第三章板料冲压

第四章板料冲压板料冲压——是利用冲模使板料产生分离或变形的加工方法，通常在常温下进行，所以又叫冷冲压或板料冲压，简称冲压。只有当板厚超过8~10mm时，才采用热冲压。

板料冲压在航空、运输机械、电器、仪表、国防及日常用品等工业中占有极其重要的地位。板料冲压基本工序：冲压分离变形

剪切

冲裁弯曲拉深翻边落料冲孔板料冲压的特点:

(1)可冲形状复杂的零件，且废料少。操作简单，生产率高。

(2)高精度，低粗糙度。

(3)重量轻，耗材少，强度刚度较好。

(4)冲模成本高,制造复杂.只用于大批大量生产

常用设备：剪床和冲床。基本工序：1、分离工序

:使板料的一部分与另一部分相互分离的工序.2、变形工序:使板料的一部分与另一部分产生位移而不破坏的工序.对冷冲压用原料的要求:

(1)冲压用的金属板必须具有一定的弹性和塑性.(2)厚度均匀

(3)材料表面必须光洁平整．无划痕．无锈斑及其它附着物，断面无分层现象。常用冷冲压的原材料

黑色金属：有普通低碳钢．优质碳素钢和不锈钢

有色金属：紫铜、黄铜、磷铜带材；铝和铝合金板冲压设备

一剪床二冲床冲床传动图电机4→皮带轮→3轴→齿轮2与离合器1→1轴→滑块5带动刀片做上下运动，进行剪切。电动机→飞轮→爪形离合器→曲柄滑块上下移动第一节分离工序

剪切---坯料以不封闭的轮廓线分离.冲裁---坯料按封闭轮廓线分离的工序.冲裁分落料和冲孔一、落料及冲孔（统称冲裁）

落料——落下部分为成品。冲孔——落下部分为废品。1、冲裁变形过程

(1)弹性变形阶段凸模压缩板料，使之产生局部弹性接深和弯曲变形。最终会在工件上呈现出圆角带。圆角带：主要是当凸模刃口刚压入板料时，刃口附近的材料产生弯曲和伸长变形，材料被带进模具间隙的结果。(2)塑性变形阶段

板料中的应力值达到屈服极限，板料金属产生塑性变形，材料被挤入凹模,产生冷变形硬化，在工件剪断面上表现为光亮带。随着变形的进一步加剧,凹凸模刃口处硬化加剧，出现微裂纹。此时冲裁力最大。光亮带：在塑性变形阶段，当刃口切入金属板料后，板料与模具侧面挤压而形成的光亮垂直的断面。断裂带：在断裂阶段形成。是由刃口处产生的微裂纹在拉应力的作用下，不断扩展而形成的撕裂面毛刺：由于在塑性变形阶段后期，凸模和凹模的刃口切入被加工板料一定深度时，使微裂纹的起点在模具侧面距刃尖不远的地方发生，在拉应力的作用下，裂纹加长，材料断裂而产生毛刺。

(3)断裂分离阶段

当冲头继续下压,微裂纹扩展,当上下裂纹重合，板料被剪断分离。分离面粗糙.称为剪裂带.

冲裁件断面质量及影响因素冲裁件断面1、圆角带2、光亮带：表面光滑，断面质量最好；3、剪裂带：表面粗糙，略带斜度；4、毛剌：微裂纹出现时产生，冲头继续下行时被拉长。分离面的质量主要和下列有关：a.凹凸模间隙b.刃口锋利c.模具有关d.材料有关e.板厚有关……二、凸凹模间隙间隙值影响：断面质量，模具寿命，卸料力，推件力，冲裁力，工件尺寸精度间隙过大：边缘粗糙,有毛刺

。光亮带减小，剪切带粗糙，冲裁件边缘翘曲严重，卸料力，推件力小，模具寿命高。间隙过小：光亮带增加，工件质量高，模具寿命小，边缘粗糙。且模具磨损大,冲裁费力

。间隙适中：断面质量最好间隙可按下式计算:

Z=mtt板料厚度，m为系数

m=0.06~0.09低碳钢．纯铁m=0.06~0.1铜、铝合金m=0.06~0.12高碳钢三、凸凹模刃口尺寸确定落料模：凸模尺寸=成品尺寸－Z凹模尺寸＝成品尺寸(落料时,落料尺寸由凹模刃口尺寸决定.)冲孔模：凸模尺寸＝孔径凹模尺寸＝孔径＋Z(冲孔时,冲孔尺寸由凸模刃口尺寸决定.)考虑磨损：

冲模在工作中必然受磨损,落料件尺寸会随凹模刃口的磨损而增大,为提高模具使用寿命,凹模尺寸靠近零件公差范围内的最小尺寸

冲孔时,凸模会磨损,凸模尺寸靠近零件公差范围内的最大尺寸

它是选用冲床吨位和检验模具强度的重要依据.冲裁力计算公式根据客观条件不同可在冲压手册相应表格中查到.五、修正修正---用修整模沿冲裁件外缘或内孔切削一薄层金属.提高冲裁件的尺寸精度和降低表面粗糙度.它的机理与冲裁完全不同,与切削加工相似.四、冲裁力的计算

第二节变形工序

变形工序有：弯曲、拉伸、翻边、成型

一.弯曲变形

弯曲---将毛坯弯成一定角度各种形状的冲压变形工序.

在弯曲结束后,由于弹性变形的恢复,使被弯曲的角度增大,称为弯曲回弹现象.

一般回弹角为0~10°.因此在设计弯曲模时,必须使模具的角度比成品件角度小一个回弹角.

影响回弹值大小因素很多。主要有材料的弹性、板料厚度、弯曲形状、相对弯曲半径、及弯曲力大小等。设计补偿角对工作进行退火增加校正工序设计加强筋弯曲时板料内侧受压,外侧受拉,当拉应力超过极限时会发生弯裂.

防止弯裂:

(1)弯曲的最小半径为rmin=(0.25~1)t

(2)弯曲时尽可能使弯曲线

与坯料的纤维方向垂直.

若弯曲线与纤维方向一致

则容易产生破裂.此时可用

增大最小弯曲半径来避免。二.拉深

拉深---利用冲模使毛坯变形制成开口空心零件的冲压工序.可制成筒形．阶梯形．锥形和半球形．旋转体空心件等。拉深变形过程零件的高度大于1.拉深过程(1)凸缘部分变形区(2)筒壁部分(受拉力,厚度减小)已变形区(3)筒底部分(不变形,只起传递拉力作用)非变形区(4)筒底圆角部分危险区2.拉深工序的影响因素

(1)拉深系数m=d/Dm越小,表明拉伸件直径越小,变形程度越大,坯料拉入凹模越困难。一般m不小于0.5~0.8,材料塑性差取上限，塑性好取下限．工件拉伸件直径d与毛坯板料直径D之比3.

拉穿产生原因：

(1)凸凹模圆角半径太小(2)凸凹模间隙值太小(3)凸凹模润滑作用不佳(４)压板力太大和拉深系数太小起皱产生原因：(1)相对厚度t/D×100＜1.5（ｔ为板厚Ｄ为坯料直径）(2)拉深系数太小措施（1）材料的极限拉深系数若拉深系数过小，可采取多次拉深的工艺m:工件拉伸件直径d与毛坯板料直径D之比m>0.5~0.8多次拉深过程中