锻 压板料冲压

锻压板料冲压第1页，共33页，2023年，2月20日，星期四板料冲压的特点及应用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；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；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；可利用加工硬化提高零件的力学性能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。第2页，共33页，2023年，2月20日，星期四板料冲压的原材料及应用原材料：必须具有足够的塑性金属板料：低碳钢、高塑性的合金钢、不锈钢、铜、铝、镁及其合金等。非金属材料：石棉板、硬橡胶、皮革、绝缘纸、纤维板等应用: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.第3页，共33页，2023年，2月20日，星期四二、板料冲压的基本工序分离工序CuttingProcess:使冲压件与板料沿一定的轮廓线相互分离的工序。包括:冲裁(落料与冲孔）.成形工序FormingProcess：除分离工序外，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:弯曲、拉深和成形.第4页，共33页，2023年，2月20日，星期四1.冲裁Blanking使板料沿封闭轮廓线分离的工序，包括落料与冲孔。落料Blanking：得到冲压件上的孔冲孔Punching：得到片状冲压件的外形第5页，共33页，2023年，2月20日，星期四(1)冲裁变形过程受力：纵向压力、横向挤压力、摩擦力变形：剪切外，还有拉伸、弯曲和横向挤压等变形第6页，共33页，2023年，2月20日，星期四冲裁断面的质量圆角带Rollover光亮带BurnishZone断裂带fracture毛刺burr第7页，共33页，2023年，2月20日，星期四(2)冲裁间隙指凸、凹模刃口同位尺寸之缝隙的距离，用c表示单面间隙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第8页，共33页，2023年，2月20日，星期四冲裁间隙的确定第9页，共33页，2023年，2月20日，星期四间隙合理时，上下剪裂纹会基本重合，获得工件断面较光洁，毛刺最小。合理冲裁单面间隙间隙值

C=mt

t：冲裁板料厚度，mm；

m：与材料性能及板厚有关的系数，通常（3~8）%，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；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，毛刺和剪裂带均较大第10页，共33页，2023年，2月20日，星期四第11页，共33页，2023年，2月20日，星期四第12页，共33页，2023年，2月20日，星期四(3)凸、凹模刃口尺寸的确定凸模Punch凹模Die模具间隙DieClearance第13页，共33页，2023年，2月20日，星期四(4)冲裁力的计算为选择冲压设备和设计模具提供依据平刃冲裁力按下式计算：

P=KLtτ≈LtσbP——冲裁力，N；L——冲裁周边长度，mm；t——板料厚度，mm；τ——材料抗剪强度，MPa；σb———材料抗拉强度，MPa；

K——安全系数，一般取K=1.3。第14页，共33页，2023年，2月20日，星期四2.弯曲Bending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。第15页，共33页，2023年，2月20日，星期四弯曲时受力分析变形区：外层：受切向拉力作用，发生伸长变形。为最危险部位。内层：受切向压力作用，发生压缩变形中性层NeutralLine：切向应力或切向应变为零，位于板料中心部位第16页，共33页，2023年，2月20日，星期四为避免造成板料的破裂:相对弯曲半径（r/t）：表示弯曲变形程度坯料越厚，弯曲半径越小，其变形程度越大。最小相对弯曲半径rmin/t≥（0.25~1.0）。材料塑性好，相对弯曲半径可小些。第17页，共33页，2023年，2月20日，星期四弯曲时的回弹现象回弹SpringBack：当外力去掉后，塑性变形保留下来，而弹性变形部分则恢复，从而使坯料产生与弯曲变形方向相反的变形。回弹角(0～

10)0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。措施：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。校正第18页，共33页，2023年，2月20日，星期四3.拉深Drawing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。

第19页，共33页，2023年，2月20日，星期四(1)拉深过程

第20页，共33页，2023年，2月20日，星期四变形过程：凸模底部金属不变形底部以外环形部分变形后形成侧壁应力分布底部：径向和切向拉应力侧壁：单向轴向拉应力环形区：径向拉应力和切向压应力壁厚变化侧壁上部壁厚最大靠近底部圆角附近壁厚最小，最易破裂第21页，共33页，2023年，2月20日，星期四(2)拉深件的主要质量问题

主要缺陷：起皱Wrinkles：凸缘区，切向压应力最大

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。

第22页，共33页，2023年，2月20日，星期四防止措施限制拉深系数DrawingCoefficience：m=d/D0d—拉深后的工件直径，mm；

D0—拉深前坯料直径，mm。

极限拉伸系数：保证危险面不被拉裂的拉深系数的最小值第23页，共33页，2023年，2月20日，星期四多次拉伸的拉伸系数为：M=M1*M2*M3*……….第24页，共33页，2023年，2月20日，星期四拉深凸、凹模工作部分必须作成圆角凹模圆角半径Rd=（5~20）t凸模圆角半径RP≤Rd

控制凸模和凹模之间的间隙C=（1.1~1.5）t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力，提高模具寿命。

第25页，共33页，2023年，2月20日，星期四4.成形Forming使板料或半成品改变局部形状的工序。第26页，共33页，2023年，2月20日，星期四(1)翻边Flanging：将工件的内孔或外缘翻成竖立边缘的冲压工序。第27页，共33页，2023年，2月20日，星期四第28页，共33页，2023年，2月20日，星期四(2)胀形Bulging：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第29页，共33页，2023年，2月20日，星期四第30页，共33页，2023年，2月20日，星期四第31页，共33页，2023年，2月20日，星期四(3)起伏Raising，Embossing：利用局部变形使坯料压制