冲压工艺学之汽车模具讲义课件

冲压工艺学之汽车模具冲压工艺概述

简介冲压加工是借助常规或专用冲压设备，使金属板料在模具中加工变形，从而获得一定形状，尺寸和性能的产品零件的生产技术。冲压加工三要素：板料模具设备产品模具设备板料人图1冲压加工要素冲压工艺分类按变形性质可分为：分离工序：材料在外力作用下，产生剪切而分离得到要求的零件。包括落料，切边，冲孔（切口）等。成形工序：板料在外力作用下发生塑性变形得到要求的零件。包括拉深，翻边，整形，弯曲，胀形等。拉深变形特点拉深是利用拉深模将板料压制成为各种开口空心零件的冲压加工方法。拉深也叫拉延。拉深成形特征：拉深凸耳被凸模拉入凹模而形成直壁凹、凸模无锋利刃口（rp,rd圆角）拉深间隙一般稍大于材料原始厚度。拉深变形分析法兰部分——主变形区凹模圆角部分——过渡区直壁部分——传力区凸模圆角——过渡区（危险断面）桶底部分——小变形区12354拉深成形缺陷及防止起皱

拉深时法兰部分受压应力作用，当压应力超过材料临界压应力时，该区域就会压缩失稳而弯曲拱起，继而起皱。起皱使变形拉应力迅速增大，容易使材料拉裂；同时，皱纹留在零件上，影响零件质量；此外，起皱导致模具的剧烈磨损，使模具寿命大大降低。起皱预防：增加压边圈，强迫材料在间隙中流动，避免失稳的发生拉深成形缺陷及防止拉裂

在靠近凸模圆角和靠近凹模圆角的直壁处存在板料变薄的二个极小值点，材料容易在此位置拉裂，即“危险断面”。拉裂预防根据材料成形性能，采用合适的压边力和拉深比；改善润滑条件；合理设计模具工作部分形状；采用性能好的材料等。拉深成形缺陷及防止加工硬化概念：加工硬化对冲压工艺的影响。加工硬化对板料成形既有不利的一面，也有有利的一面。要合理设计工艺，充分利用加工硬化现象。

拉深的关键工艺要素材料板料基体材料的力学性能，镀层，厚度公差的异常波动都会对拉深成形产生很大的影响。在比批量生产时这点尤其明显。润滑条件拉深成形时存在材料的流动，摩擦会对材料的流动产生很大影响，因此，适当的润滑条件是成形的一个重要因素。拉深的关键工艺要素压边力及压边间隙压边力可控制摩擦力大小，可有效地防止起皱，控制压边力是控制拉深工艺的一种主要方法。压边间隙与压边力作用类似。模具结构通过合理的模具工艺结构设计，增加或减少局部材料的变形量，或控制材料的流动阻力，引导材料的流动，使各区域变形充分，均匀，避免开裂或起皱。弯曲变形形特点弯曲过程程中，变变形程度度随弯曲曲力矩增增大而增增大，当当达到一一定的值值后，材材料内外外表面先先达到屈屈服而开开始塑性性变形，，并由表表面开始始向板料料中心扩扩展。工件分为为直边和和圆角二二部分。。变形区域域变形不不均匀。。外层区区域为拉拉伸变形形，内层层为压缩缩变形；；中间的的中性层层纤维长长度保持持不变。。弯曲现象象：回弹弯裂变形区变变薄长度增加加中性层内变形区区外变形区区rt弯曲回弹弹概念：在外力作作用下，，板料的的弯曲由由弹性变变形与塑塑性变形形二部分分组成。。外力去去料后，，弹性变变形回复复，零件件从模具具中取出出后，导导致零件件弯曲半半径与模模具弯曲曲半径不不一致影响弯曲曲回弹因因素材料力学学性能。。回弹量量与材料料屈服强强度、硬硬化指数数成正比比，与材材料弹性性模量成成反比。。相对弯曲曲半径（（r/t）。r/t越大大，回弹弹量越大大。弯曲角。。弯曲曲角越大大，回弹弹量越大大。工件形状状。减少弯曲曲回弹的的措施改进弯曲曲件局部部结构及及选用合合适的材材料。采用工艺艺补偿法法。拉弯法。。翻边工艺艺定义：缘曲线或或直线将将薄板坯坯料上预预制孔边边部窄带带区域的的材料弯弯折成竖竖边的塑塑性加工工方法。。翻边包包括圆孔孔翻边，，外缘翻翻边等。。翻边力学学特征：：压边圈下下为不变变形区冲头下方方为主变变形区翻边的凸凸模与凹凹模过渡渡都相对对平滑，，无锋利利的刃口口。图一翻翻边示示意图胀形定义：胀形是利利用模具具使板料料拉伸变变薄局部部表面积积增大以以获得零零件的加加工方法法。胀形的塑塑性变形形局限于于与凸模模接触部部分，变变形区材材料受双双向拉应应力作用用，板料料厚度变变薄。胀形的失失效模式式：胀形形破裂。。实例：车车顶成形形。图二胀胀形形示意图图整形概念：对已经相相当接近近成品零零件要求求的冲压压加工件件，或者者某些局局部未达达到成品品要求的的零件采采用最后后一道冲冲压工序序，使其其产生不不大的塑塑性变形形，从而而提高零零件形状状和尺寸寸精度的的加工方方法。冲裁工艺艺概述冲裁定义义:利用用模具使使板料分分离；包包括落料料，冲孔孔，切口口，切边边，修整整等。冲裁主变变形区：：凹凸模模间隙区区域材料料冲裁变形形过程分分析：弹性变形形阶段，，即最初初小变形形阶段塑像变形形阶段，，即塑性性剪切变变形。断裂分离离阶段变形分解解图冲裁件质质量及影影响因素素冲裁断面面分析1）毛毛刺区区2）断断裂带带3）光光亮带带4）圆圆角带带冲压件件尺寸寸：小的部部分等等于凸凸模尺尺寸。。大的的部分分等于于凹模模尺寸寸质量影影响因因素：：模具间间隙材料性性能刀口钝钝利情情况模具设设备的的导向向情况况冲压基基本变变形--拉深、、胀形形拉深胀形冲压基基本变变形--翻边、、弯曲