7自由锻的结构工艺性、板料冲压2.ppt

第三节 自由锻件的结构工艺性 一、自由锻锻件的结构工艺性 第三章 冲压 1、冲压：使板料经分离或成形而获得制件的工艺统称。 2、板料冲压的特点 (1)可冲压出形状复杂的零件，废料较少； (2)产品具有足够高的精度和较低的表面粗糙度值，冲压件的互换性较好； (3) 能获得重量轻、材料消耗少、强度和刚度都较高的零件； (4) 冲压操作简单，工艺过程便于机械化和自动化，生产率很高。故零件成本低。 (5)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 3、板料冲压的原材料及应用 （1）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 （2）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. 4、板料冲压的设备 剪床：把板料剪成一定宽度的条料，以供下一步的冲压工序用。 冲床：实现冲压工序 二、板料冲压的基本工序 分离工序 :使坯料的一部分与另一部分相互分离的工序。包括:冲裁(落料与冲孔）、切断、修整。 变形工序 ：使坯料的一部分相对于另一部分产生位移而不破裂的工序。包括:弯曲、拉深和成形、翻边。 第一节 分离工序 一、落料及冲孔（统称冲裁） 冲裁：利用冲模将板料以封闭的轮廓与坯料分离的冲压方法。 落料：得到冲压件上的孔 冲孔：得到片状冲压件的外形 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 冲裁断面的质量 圆角带 光亮带 断裂带 毛刺 2、凸凹模间隙 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、卸料力、推件力的大小 冲裁件的尺寸精度 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= mδ δ：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 3 、 凸凹模刃口尺寸的确定 4、 冲裁件的排样 排样：落料件在条料、带料或板料上合理布置的方法。 无搭边排样：利用落料件形状的一个边作为另一个落料件的边缘。 有搭边排样：在各个落料件之间均留有一定尺寸的搭边。 二、修整：利用修整模沿冲裁件外缘或内孔刮削一薄层金属，以切掉冲裁件上的剪裂带和毛刺，从而提高冲裁件的尺寸精度（IT6～IT7），降低表面粗糙度值（Ra0.8～1.6）。 三、切断：用剪刃或冲模将板料沿不封闭轮廓进行分离的工序。 第二节 变形工序 一、拉深：变形区在一拉一压的应力作用下，使板料成形为空心件，而厚度基本不变的方法。（利用模具使冲裁后得到的平板坯料变形成开口空心零件的工序。） 1、拉深过程 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 2、拉深件的主要质量问题 主要缺陷： 起皱 ：凸缘区 ，切向压应力最大 拉穿：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。 防止措施 （1）限制拉深系数： m =d / D d —拉深后的工件直径，mm； D—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 多次拉深的拉深系数为：M=M1*M2*M3*………. （2）拉深凸、凹模工作部分必须作成圆角 凹模圆角半径r凹 =（5～20）δ 凸模圆角半径r凸＝（0.6～1）r凹 （3）控制凸模和凹模之间的间隙 C=（1.1～1.2）δ （4）采用有压边圈进行拉深（5）采用润滑，减少摩擦和模具磨损,以降低拉深件壁部的拉应力，和提高模具寿命。 3、旋压 二、 弯曲 将板料、型材或管材在弯矩作用下弯成具有一定曲率和角度的制件的成形方法。 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：切向应力或切向应变为零，位于板料中心部位 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。 弯曲时尽量使弯曲曲线与板料纤维方向垂直。 弯曲时的回弹现象 回弹