机械工程材料与热加工工艺 教学课件 作者 梁戈 时惠英 8第九章3.pptVIP

西安理工大学材料学院 李虹燕 目录 第四章 板料冲压 §1 分离工序 §2 变形工序 §3 冲模简介 §4 冲压件的构造工艺性 第五章 特种压力加工方法简介 第四章 板料冲压 一.定义：是利用冲模使板料产生分离或变形的 加工方法。通常在冷态下进行，又叫 冷冲压。 板料厚度 6mm为冷冲压 8~10mm时 用热冲压。 二.具体特点为： 1.?冲压复杂件，废料少； 2.尺寸精度高.粗糙度低，互换性好； 3.??件质量轻，强度高，刚度大； 4. 靠设备+冲模，操作简单，易机械自动化; 5.?模复杂，成本高，只有大批量生产; 6.??可加工范围广: 金属及非金属材料; 三.冲压设备: 有剪床和冲床（冲压压力机）分开式和闭式; 四.工序有: 分离工序、变形工序两大类 §1 分离工序 使坯料的一部分与另一部分相互分离的工序 一.剪切: 坯料按直线或不封闭轮廓线分离 二.落料及冲孔: 坯料按封闭轮廓线分离的工序。（统称冲裁） 落料、冲孔两工序变形过程，模具一样，只是用途不同。 分离掉部分是工件——落料； 分离掉部分是废料——冲孔。 冲裁变形过程： ⑴弹性变形阶段 冲头（凸模）接触板料继续向下运动的初始阶段，使板料产生弹性压缩、拉伸与弯曲等变形。 ⑵塑性变形阶段 冲头继续向下运动，板料中的应力值达到屈服极限，板料金属产生塑性变形。位于凸凹模刃口处的金属硬化加剧，出现微裂纹。 ⑶断裂分离阶段 冲头继续向下运动，已形成的上下裂纹逐渐扩展，相遇重合，板料被剪断分离 ★ 冲裁工艺要求：（模具特征） 冲裁过程：变形→断裂过程 1.? 凸、凹模工作刃口很锋利； 2. 凸、凹模间隙（每侧间隙） Z = 5~10%S S 为料厚，否则 件精度↓ 3.?模具尺寸要适当； 冲孔：凸模为准 d孔 = d凸 d 凹= d孔 + Z 落料：凹模为准 d落料= d 凹 d凸 =d落料- Z 4.排料合理 ①无搭边（无边框）：省材料，精度要求不高时用，但模具寿命↓↓；少用 ②有搭边：耗料高，但要求高，尺寸边缘精度高，普通应用。 ③对于薄料 搭边宽度 料厚S 对于厚料 搭边宽度可小一点 三、修整 粗糙度 Ｒａ0.8~1.6μm ，精度IT6―IT7， 大间隙冲裁件，单边修整量为10%S 小间隙冲裁件，单边修整量 ＜8%S §2 变形工序 坯料的一部分与另一部分产生位移而不破裂的工序。 一、弯曲 坯料的一部分相对与另一部分弯曲成一定角度的工序。 内侧受压 外侧受拉 变形程度与弯曲半径r有关，r↓，变形程度↑。 ★ 弯曲工艺要求： 1、弯曲半径r要适当；r ≥ rmin （材料最小弯曲半径） rmin = Kmin?S Kmin系数取0.25~1 S—板厚 2、落料排样注意 拉应力∥纤维，弯曲方向∥纤维组 织，弯曲线⊥纤维方向 3.? 考虑回弹现象（回跳）——弯曲完， 凸模回程，∵弹性变形，工件弯曲角度略 有增大，这种现象称为回弹现象。 回弹角约为 00～100 设计弯曲模，角度应小于一个回弹角 00～100 二、拉深过程 使板料变成中空形状零件的工序。 利用凸模把板料压入凹模。坯料 直径缩小，高度增加，得到中空 零件的过程。 二、拉 深 2、拉深工艺要求（模具特征） ①凸、凹模均无锋利刃口，而有圆角；（冲裁模有刃口，无圆角） r凸 ≤ r凹 = (5~15) S S板厚 两个圆角过小，易拉裂 ②凸、凹模间隙 Z= (1.1~1.2)S 比冲裁Z大 ③采用压边圈，防止折皱，造成废品； （板厚S / 直径D）×100 2 不用 （板厚S / 直径D）×1001.5 必须用压边 ④注意施加润滑剂，↓拉深阻力； ⑤拉深系数 m = d 件/ D料 m↓，变形程度↑ 一般 m = 0.5~0.8 ∴m ＜＜ 0.5 不能拉了 3~4次拉深后，采取中 间退火，消除加工硬化 三、翻边 在带孔的平坯料上用扩孔的方获得凸缘的工序。 凸模圆角半径r凸 = (4~9) S 孔径容许值 由翻边系数K0来衡量K0 = d0/d ＜1 d0—翻前孔径 d ——翻后孔径 凸缘高度较大K0 很小，可先拉深，后冲孔再翻边 四、成型 利用局部变形使坯料或半成品改变形状的工序。 三种冲模: 一. 简单冲模：冲床滑块在一次冲程内只能完成一个