锻压4-板料冲压

1、l金属塑性加工的基本方法之一金属塑性加工的基本方法之一l通过装在压力机上的模具对板料施压，通过装在压力机上的模具对板料施压，使之产生分离或变形，从而获得一定形使之产生分离或变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件或毛坯状、尺寸和性能的零件或毛坯冷冲压和热冲压冷冲压和热冲压 l可制造其它加工方法难以加工或无法加工的形可制造其它加工方法难以加工或无法加工的形状复杂薄壁零件；状复杂薄壁零件；l 冲压件尺寸精度高，表面光洁，质量稳定，互冲压件尺寸精度高，表面光洁，质量稳定，互换性好，一般不再进行机械加工即可装配使用；换性好，一般不再进行机械加工即可装配使用；l 生产率高，操作简便，成本低，工艺过程易实

2、生产率高，操作简便，成本低，工艺过程易实现机械化和自动化；现机械化和自动化；l 可利用加工硬化提高零件的力学性能可利用加工硬化提高零件的力学性能l冲压模具结构较复杂，加工精度要求高，制造冲压模具结构较复杂，加工精度要求高，制造费用大，因此板料冲压加工适用于大批量生产。费用大，因此板料冲压加工适用于大批量生产。 l原材料：必须具有足够的塑性原材料：必须具有足够的塑性金属板料：低碳钢、高塑性的合金钢、不锈金属板料：低碳钢、高塑性的合金钢、不锈钢、铜、铝、镁及其合金等。钢、铜、铝、镁及其合金等。非金属材料：石棉板、硬橡胶、皮革、绝缘非金属材料：石棉板、硬橡胶、皮革、绝缘纸、纤维板等纸、纤维板等应用应

3、用:在现代汽车、家用电器、仪器仪表、飞在现代汽车、家用电器、仪器仪表、飞机、导弹及日用品生产中占有主要地位机、导弹及日用品生产中占有主要地位.l分离工序分离工序 Cutting Process :使冲压件与板使冲压件与板料沿一定的轮廓线相互分离的工序。包料沿一定的轮廓线相互分离的工序。包括括:冲裁冲裁(落料与冲孔）落料与冲孔）.l成形工序成形工序 Forming Process：除分离工序：除分离工序外，使坯料塑性变形，获得所需要形状、外，使坯料塑性变形，获得所需要形状、尺寸的制件的冲压工序。包括尺寸的制件的冲压工序。包括:弯曲、拉弯曲、拉深和成形深和成形.l使板料沿封闭轮廓线分离的工序，包括

4、使板料沿封闭轮廓线分离的工序，包括落料与冲孔。落料与冲孔。 落料落料 Blanking：得到冲压件上的孔：得到冲压件上的孔 冲孔冲孔 Punching ：得到片状冲压件的外形：得到片状冲压件的外形 l受力：纵向压力、横向挤压力、摩擦力受力：纵向压力、横向挤压力、摩擦力l变形：剪切外，还有拉伸、弯曲和横向挤压等变形变形：剪切外，还有拉伸、弯曲和横向挤压等变形l圆角带圆角带Rolloverl光亮带光亮带Burnish Zonel断裂带断裂带fracturel毛刺毛刺burrl指凸、凹模刃口同位尺寸之缝隙的距离，指凸、凹模刃口同位尺寸之缝隙的距离，用用c表示单面间隙表示单面间隙 对冲裁过程及冲裁件断

5、面质量具有重要影响对冲裁过程及冲裁件断面质量具有重要影响 还影响到模具寿命和冲裁力的大小还影响到模具寿命和冲裁力的大小 l间隙合理时，上下剪裂纹会基本重合，获得工间隙合理时，上下剪裂纹会基本重合，获得工件断面较光洁，毛刺最小。合理冲裁单面间隙件断面较光洁，毛刺最小。合理冲裁单面间隙间隙值间隙值 C= m t t ：冲裁板料厚度，：冲裁板料厚度，mm； m：与材料性能及板厚有关的系数，通常（：与材料性能及板厚有关的系数，通常（38）%， l间隙过小，上下剪裂纹向外错开，在冲裁件断间隙过小，上下剪裂纹向外错开，在冲裁件断面上会形成毛刺和迭层；面上会形成毛刺和迭层；l间隙过大，材料中拉应力增大，塑性

6、变形阶段间隙过大，材料中拉应力增大，塑性变形阶段过早结束，裂纹向里错开，不仅光亮带小，毛过早结束，裂纹向里错开，不仅光亮带小，毛刺和剪裂带均较大刺和剪裂带均较大 凸模凸模 Punch 凹模凹模 Die模具间隙模具间隙 Die Clearancel为选择冲压设备和设计模具提供依据为选择冲压设备和设计模具提供依据 l平刃冲裁力按下式计算：平刃冲裁力按下式计算： P =KLtLtbP 冲裁力，冲裁力，N；L 冲裁周边长度，冲裁周边长度，mm；t 板料厚度，板料厚度，mm；材料抗剪强度，材料抗剪强度，MPa；b材料抗拉强度，材料抗拉强度，MPa； K安全系数，一般取安全系数，一般取K=1.3。 l利用

7、模具或其它工具将坯料一部分相对另一部利用模具或其它工具将坯料一部分相对另一部分弯曲成一定的角度和圆弧的变形工序。分弯曲成一定的角度和圆弧的变形工序。 l变形区：变形区：外层：受切向拉力作用，发生伸长变形。为外层：受切向拉力作用，发生伸长变形。为最危险部位。最危险部位。内层：受切向压力作用，发生压缩变形内层：受切向压力作用，发生压缩变形中性层中性层Neutral Line：切向应力或切向应变：切向应力或切向应变为零，位于板料中心部位为零，位于板料中心部位l相对弯曲半径（相对弯曲半径（r/t） ：表示弯曲变形程：表示弯曲变形程度度坯料越厚，弯曲半径越小，其变形程度越大。坯料越厚，弯曲半径越小，其变

8、形程度越大。最小相对弯曲半径最小相对弯曲半径rmin/t （0.251.0）。）。材料塑性好，相对弯曲半径可小些。材料塑性好，相对弯曲半径可小些。 l回弹回弹 Spring Back：当外力去掉后，塑性变形当外力去掉后，塑性变形保留下来，而弹性变形部分则恢复，从而使坯保留下来，而弹性变形部分则恢复，从而使坯料产生与弯曲变形方向相反的变形。回弹角料产生与弯曲变形方向相反的变形。回弹角(0(0 10)10)0 0影响因素：材料的力学性能、板料厚度、弯曲形状、影响因素：材料的力学性能、板料厚度、弯曲形状、相对弯曲半径以及弯曲力的大小等。相对弯曲半径以及弯曲力的大小等。 措施：措施：l利用回弹规律，在

9、设计弯曲模时，使模具角度与工件角度利用回弹规律，在设计弯曲模时，使模具角度与工件角度差一个回弹角。差一个回弹角。 l校正校正 l利用模具将已落料的平面板坯压制成各利用模具将已落料的平面板坯压制成各种开口空心零件，或将已制成的开口空种开口空心零件，或将已制成的开口空心件毛坯，制成其他形状空心零件的一心件毛坯，制成其他形状空心零件的一种变形工艺，又称拉延。种变形工艺，又称拉延。 l变形过程：变形过程：凸模底部金属不变形凸模底部金属不变形底部以外环形部分变形后形成侧壁底部以外环形部分变形后形成侧壁l应力分布应力分布底部：径向和切向拉应力底部：径向和切向拉应力侧壁：单向轴向拉应力侧壁：单向轴向拉应力环

10、形区：径向拉应力和切向压应力环形区：径向拉应力和切向压应力l壁厚变化壁厚变化侧壁上部壁厚最大侧壁上部壁厚最大靠近底部圆角附近壁厚最小，最易破裂靠近底部圆角附近壁厚最小，最易破裂l主要缺陷：主要缺陷：起皱起皱 Wrinkles：凸缘区凸缘区 ，切向压应力最大切向压应力最大 拉裂：筒形件底部圆角附近。该区加工硬化拉裂：筒形件底部圆角附近。该区加工硬化程度最小，且壁厚减薄最严重。程度最小，且壁厚减薄最严重。 l防止措施防止措施限制拉深系数限制拉深系数Drawing Coefficience：m =d / D0 d 拉深后的工件直径，拉深后的工件直径，mm； D0拉深前坯料直径，拉深前坯料直径，mm。

11、 极限拉伸系数：保证危险面不被拉裂的拉深系数的最极限拉伸系数：保证危险面不被拉裂的拉深系数的最小值小值拉深凸、凹模工作部分必须作成圆角拉深凸、凹模工作部分必须作成圆角l凹模圆角半径凹模圆角半径Rd =（520）tl凸模圆角半径凸模圆角半径RPRd 控制凸模和凹模之间的间隙控制凸模和凹模之间的间隙C=（1.11.5）t 采用有压边圈进行拉深采用有压边圈进行拉深采用润滑，以降低拉深件壁部的拉应采用润滑，以降低拉深件壁部的拉应力，提高模具寿命。力，提高模具寿命。 l使板料或半成品改变局部形状的工序。使板料或半成品改变局部形状的工序。(2)胀形胀形 Bulging：胀形是利用局部变形使：胀形是利用局部变形使半成品部分内径胀大的冲压成形工艺半成品部分内径胀大的冲压成形工艺 (3)起伏起伏Raising，Embo