冲压基础知识

第一章冷冲压概论1.冲压〔冷态〕下进展，又称冷冲压。主要用于加工板料，又称板料冲压。2.冲压三要素：冲床、模具、原材料。冷冲压根本工序及模具冲压工序根本工序：冲孔、落料、切断、切口、切边、剖切、整修等。精度要求的零件。根本工序：弯曲、拉深、成形、冷挤压等。模具单工序模：在冲压的一次行程过程中，只能完成一个冲压工序的模具。上冲压工序的模具。3〕复合模：在冲压的一次行程过程中，在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。复合冲压模有正装式和倒装式两种构造。其中正装式是凸凹模置于上模局部，倒装式则是凸凹模置于下模局部。常见冲压工序及相应模具分别工序冲孔：用冲孔模沿封闭轮廓冲裁工件或毛坯，冲下局部为废料。落料：用落料模沿封闭轮廓冲裁板料或条料，冲下局部为制件。切断：用剪刃或模具切断板料或条料的局部周边，并使其分别。生弯曲。切边：用切边模将坯件边缘的多余材料冲切下来。剖切：用剖切模将坯件(弯曲件或拉深件)剖成两局部或几局部。尺寸。塑性变形工序弯曲：把平面毛坯料制成具有确定角度和尺寸要求的一种塑性成形工艺。压弯：用弯曲模将平板(或丝料、杆件)毛坯压弯成确定尺寸和角度，或将已弯件作进一步弯曲。卷边：用卷边模将条料端部按确定半径卷成圆形。扭弯：用扭曲模将平板毛坯的一局部相对另一局部扭转成确定的角度。拉深：将确定外形的平板毛坯通过拉深模冲压成各种外形的开口空心件；方法。变薄拉深：用变薄拉深模减小空心件毛坯的直径与壁厚，以得到底厚大于壁厚的空心件。成形：通过板料的局部变形来转变毛坯的外形和尺寸的工序的总称。法。翻边：指利用模具将工件上的孔边缘或外缘边缘翻成直立的直边的冲压工序。整形：利用模具将弯曲或拉深件局部或整体产生不大的塑性变形的冲压工序。校平：指利用模具将有拱弯、翘曲的平板制件压平的冲压工序。2.3冲裁工艺方案制定对多种方案进展分析比较，得出较佳方案。级进工艺复合工艺 一副复合模一次冲裁完成。分析比较：以得到保证，且所占用设备及工人较多，生产效率低级进工序工艺：制件内外形位置精度较易得到保证，易于实现自动化生产，生产效率高，但模具构造较简洁，制造本钱较高。制造困难。2.4.2 搭边搭边：指冲裁时制件与制件之间、制件与条料边缘之间的余料。搭边的作用能够补偿定位误差，保证冲出合格的制件；能保持条料具有确定的刚性，便于送料；3〕能起到保护模具的作用。搭边值的选取冲裁间隙影响的因素1〕冲裁件断面光亮带：在材料被挤入凹模(或凸模挤入材料)时所形成。间隙适中时可获得较大光亮带。塌角带：由冲裁开头时材料的塑性变形形成。间隙愈大，则塌角愈大。断裂带愈大，但间隙过小，则会造成两次断裂，形成两个断裂带。毛刺愈长。2〕冲裁件尺寸精度间隙过大，材料产生拉伸弹性变形，使制件的外形尺寸小于凹模尺寸，内形尺寸大于凸模尺寸；间隙过小，材料产生压缩弹性变形，使制件的外形尺寸大于凹模尺寸，内形尺寸小于凸模尺寸。3〕冲压力间隙的增大，将使冲压力有所减小。4〕模具寿命过小的间隙对模具寿命极为不利。合理间隙值确定的原则、降低冲压力角度动身，一般承受较大间隙。当冲裁件尺寸精度要求较高，或对断面质量有较高要求时，应选择较小的间隙。冲裁过程中凸、凹模的磨损将使间隙增大，因此，设计时应按所选间隙类别中的最小间隙值来计算刃口尺寸。冲压定位方式冲压定位零件定位零件的作用〔1〕定距：在送料方向上把握送料的进距； 〔2〕导向：保证板料沿送料方向正确送进。定位零件的构造形式定位板与定位销轮廓的位置精度的要求。定位板选择原则：定位板便于取放工件，操作安全；外形不对称工件，定位板须有方向性；需多道冲压工序完成的工件，定位板取同一个定位基准。挡料销2-3个工位的简洁级进模有时也用。固定挡料销活动挡料销活动挡料销通常安装在倒装落料模或倒装复合模的弹压卸料板上。可调式活动挡料销软材料的冲裁。送料过程为一推一拉。始用挡料销挡料装置。不适用于多工位的级进模。导料销用于毛坯以外形定位，多用于有弹压卸料板的单工序模和复合模。导料板〔导尺〕在固定卸料式冲模和级进模中起导向作用。分别式导料板 整体式导料板有侧压导料板消退条料的宽度误差造成的工件尺寸精度降低。当板厚小于0.3mm或自动送料时，不宜承受有侧压导料板。侧刃以切去条料旁侧少量材料来限定送料进距，送料精度及生产效率高。侧刃构造长方形侧刃送进。成形侧刃〔燕尾形刃口〕0.5mm以下，定位精度较高的冲裁。尖角形侧刃与弹簧挡料销协作使用，节约材料，但操作麻烦，生产效率低，不常承受，只在冲裁贵重金属时使用。承受侧刃的条件：2〕料厚较薄〔t<0.5mm〕3〕成形侧刃成形工件侧边外形导正销〔导头〕距误差，起到准确定位的作用。导正销在凸模上的固定形式设置工艺孔，供导正销导正条料。冲压定位方式使用原则1〕2〕位元件的原则；〔4〕在保证精度、满足生产类型的前提下，尽量提高材料利用率。定位方式以导料销、挡料销组合定位精度要求不高的场合。率低，生产效率低。以临时挡料销、挡料销和导料板组合定位于三工位以下的级进模。料利用率较低，生产效率低。以临时挡料销、挡料销、导正销和导料板组合定位导料板导向。一般用于三工位以下的级进模。料利用率较低，生产效率低。以侧刃和导料板组合定位以侧刃定距，以导料板导向，一般适用于三工位以下的级进模。低。以侧刃、导正销和导料板组合定位以侧刃定距，以导正销作精定距，以导料板导向。适用于多工位级进模。2.7.1 常用卸料、出件及压料零、部件形式：刚性卸料板和弹压卸料板。1〕刚性卸料板0.5mm以上的材料，常用于单工序模，与凸模间的单边间隙一般：0.10.5mm。封闭式：适用于一般条料的冲裁。钩形：适用于弯曲件和拉深件的冲裁。弹压卸料板性与安全性较差。适用范围：卸料力不是特别大的各种冲裁模。a〕-向上卸料b〕-向下卸料橡胶等弹性元件卸料板，用于简洁冲裁模以弹压卸料板作为瘦长小凸模的导向，卸料板本身又以两个以上的小导柱导向，以免弹压卸料板产生水平摇摆，从而保护小凸模不被折断。出件装置：指将在凹模中的制件或废料从凹模口推出的装置。刚性推件装置 ：推件力大，推件牢靠，但不具有压料作用。推件横梁弹性推件装置 特点：冲压时能压住制件，制件质量较高，但弹出力有限。弹性顶件装置 特点冲压时能压住制件制件质量较高弹顶器弹力限。填空1区域。推断1〔〕1、方向上的进给步距。选择、在连续模中，条料进给方向的定位有多种方法，当进距较小，材料较薄，而生产率较高时，一般选用C定位较合理。B、导正销；C、侧刃；D、初始挡料销推断1〔√〕2、当承受刚性卸料装置和下出件的模具时，其总工艺力为〔×〕3〔×〕填空1间平行力系的合力的作用点。2、要使冷冲压模具正常而平稳地工作，必需使模具压力中心与模柄的轴心线重合〔或偏移不大。推断1〔×〕填空1导柱、中间导柱、四角导柱、后侧导柱四种模架。概述艺。分类：压弯、折弯、扭弯、滚弯和拉弯。弯曲成形质量问题分析回弹曲半径和弯曲角变化。其差值称为回弹量。削减回弹的措施改进弯曲件的设计在弯曲变形区压制加强筋或成形折边；选用s/E小、机械性能稳定和板料厚度波动小的材料。实行适当的工艺措施用校正弯曲代替自由弯曲；3.模具构造设计弯曲一般材料，在凸模和凹模上做等于回弹角的斜度；弹幅较大的材料，可将凸模和顶板做成圆弧曲面；合理选择模具间隙和凹模直壁的深度；角处校正；使用弹性凹模弯曲成形；承受强力顶件器；偏移解决措施：承受压料装置；设计合理的定位板〔外形定位〕或定位销〔内形定位；弯裂开裂缘由：弯曲线方向板料外表和冲裁断面的质量 切外表有缺陷，不光滑，有毛刺实行措施：承受外表质量好无缺陷的材料；工件弯曲半径小于最小弯曲半径；弯曲线与材料的纤维方向垂直；课后思考1、弯曲过程中坯料可能产生回弹的缘由有哪些？如何解决回弹？2、弯曲过程中坯料可能产生偏移的缘由有哪些？如何削减和抑制偏移？3、弯曲过程中坯料可能产生弯裂的缘由有哪些？如何解决弯裂？填空1、弯曲变形程度用相对弯曲半径〔r/t〕表示。2rmin/t表示材料的弯曲变形极限。推断1、在其它条件一样的状况下，弯曲线垂直于钢板轧制方〔√〕、材料的机械性能对弯曲件影响较大，其中材料的塑性越差，其允许的最小相〔×〕3、相对弯曲半径〔r/t〕〔√〕〔右图〕答：由零件图可知加工该零件包括冲孔，落料，弯曲三个工序。R5一角3R0.8两角推断11/2料厚〔×〕、计算如以下图弯曲件的坯料长度。解：1、在弯曲工序中，冲压用材〔×〕2〔√〕填空1、弯曲校正力的计算公式是F校=Ap ，其中 p表示单位校正力。1、弯曲件最简洁消灭影响工件质量的问题有 弯裂、 偏移 回弹等。拉深工艺与拉深模具设计开口空心件为毛坯通过拉深进一步使空心件转变外形和尺寸的一种冷冲压加工方法。类型：不变薄拉深、变薄拉深艺。变薄拉深：指以空心开口零件为毛坯，通过减小壁厚成形零件的拉深工艺。圆筒形件拉深计算拉深系数深前毛坯直径之比值。m=d/D假设需经过屡次拉深方能成形，则：首次拉深 m1=d1/D以后各次拉深m2=d2/d1 m3=d3/d2 ……mn=dn/dn-1m总=d/D=m1•m2•m3•„•mn式中：m——拉深系数；d——拉深后制件直径；m1、m2、m3、„、mn——各次的拉深系数；d1、d2、d3、„、dn-1、dn——各次拉深制件的直径；m总——需屡次拉深成形制件的总拉深系数。极限拉深系数：指当拉深系数减小至使拉深件起皱、断裂或严峻变薄超差时的临界拉深系数。圆筒形拉深件拉深次数及工序尺寸计算1.拉深次数当md=d/D>m极限时，可以一次拉深，否则需屡次拉深。1〕推算法：依据极限拉深系数和毛坯直径，从第一道拉深工序开头逐步向后推算次数。d1=[m1]D d2=[m2]d1 。。。 dn=[mn]dn-1式中d1、d2„dn-、d1、2、„〔n-、n道工序的直径；[m1、[m2„[mn1、2、„nD—毛坯直径。2〕依据工件的相对高度h/d和毛坯的相对厚度t/Dn。有凸缘圆筒形的拉深计算1.推断能否一次拉深成形利用极限相对高度进展推断〔查表〕假设工件的相对高度h/d[h1/d1]值时，则可以一次拉深成形；否则需屡次拉深。利用极限拉深系数进展推断〔查表〕假设工件的相拉深系数mF1大于或等于表中对应的极限拉深系数[mF1]值时，则可以一次拉深成形；否则需屡次拉深。其它旋转体件的拉深阶梯圆筒件的拉深拉深次数一次拉深的条件：hh h h1 2 nd dn nh-dn的有凸缘圆筒形件首次拉深的允许相对高度。屡次拉深工序的安排１假设任意两个相邻阶梯的直径比都大于或等于相应的圆筒形件的极限拉深系数，则先从大的阶梯拉起；２〕假设某相邻两阶梯直径之比小于相应的圆筒形件的极限拉深系３〕假设最小阶梯直径过小时，但高度不大时，最小阶梯可用胀形法得到；带有大圆角的筒形件，再整形得到该零件。盒形件的拉深盒形件的变形特点分为：１〕圆角部位的变形圆角局部相当于圆筒形件拉深，径向伸长，切向缩短；２〕直边部位的变形直边局部相当于弯曲变形，还有径向伸长，切向压缩的拉深变形。变薄拉深所谓变薄拉深,主要是在拉深过程中转变拉深件筒壁的厚度,而毛坯的直径变化很小。拉深次品分析及拉深中的关心工序各次拉深的特点材料的均匀性壁厚及机械性能是不均匀的。凸缘变化 首次拉深时，凸缘缩小；以后各次拉深时，凸缘保持不变。拉深力力呈一渐渐增加的趋势。拉深裂开发生时间 首次拉深时发生在初始阶段以后各次拉深时生在终结阶段。起皱 以后各次拉深起皱的机率比首次拉深起皱的机率大。拉深系数 以后各次拉深的拉深系数比首次拉深的拉深系数大得多。拉深次品分析1.起皱缘由： １〕凸缘部位受切向压应力；２〕材料较薄。解决： １〕加压边圈，提高压力力；２〕适当提高材料厚度。２.：１〕径向拉应力过大；２〕凹模圆角半径过小；３〕润滑不良；４〕材料塑性较差。解决：减小压边力；２〕加大凹模圆角半径；３〕正确使用润滑剂；４〕选用塑性好材料或增加中间退火工序。底部被拉裂粗糙度。３.边缘凹凸不全都及有折皱边缘凹凸不全都的缘由：毛坯与凸、凹模中心不合；２〕材料厚度不均；３〕凹模圆角半径和凹模间隙不均。边缘有折皱的缘由：凹模圆角半径太大，压边圈压不到最终流进凹模且起皱的材料。解决：１〕减小凹模圆角半径； ２〕承受弧形压边圈。拉深工艺的关心工序作用：利于拉深，提高模具寿命和工件尺寸精度、外表质量。目的：1〕降低材料与模具间的摩擦系数；2〕提高材料的变形程度；3〕便利从冲模中取出工件；4〕保证工件外表质量。使用：一般在凹模和材料之间加润滑剂热处理目的：恢复材料的塑性，消退冷作造成的内应力对一般硬化金属〔08钢、10钢、15钢，黄铜和退火过的铝等，假设工艺对高度硬化金属〔如不锈钢、耐热钢、退火紫铜等酸洗酸洗工艺过程：１〕等待工件退火冷却；２〕加热的稀酸中侵蚀；３〕冷水中冲洗；４〕弱碱中中和；５〕热水中冲洗；６〕烘干。能加以避开。课后思考1、拉深工序中的起皱、拉裂现象是如何产生的，如何防止它？2、拉深过程中润滑的目的是什么？如何合理润滑？3、说出圆筒形拉深件壁部裂开，凸缘起皱的缘由，并指出预防方法。填空1、不变薄拉深简洁旋转体毛坯尺寸的计算常承受等面积法。2m表示。3、拉深模中压边圈的作用是防止工件在变形过程中发