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冲压工艺的基础知识和详细介绍


修整后冲裁件公差等级 达IT6~IT7,表面粗糙度 Ra为0.8~1.6μm。
修整工序简图
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。
此外还有切舌(如图所示)、切边、剖切等工序 。
基本工序
分离工序 落料、冲孔 修整 切断 切舌 拉深 翻边 变形工序 弯曲 成型第二节变形工序 Nhomakorabea 第一节
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、切断等的总 称。
一.落料及冲孔(冲裁)
落料是被分离的部分为成品,而周边是废料; 冲孔是被分离的部分为废料,而周边是成品;
1. 冲裁变形过程
弹性变形阶段
塑性变形阶段 断裂分离阶段
弹性变形
塑性变形

图3.3.19
弯曲边高

图3.3.20
带孔弯曲件
③对拉深件的要求:
拉深件外形应简单、对称,且高度不宜太大, 以便减少拉伸次数; 拉深件的最小许可半径如图所示;
• (3)拉深件的要求

拉深件最小允许半径
(2)、改进结构可以简化工艺及节省材料
① 采用冲焊结构。如图所示.
② 采用冲口工艺,以减少组合件数量。
圆筒形零件的拉深
拉深
(2) 拉深中的废品

现场拉裂起皱件
拉裂
起皱
起皱
拉深中常见的废品及防止措施
拉裂 :从拉深过程中可以看到,拉伸件中最危险的部位 是直壁与底部的过渡圆角处,当拉应力超过材料的强度极限 时,此处将被“拉裂”。防止“拉裂”的措施有:
正确选择拉伸系数 凸凹模圆角半径 凸凹模间隙 润滑不足或不适当
当间隙过大时,如图示,断面光面减小, 塌角与斜度增大,形成厚而大的拉长毛 刺,且难以去除,同时冲裁的翘曲现象 严重。外形尺寸缩小,内腔尺寸增大, 模具寿命较高。
当间隙合适时,如图所示,这时光面约 占板厚的1/2~1/3左右,切断面的塌角、 毛刺和斜度均很小。零件的尺寸几乎与 模具一致,完全可以满足使用要求。
5、冲裁件的排样:
排样是指落料件在条料,带料或板料上合理布置的方法 落料件的排样有两种类型:无搭边排样和有搭边排样。 合理排样可提高材料利用率。
不同排样方式材料消耗对比
基本工序
分离工序 落料、冲孔 修整 切断 切舌 拉深 翻边 变形工序 弯曲 成型
二 修整
修整是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,从而提高冲裁件的尺寸精度和降低表面 粗糙度。
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。
③ 在保证使用功能的条件下,应尽量简化构件 结,以减少工序、节省材料.
改进结构和简化工艺
采用焊接件 改进工艺性
图 冲压焊接结构零件

冲口工艺 的应用
八道 工序
改进为
两道 工序
图3.3.24 消音器后盖零件结构 (a)改进前 (b)改进后
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 :使板料(浅的空心件)成 形为空心件(深的空心件),而厚度基 本不变的加工方法成为拉深。
一 拉深
(1)拉深变化过程
拉深过程及变形特点: 拉深过程如图示,其凸模和 凹模有一定的圆角,其间隙一般 稍大于板料厚度。拉深件的底部 一般不变形,厚度基本不变。直 壁厚度有所减小。
落料冲孔复合模
凸、凹模做成一体
6 冲压件的结构工艺性
(1)、冲压件的形状及尺寸:
①对落料件和冲孔件的要求:
落料件的外形和冲孔件的孔形应力求简单、对称; 如图所示; 冲孔的尺寸不能过小,如图所示; 冲裁件上直线与直线、曲线与直线的交接处,应 采用圆弧连接,如图所示; 冲压件排料应以节约材料、降低成本和保证质量 为本,如图所示;
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。
弹性变形
塑性变形
断裂阶段
冲裁
2、凸凹模间隙 凹模间隙c的确定:间隙不能过大,也不能过小。
间隙合适
间隙过大
间隙过小
凸凹模间隙对冲裁件质量的影响
当间隙过小时,如图示,外表尺寸略有 增大,内腔尺寸略有缩小(弹性回复)。 光面宽度增加,塌角、毛刺、斜度等都 有所减小,工件质量较高。
简单冲模
在冲床的一次冲程中只完成一个工序的冲模,称为简单 冲模。模具简单,造价低。
简单冲模
连续冲模(级进模)
冲床的一次冲程中,在模具不同部位上同时完成数道 冲压工序的模具,称为连续模。生产率高,要求定位精度 高。
连续冲模
复合模
冲床的一次冲程中,在模具同一部位上同时完成数道冲压 工序的模具,称为复合模。精度高,模具复杂。
凸凹模的圆角半径:材料为钢的拉深件,取r凹
=10δ,而r凸=(0.6~1)r凹。这两个圆角半径过小, 产品容易拉裂。
凸凹模间隙:一般取Z=(1.1~1.2)δ.
起皱:拉深系数越小,板料的相对厚度越薄越容易起皱
避免起皱的工艺方法
(3) 旋压:用旋压法制作拉深件
二、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。
不合理的落料外形 冲孔件尺寸与厚度 关系
②对弯曲件的要求:
弯曲件形状应尽量对称,弯曲半径不能小于材料允许 的最小弯曲半径,并应考虑材料的纤维方向; 弯曲边过短不易成形,H>2s如图所示; 弯曲带孔件时,为避免孔的变形,应注意孔的位置, L>(1.5—2)s.如图所示 弯曲时有时可事先钻出止裂孔,如图所示; 空心零件不易过高、过深,如图所示;
• 翻边
• 圆孔翻边举例
4、 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
用橡皮芯胀型
多工序成型零件
落料后; 三次拉深; 冲孔; 翻边; 冲缺。
5
冲模的分类和构造
冲模的分类
简 单 模
连 续 模
复 合 模
简单冲模: 在冲床的一次冲程中只完成一个工序的冲模。 连续冲模: 在冲床的一次冲程中,在模具的不同部位同时完 成数道工序的模具。 复合冲模: 在冲床的一次冲程中,在模具的同一部位同时完 成数道工序的模具。
落料凹模基本尺寸应取 工件尺寸公差范围内的 较小的尺寸。
冲孔凸模基本尺寸应取 工件尺寸公差范围内的 较大尺寸。
4、冲裁力的计算:
平刃冲模的冲裁力按下式计算: P = KLsτ 式中:P冲裁力,N ; L冲裁周边长(mm); s坯料厚度(mm); K系数,常取1.3; τ 材料抗剪强度(MPa),取τ =0.8σ b。
板料冲压具有如下特点:
① 可以冲压出形状相对复杂的零件,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。 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。
基本工序
分离工序 落料、冲孔 修整 切断 切舌 拉深 翻边 变形工序 弯曲 成型
按材料种类及厚度 选择间隙
3、 凸凹模刃口尺寸的确定:
落料模:取凹模作为设计基准 凹模刃口尺寸 = 工件要求尺寸(小尺寸); 凸模刃口尺寸 = 凹模刃口尺寸 - 间隙值
冲孔模:取凸模作为设计基准 凸模刃口尺寸 = 工件要求尺寸(大尺寸); 凹模刃口尺寸 = 凸模刃口尺寸 + 间隙值
落料件尺寸随凹模刃口磨损而增大,冲孔件尺寸随凸 模磨损而减小,所以
正确选择拉深系数
拉深件直径d与坯料直径D的比值称为拉深系数, 用m表示,即m = d/D。 拉深系数不小于0.5~0.8。坯料的塑性差取上限值, 塑性好取下限值。
如果拉深系数过小,不能一次拉深 成形时,则可采用多次拉深工艺。 第一次拉深系数 m1 = d1/D 第二次拉深系数 m2 = d2/d1 第几次拉深系数 mn = dn/dn-1 总的拉深系数 m = m1×m2×mn
压应力
拉应力
二、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。
回弹现象——由于弹性变形的恢复,坯料略微弹回一点, 使被弯曲的角度增大。一般回弹角为0~10°
回弹
弯曲时还应尽可能使弯曲线与坯料纤维方向垂直。
与坯料纤维方向垂直
3 翻边
翻边是在坯料的平面部分或曲面部分上使板料沿一定的 曲率翻成竖立边缘的冲压成型方法。内孔翻边和外缘翻边。 翻边孔的容许值 K=do / d
间隙小
间隙适中
间隙大
2、凸凹模间隙 凹模间隙c的确定:间隙不能过大,也不能过小。
c = mδ
c——单边间隙值 δ——板料厚度,mm m——与材料性能及厚度有关的系数
低碳钢、纯铁 :m=0.06~0.09
铜、铝合金: m=0.06~0.1 高碳钢: m=0.08~0.01 料厚δ>3mm时,m适当放大。
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