格要求时，应尽可能加大间隙，以利于提高冲模寿命。单边间隙(c)的合理数值可按下述经验公式计算：8冲孔模：凸模刃口尺寸=工件要求尺寸；凹模刃口尺寸=凸模刃口尺寸+间隙值3.凸凹模刃口尺寸的确定：

落料模：凹模刃口尺寸=工件要求尺寸；凸模刃口尺寸=凹模刃口尺寸-间隙值9按材料种类及厚度选择间隙10

4.冲裁力的计算冲裁力是选用冲床吨位和检验模具强度的一个重要依据。力凸模行程ABCDE＞36KN冲裁过程力的变化如图：AB---弹性变形BC---塑性变形CDE---分离阶段实验条件：

A3板厚：3毫米11平刃冲模的冲裁力计算：估算公式：查图表法：查手册“冲裁力计算图”。

P=kLSτP≈LSσB

5.冲裁件的排样合理排样可提高材料利用率。12131415二.修整修整---利用修整模沿冲裁件外缘或内孔刮削一薄层金属，以切掉普通冲裁时在冲裁件断面上存留的剪裂带和毛刺。

目的在于提高冲裁件的尺寸精度和降低表面粗糙度。1617三.切断切断----用剪刃或冲模将板料沿不封闭轮廓进行分离的工序。如图此外还有切舌等工序。18§2变形工序变形工序----使坯料的一部分相对另一部分产生位移而不破裂的工序。它是许多工序的总称如拉深、弯曲等。一.拉深1.拉深过程1920

2.拉深中的废品图结束拉深件出现拉穿现象与下列因素有关：（1）凸凹模的圆角半径太小；（2）凸凹模的间隙太小或不均；（3）拉深系数太小；（4）润滑不足或不适当。21拉伸模间隙太小！22拉深系数m=d/D太小2324返拉深系数过小时，采用多次拉深并且应安排工序间退火！25

3.毛坯尺寸及拉深力的确定毛坯尺寸确定：毛坯尺寸的确定就是确定拉深件的展开尺寸。其根据是：“在拉深过程中材料厚度不变假说”。因为拉深前后的体积不变，厚度不变，则拉深前后的表面积也不变。在《冲模设计手册》上对各种表面的计算给出了相应的计算方法。263.旋压利用推压杆使坯料产生变形，从而活动与模型形状一致的成品的方法。27拉深力的确定：理论依据：工件的完整性证明了拉深力小于危险断面的破坏力。

P=拉深力+压料力

选设备吨位：拉深力=K（危险断面积×抗拉强度）系数K----按拉深件的形状选取。28二.弯曲弯曲---是坯料的一部分相对于另一部分弯曲成一定曲率或角度的工序。29拉应力压应力30顺着纤维方向弯曲时，易产生破裂。31

三.翻边翻边---是在带孔的平坯料上用扩孔的方法获得凸缘的工序。翻边孔的容许值K=do/d32四.成型成型---利用局部变形使坯料或使半成品改变形状的工序。用橡皮压制筋条用橡皮芯子局部扩径33多工序成型零件1.落料2.三次拉深3.冲孔4.翻边5.冲缺34§3冲模的分类和构造冲模的分类简单模连续模复合模353637凸、凹模做成一体38一、冲压件的形状及尺寸1、对落料件和冲孔件的要求

(1)落料件的外形和冲孔件的孔形应简单、对称尽量用圆形、矩形避免长槽或细长悬臂结构。注意排样，提高利用率。§3.4冲压件的结构工艺性

39(2)冲裁件的结构尺寸（如孔径、孔距）必须考虑材劳的厚度。(3)冲裁件上的直线与直线、曲线与直线的交界处，均用圆弧连接。最小园角半径如表3---3。40设计规范412、对弯曲件的要求曲件形状应尽量对称，弯曲半径大于最小半径。弯曲边H〉2δ，可以先弯好后再切去。为防止孔变形，孔的位置L>1.5~2δ423、对拉深件的要求（1）拉深件外形应简单、对称，深度不宜过大。以便使拉深次数最少，容易成形。（2）拉深件的圆角半径在不增加工艺程序的情况下，最小许可半径按图示。否则必将增加拉深次数和整形工作，也增加模具数量，并容易产生废品和提高成本。43按板厚确定r值