板料沖壓.ppt

材料成形工藝基礎(chǔ) 主講 張小立,金屬塑性成形工藝方法 金屬塑性成形工藝設(shè)計 金屬塑性成形件結(jié)構(gòu)設(shè)計,一、何謂沖壓成形 板料沖壓成形是利用沖模使板料產(chǎn)生分離或變形的加工方法，板料沖壓的坯料厚度一般小于4mm，通常是在常溫下進行的，所以又叫冷沖壓。 二、工藝分類 分離工序: 落料、沖孔、切斷 變形工序：拉深、彎曲 三、板料沖壓的特點 1、操作簡單，加工效率高； 2、一般不需再進行切削加工，因而節(jié)約材料，節(jié)約能源消耗； 3、加工質(zhì)量高，基本不需要后序加工； 4、對工人技術(shù)要求低； 5、靈活性差。,第三節(jié) 板料的沖壓成形,四、應(yīng)用 1、較大批量； 2、原始坯料較薄的板材；3、只能生產(chǎn)薄壁的制件。,五、常用沖壓方法,(一) 沖裁與剪切（分離工序） 1、剪裁工序及其設(shè)備,2、沖壓設(shè)備,高精密鈑金沖床,剪板機,落料：被分離的部分為成品，而留下的部分是廢料； 沖孔：被分離的部分為廢料，而留下的部分是成品。 剪切：板料按不封閉輪廓分離的工序叫切斷（剪切）。,3、落料、沖孔和剪切,4、沖裁變形過程,4.1 沖裁過程示意圖,4.2 沖裁工藝要素,沖裁間隙凸、凹模間隙不僅嚴(yán)重影響沖裁面的斷面品質(zhì)，而且影響模具壽命、卸料力、推件力、沖裁力和沖裁件的尺寸精度。只有當(dāng)間隙合適時，上下裂紋重合一線，沖裁力、卸料力和推件力適中，模具才有足夠長的壽命。 合理排樣排樣是指落料件在條料、帶料或板料上合理布置的方法。 排樣合理可使廢料最少，材料利用率最大。 落料件的排樣有兩種類型：無搭邊排樣和有搭邊排樣。,1）沖裁斷面,2）沖裁模設(shè)計及沖裁工藝特點, 凸凹模要具有鋒利的刃口, 凸凹模間隙要合理,z = （5%10%）t, 凸凹模刃口尺寸要正確,落料：以凹模為設(shè)計基準(zhǔn),d凹 = d落,d凸= d凹 - z,d凸 = d孔,d凹 = d凸 + z,沖孔：以凸模為設(shè)計基準(zhǔn), 排樣要合理,排樣：沖裁件在板料上的布置方式。,有接邊排樣,少無接邊排樣,落料件的排樣有兩種類型：無搭邊排樣和有搭邊排樣。,修正,利用修正模沿沖裁件外緣或 內(nèi)孔刮削一薄層金屬，切掉 剪裂帶和毛刺。提高其尺寸 精度降低表面粗糙度。,it9-it7 ra = 1.6-0.8 m,1、何謂拉深成形 拉深成形是在壓力機的壓力作用下，利用模具使金屬板料產(chǎn)生塑性變形成為開口空心件的一種沖壓工藝，不僅能生產(chǎn)鍋、盆、壺等各種各樣的日用品，而且在汽車、拖拉機、電器、儀表以及在航空工業(yè)中得到極其廣泛的應(yīng)用。,（二）拉深（拉延、壓延）,本系列壓機適用于金屬材料的拉深、彎曲、翻邊、冷擠、沖裁等工藝。,yq32系列四柱液壓機,拉深加工產(chǎn)品示例,使坯料在凸模的作用下壓入凹模， 獲得空心體零件的沖壓工序。,1）拉深變形過程,拉深過程示意圖,2）拉深廢品, 拉裂（拉穿）, 起皺, 控制拉深系數(shù)（m）,m = d/d =（0.5-0.8）,d=100,d=20；h=42,d1=55,d2=32,32/55=0.58,d3=20,20/32=0.628, 設(shè)置壓邊圈, 涂潤滑油,3）拉深模設(shè)計及工藝特點, 凸凹模的工作部分必須具有一定的圓角；, 凸凹模間隙要合理,r凹=(510)t r凸=（0.7-1）t,z =（1.1-1.2）t,3) 旋壓,旋壓是指板坯與芯模共同旋轉(zhuǎn)，由輥輪進給并施加壓力，使板坯緊貼芯模逐點局部變形的沖壓成形工藝 .,彎曲是將平板坯料彎成一定角度、一定曲率而形成一定形狀零件的工序。,彎曲過程示意圖,2、彎曲,1）彎曲的變形特點 變形區(qū)域主要在圓角部位； 外層金屬受拉應(yīng)力，內(nèi)層金屬受壓應(yīng)力。,2）彎曲缺陷 彎裂 回彈,3）彎曲工藝特點 彎曲半徑 rrmin=（0.25-1）t ； 毛刺應(yīng)位于內(nèi)側(cè)； 彎曲線應(yīng)盡量與坯料纖維方向垂直； “回彈”問題,a）設(shè)計補償角,b）對工件進行退火,c）設(shè)計加強筋,3、翻邊、成形,1）翻邊 在帶孔的平坯料上用擴孔的方法獲得凸緣的工序。,2）成形 包括：起伏、脹形、壓印等,板料沖壓成形,六、沖模的分類和結(jié)構(gòu),簡單沖模 沖床在一次行程中只完成一個沖壓工序。 2. 連續(xù)沖模 沖床在一次行程中在不同的工位同時完成兩個以上的沖壓工序。 3. 復(fù)合沖模 沖床在一次行程中在同一工位同時完成兩個以上的沖壓工序。,返回,返回,返回,第四節(jié) 金屬的其他塑性成形工藝,一 軋制工藝（特種軋制）,運動特征：工件在回轉(zhuǎn)中成形。 成形特征：連續(xù)局部成形。,與傳統(tǒng)鍛造比較，具如下優(yōu)點： 1）工作載荷小，是模鍛幾分之一 2）設(shè)備重量輕、生產(chǎn)率高。 3）產(chǎn)品精度高 4）工作環(huán)境好、易實現(xiàn)機械化。 缺點： 1）通用性差，需專用設(shè)備和模具。 2）設(shè)計制造復(fù)雜，適用于大批量生產(chǎn)。,1 輥鍛,原理：縱軋:軋輥上有扇形 模具，毛坯局部變形。 應(yīng)用： 制坯和成形。,2 橫軋與斜軋:,1）楔橫軋原理圖,2）螺旋孔型斜軋,3 輾環(huán)： 環(huán)形零件輾擴，加工環(huán)形零件。,擺輾：擺動輾壓簡稱 原理： 局部接觸，順次加壓，連續(xù)成形。 特點： 省力、無沖擊振動、無噪聲； 工件精度高、設(shè)備費 用低。,輾環(huán)原理圖,二 體積成形工藝,1）擠壓：受三向壓應(yīng)力,優(yōu)點：,節(jié)約原材料 產(chǎn)品強度和精度高、ra低，產(chǎn)品高 勞動條件好 生產(chǎn)率高,缺點：,變形抗力大，要求設(shè)備有較大能量、剛度,應(yīng)用：成批小件生產(chǎn),特點：（1）優(yōu)質(zhì)、生產(chǎn)率高。 （2）節(jié)能、節(jié)材。,2）等溫鍛造和超塑性鍛造 原理：模具和坯料保持相同溫度。 特點及應(yīng)用： 用于鍛造溫度范圍狹窄金屬，如鈦合金、鋁合金等， 尤其航天工業(yè)薄壁零件。,3）液態(tài)模鍛 原理：將液態(tài)金屬直接注入模膛，施以靜壓力，使熔融 或半熔融態(tài)金屬在壓力下結(jié)晶凝固，并產(chǎn)生少量塑性變形。 特點： 與鑄造比：無須澆注系統(tǒng)，節(jié)約金屬；組織比壓鑄件細密。 與鍛造比：成形壓力小及能耗少2/33/4；組織比一般模鍛件差。 應(yīng)用：用于各種材料、形狀復(fù)雜件， 如鋁合金炮彈引，高壓閥體等。,4）粉末鍛造 原理：將粉末冶金和精密模鍛結(jié)合一起。 分類：粉末鍛造- 燒結(jié)鍛造- 粉末冷鍛-用粉末成坯，燒結(jié)后冷鍛。 特點：尺寸精度高，表