3-3.4 锻件结构工艺性、板料冲压.ppt

1、3 锻件的结构工艺性,从锻造工艺的角度分析锻件结构的合理性称为锻件的结构工艺性。若锻件结构设计不合理，则有可能使锻造困难或无法锻造。,一、锻造的基本工艺特点,锻造是塑性成形，固态金属的流动能力差，对复杂件的允许程度不如铸件。 锻件金属的晶粒的细化，因而使金属的力学性能得到了提高。 不同锻造方法，适应的锻件复杂程度各不相同。 如果锻件太薄，锻造时冷却过快和难变形锥区的重合，使可锻性变差。,二、自由锻锻件工艺性原则,根据锻造工艺特点设计自由锻件与模锻件需遵循的原则，表3-5，表3-6。,避免锥面或斜面结构,斜面难以锻出，应避免锥面或斜面结构。,筋板,难以锻出带筋的部位。去掉加强筋，适当增加壁厚。,

2、过渡圆角、截交线,无法锻出圆柱与其它面截交所形成的曲线，改为圆柱与平面相交,相贯线,无法锻出圆柱与其它面相贯所形成的曲线，改为圆柱与平面相交。,减少内部凸起、避免凸台,避免叉形件的内部凸起。 避免凸台。,三、模锻的锻件结构工艺性,模锻件的结构除了与使用性能要求有关外，还与模型锻造时的工艺特点有关。 模锻件的结构要利于模锻工艺的实施，并且要有较高的生产效率。 模锻件的结构工艺性如表3-4所示。,截面避免过于悬殊,力求结构简单、对称，避免截面过于悬殊,薄壁和高筋,薄壁和高筋结构的冷却较快，使易于使变形不均匀。 过扁的结构，锻造时难变形锥重合，变形困难。,组合锻焊件,结构复杂的模锻件可以分段模锻，然

3、后再焊接在一起，即锻焊组合。,锻造圆角、斜度,结构能够有合理的分模面，应有锻造圆角、斜度。 直径小于20mm的孔一般不锻出。,4 板料冲压技术,定义：利用模具对金属板料加压，使之产生变形或分离，从而获得零件或毛坯的方法。一般常温、薄板。-冷冲压 特点:坯料必须具有高塑性和低塑性变形抗力； 可冲制形状复杂的零件且废料少，冲压件质量轻，强度好； 尺寸精度高，一般不需进一步加工即可使用。 生产率高，操作简单。,板料冲压设备,剪床：剪板机，将板料按要求切成一定宽度的条料，供下一步冲压用。 冲床：曲柄压力机，是冲压成形的基本设备，可用于切断、冲孔、落料、弯曲、拉深等。,板料冲压工序,分离工序、变形工序

4、一、分离工序（冲裁工序） 定义：使冲压件与板料沿所要求的轮廓线相分离的工序。eg: 落料、冲孔、切断、修整等。 落料与冲孔：将板料沿封闭轮廓进行分离，获得平整零件的分离工序。 同：冲模结构、板料的变形过程 异：目的不同。落下部分为零件称落料。落下部分为废料称冲孔。,图3-19 落料(a)与冲孔(b),切断：将板料沿不封闭曲线或直线切下的方法。 修整：利用修整模具沿冲裁件外缘或内孔刮削一薄层金属，切掉冲裁件断面上存留的剪裂带和毛刺。用于提高尺寸精度。,冲裁的变形与分离过程,在凹凸模之间进行的冲裁过程要经过弹性变形、塑性变形和断裂分离三阶段。随变形量增加，金属加工硬化及位于凹凸模刃口处的金属产生应

5、力集中而出现裂纹，并逐渐扩展，相互汇合，实现板料与工件的分离。（图3-20）,二、变形工序（成形工序）,定义：利用模具使板料的一部分相对于另一部分产生位移而又不破裂的工序。 eg: 弯曲、拉深、翻边、成型等。,1. 弯曲,定义：将板料的一部分相对于另一部分弯成一定角度或形状的冲压工序。 弯曲过程：图3-22 材料内侧受压，外侧受拉， 当拉应力超过材料的抗拉 强度极限时就要破裂。,弯曲半径：rmin(0.251.0)。若材料塑性较大，可适当取小值。 回弹：弯曲后弹性变形消失，工件略有回弹，使弯曲角度增大。一般回弹角010，模具角度一般比弯曲成品的角度小一个回弹角。,2. 拉深,定义：利用模具将平

6、板坯料变成一端开口空心零件的成形工序。 适用：生产各种空心形状的日用品。 拉深过程：在凸模作用下，板料产生塑性变形，被拉入凹凸模的间隙中形成空心件。图3-24,拉深缺陷与预防,褶皱：拉深过程中材料凸缘和凸模圆角部位变形最大，凸缘部分受压力过大时会发生褶皱。坯料越薄，拉深深度越大，越易发生。 防止：模具上加压边圈,拉深缺陷与预防,拉穿：拉深过程中板料在凸模圆角处被拉裂，产生废品。,拉深缺陷与预防,防止措施：凹凸模工作部分必须做成一定的圆角，且不可锋利。（与冲裁模的区别：目的不同） 凹凸模之间间隙要合适。约（1.11.2） 控制合适的拉深系数m=d拉深后/d拉深前，多次拉深穿插退火。 保证良好润滑

7、，使用润滑剂。,3. 起 伏,对坯料进行较浅的变形，是在板坯或制品表面上形成局部凹下与凸起的成形方法。 适用：冲压加强筋和花纹等。,4. 翻 边,定义：将带孔的板料上用扩孔的方法获得凸缘的工序。用于增加工件的 强度或美观性。 翻边系数： k=翻边前孔径d/翻边后孔径D K ，变形量,5. 胀形与旋压,胀形：利用弹性物质作为成形凸模，板料在胀形作用下得到扩张而沿凹模成形的方法。 旋压：在专门的旋压机上制造数量较少的空心回转体。冲裁的板料固定在旋压机上，旋转时旋压滚轮迫使板料沿模型产生塑性变形，得到与胎具相同的中空件。 生产率低，模具结构简单，适于小批拉深件的生产。,三、冲压模具,1、简单模 一次

8、行程中，只能完成一道工序 (如冲孔、弯曲、拉深等)。 模具的结构简单、生产效率低。,2、连续模,一次行程中，在不同工位上同时完成两个以上的工序。 重复定位使冲压件的精度较低，效率高。,3、复合模,一次行程中，在同一个工位上完成两个以上的工序。 冲压件的精度高，生产率高。但模具的结构复杂，模具成本高。 适于批量大、精度要求高的冲压件。,四、冲压件的结构工艺性 目的：设计出结构简单，材料利用率高，模具简单的冲压件。设计时应遵循的原则：表3-8,1、外形、孔、槽,冲裁件的形状要尽量简单、对称，凸凹部位不能过深和太狭窄；孔间距或孔离边沿不宜太近。,2、充分利用材料,冲裁件的外形要利于充分利用材料,3、弯曲半径和弯曲方向,弯曲件的弯曲半径不要小于“最小弯曲半径”； 弯曲时的弯曲轴线应垂直于坯料的纤维方向。,4、带孔弯曲,弯曲带孔