沖壓成型技術

1、沖壓成型技術第一章 緒論1. 冷沖壓利用模具和沖壓設備對板料金屬進行加工， 以獲得所需要的零件形狀和尺寸。1. 冷沖壓工藝可分為：分離工序和成型工序兩大類。2. 冷沖壓中的分離工序主要包括：落料、沖孔和切割等。3. 冷沖壓的成形工序可分為：彎曲、拉深、翻孔、翻邊、賬形、擴口、縮口和旋壓等。1. 冷沖壓工藝有哪些特點：（1）生產(chǎn)效率搞。（2）加工成本低，材料利用率搞。 （ 3）產(chǎn)品尺寸精度穩(wěn)定。（ 4）操作簡單（ 5）容易實現(xiàn)機械化和自動化2. 冷沖壓技術的發(fā)展趨勢：（1）工藝分析計算方法的現(xiàn)代化。 （ 2）模具設計制造技術的現(xiàn)代化。 （3）冷沖壓生產(chǎn) 的機械化和自動化。（4）建議模具、通用組合

2、模具， 數(shù)控沖壓等適合小批量工件生產(chǎn)。 （5）改進板料性能，提高其成形能力和使用效果。第二章 沖裁1. 沖裁：是利用模具使板料生產(chǎn)分離的沖壓工序，包括落料、沖孔、剖切、修邊等。2. 沖孔：用沖模沿封閉輪廓曲線在工件上沖出所需形狀的孔叫沖孔。沖下部分是廢料。3. 模具壽命：是以沖出合格制品的沖裁次數(shù)來衡量，分兩次刃磨壽命與全部磨損后的總壽4當沖裁間隙較大時，沖裁后因材料彈性回復，使沖孔件尺寸 大于 凸模尺寸5從板料上沖下所需形狀的工件（或毛坯）稱 落料 。6斜刃沖裁比平刃沖裁有 沖裁力小 的優(yōu)點。7沖制一工件，沖裁力為 F ，采用剛性卸料、下出件方式，則總壓力為沖裁力 + 推料力8板料沖裁時變形

3、區(qū)的強壓應力區(qū)是位于 凸模端面靠近刃口處 。9、使沖裁過程的順利進行，將梗塞在凹模內(nèi)的沖件或廢料順沖裁方向從凹?？字型瞥?，所 需要的力稱為 推料力 。10 切邊是分離工序，翻邊是成形工序。11 連續(xù)模中，條料送進方向的定位有多種方法， 當進距較小， 材料較薄。 而生產(chǎn)效率高時， 一般選用 側(cè)刃定位較合理。1 沖裁主要包括：落料、沖孔、切口、剖切、修邊等。2 從板料沖下所需形狀的零件叫落料。3 在沖裁應力狀態(tài)中，凹模端面處材料的應力狀態(tài)為：軸向壓應力、徑向拉應力。4 影響沖裁件質(zhì)量的因素有：凸凹模間隙大小及分布的均勻性，模具刃口狀態(tài)，模具結構與制造精度，材料性質(zhì)等。5 凸凹模間隙大小及均勻程度是

4、影響沖件質(zhì)量的主要因素。6 在沖裁模中，凸模刃口磨盾時，毛刺產(chǎn)生在落料制件上，凹模刃口磨鈍時，毛刺產(chǎn)生在 所沖孔上7、用斜刃口模具沖裁時，為了得到平整的零件，落料時應將凹模做成斜刃，沖孔時應將凸模做成斜刃。8、光潔沖裁包括：小間隙圓角凹模沖裁和負間隙沖裁。9、進行齒圈壓板沖裁（精沖）應滿足的條件是：（1）模具上有齒圈壓板、頂出器（或還有頂桿） ，以形成刃口部位的三向壓應力狀態(tài)（2）選擇合適的頂出力和齒圈壓板力。（3）模具沖裁間隙很小， Z=0.01mm。（4）刃口部位必須圓角，R=0.03mm沖孔時，凸模帶小圓角；落料時，凹模帶小圓 角。2. 沖裁過程中，沖壓件的斷面的特征區(qū)和影響的因素：1）

5、圓角帶，影響因素有：材料性質(zhì)、工件輪廓形狀、凸凹模間隙2）光亮帶，影響因素有：材料的塑性、凸凹模間隙、模具刃口的磨損程度3）斷裂帶，影響因素有：材料塑性差、刃口間隙大、斷裂帶大3. 沖裁中凸凹模間隙如何影響沖裁件的端面質(zhì)量：1）凸凹模間隙合理：上下裂紋重合，沖裁件斷面比較平整光滑，毛刺很少，并且沖裁力 較小。2）凸凹模間隙過?。荷舷铝鸭y中間產(chǎn)生二次剪切，沖裁件斷面垂直，毛刺較長但易去除3）凸凹模間隙過大：材料因拉應力增加而被撕裂，沖裁件光亮帶減少，塌角和撕裂帶增 大，毛刺大而厚。4精沖模具結構設計要點 :1. 精沖成形凸凹模間隙小 , 沖裁力較大，對模具的剛性與精度要求較高；2. 凸凹模間隙極

6、小，為保證間隙均勻，要有精確而穩(wěn)定的導向裝置；應選用滾珠導向 .3. 嚴格控制凸模進入凹模的深度 , 以避免刃口損壞 .4. 要考慮模具工作部分的排氣問題。5、降低沖裁力的方法有：（1）將材料加熱紅沖。只適合厚料。（2）在多個凸模的沖裁模中，將凸模長度作階梯布置，其中將小凸模設計短些，將大 凸模設計長些。（3）用斜刃口模具沖裁，沖孔時，將凸模刃口做成斜刃口，凹模刃口做成平刃口；落 料時，將凹模刃口做成斜刃口，凸模刃口做成平刃口。9凸凹模刃口尺寸的計算。有一零件，如圖所示，材料為 Q235A采用落料成形，查 得磨損系數(shù)為Xo=,請計算落料凹模的刃口尺寸。（不考慮模具的制造公差，計算結果保留兩 位

7、小數(shù)）第一類尺寸：磨損后尺寸增大。 80 00.20 ： A2d (80 0.75 0.20) 79.85 30 00.16 ： A3d (30 0.75 0.16) 29.88第二類尺寸：磨損后尺寸減小。 50 00.18: B1d (50 0.75 0.18)50.14第三類尺寸：磨損后尺寸不變。 16oO.12 : Cid (16 0.50 0.12)16.06第 3 章 彎曲1、彎曲回彈：板料常溫下的彎曲總是伴有彈性變形的，所以卸載以后，總變形部分立 即恢復，引起工件回跳，回跳又稱為回彈，回彈的結果表現(xiàn)在彎曲件曲率和角度的變化。2、應力中性層：板料彎曲時，毛坯截面上的應力，在外層的拉應

8、力過渡到內(nèi)層壓應力時， 發(fā)生突然變化的或應力不連續(xù)的纖維層，稱為應力中性層。3校正彎曲：板料經(jīng)自由彎曲階段后，開始與凸、凹模表面全面接觸，此時，如果凸模繼 續(xù)下行，零件受到模具擠壓繼續(xù)彎曲，彎曲力急劇增大，稱為校正彎曲，其目的，在于減 少回彈，提高彎曲質(zhì)量。4 為了避免彎裂，一般彎曲線方向與材料纖維方向 垂直。5、材料屈服強度小 ，則反映該材料彎曲時回彈小。6 不對稱的彎曲件，彎曲時應注意 防止偏移7. 彎曲零件可以在壓力機上用模具彎曲，也可用于用彎曲機進行折彎或滾彎8. 彎曲過程中的應變中性層用彎曲件毛坯長度計算，應力中性層用以計算彎曲應力和應力 分析。9. 板料彎曲時，以中性層為界，外層纖

9、維受拉使厚度減薄，內(nèi)層纖維受壓使板料增厚。10. 校正彎曲的目的在于減少回彈，提高彎曲質(zhì)量。11. 減小回彈的措施有：（1）從沖壓件結構工藝上改進彎曲件局部結構和選用合適材料：在彎曲件變形區(qū)設加強筋，選用彈性模量大而屈服強度低的材料來彎曲，彎曲前進行退 火。（2）在模具上補償回彈，減小回彈引起的彎曲誤差。（3）采用校正彎曲減小回彈。（4）采用拉彎法減小回彈。12、影響彎曲回彈的因素：影響彎曲回彈的因素：（1）材料的機械性能；（2）切向應變的大??；（3）彎曲角 的 大小。13. 彎減少曲回彈的措施有：（1）改進彎曲件局部結構和選用合適材料；（2）補償法；（3） 校正法；（4）拉彎法。14、彎曲件

10、的展開長度計算：如圖所示為一彎曲零件，材料為15#鋼，材料的內(nèi)移系數(shù)Xo見表1,請計算該彎曲零件的展開長度 。（計算結果保留兩位小數(shù)）表1彎曲90°時內(nèi)移系數(shù)xo的數(shù)值r/t>X0解：查表確定中性層的內(nèi)移系數(shù):R2 r/t=2/2=1 ，查表1,得內(nèi)移系數(shù)x°=。R4: r/t=4/2=2 ，查表1,得內(nèi)移系數(shù)x°=。 計算圓角處的中性層半徑：R2:p =2+X 2=R4:p =4+X 2= 展開后的長度第四章 拉深1 帶料連續(xù)拉深：系利用多工位級進模在帶料上進行多道拉深，最后將工件從帶料上沖裁 下來。1 拉深變形過程中，成形前毛坯的扇形單元，拉深后變?yōu)楣ぜ?/p>

11、直壁的矩形單元。2 拉深時，危險區(qū)常指 圓角區(qū)。3 拉深時，用等面積法確定坯料尺寸，即坯料面積等于拉深件的表面積。4. 拉深過程中，坯料的凸緣部分為 變形區(qū)。5 拉深時，拉破缺陷往往從 凸模圓角區(qū)靠上部位置開始。6拉深時，模具采用壓邊裝置的目的是 防止起皺1彈性壓邊裝置用于單動壓床。壓邊力系由氣墊、彈簧或橡皮產(chǎn)生。2旋轉(zhuǎn)體零件系采用圓形毛坯，其直徑按面積相等的原則計算。3決定間隙 c 時，不僅要考慮材質(zhì)和板厚，還要考慮工作的尺寸精度和表面質(zhì)量要求。4帶法蘭的圓筒件拉深時，其變形可以利用圓筒件拉深的公式進行分析計算。5對淺階梯圓筒零件，每個階梯高度不大，但相鄰階梯的直徑差較大而不能一次拉深時，可

12、先拉深成球形或大圓角的圓筒件，然后用校形獲得所需的零件形狀和尺寸。6錐形零件拉深時， 變形區(qū)可分為三部分： 法蘭平面區(qū)， 板料與凹模圓角接觸區(qū)， 位于凸、 凹模間隙的自由表面區(qū)。7在生產(chǎn)中，帶料連續(xù)拉深的型式和成形特點：（1）無切口的連續(xù)拉深，即在整體帶料上拉深，相鄰兩個拉深件之間相互約束，材料在縱向流動較困難，容易拉裂。有點是節(jié)省材料，用于拉深不太困難的。（2）有切口的連續(xù)拉深是在零件的相鄰處切開。兩零件相互影響和約束就較小，拉深次數(shù)可以少些，模具簡單，但毛坯材料消耗較多，這種拉深一般用于拉深較困難的。8防止工件拉深開裂的主要方法 :（1）采用適當?shù)睦畋?。?）適當?shù)膲哼吜Α＃?）增加凸模

13、表面的粗糙度。4）對凹模進行潤滑，減少阻力9、圓筒件拉深過程中，工件的變形區(qū)分為(1)法蘭區(qū)：受徑向拉應力和切向壓應力(2)凹模圓角區(qū)：材料受拉深和塑性彎曲，(3) 圓筒側(cè)壁區(qū)(傳力區(qū))：受軸向拉伸，(4)圓筒底部區(qū)。(5)凸模圓角區(qū)：板料產(chǎn)生塑性彎 曲和徑向拉伸。10、拉深零件的展開尺寸計算：見教材。圖3所示為一圓筒拉深件：材料08F鋼。(1)、請計算該圓筒件的毛坯直徑，其中查得修邊余量為5mm設該圓筒件的毛坯直徑D0,加上修邊余量圓筒件高65+5=70mm因為料厚t=2>1，厚度的中心計算。圓筒件直筒的面積為：nX( 36-2 )X( 70-2-3 ) =(mrn)。2 2圓筒底圓面

14、積：n /4 X (36-2 X 2-3 X 2) =530. 93 (mm )。圓筒底部圓環(huán)面積：n /4 X 2n (3+1)(36-2 X 2-3 X 2) + 8X (3+1) 2= (mm2)。 毛坯直徑 D0=+/ nX 4=(mm)。(2)、請計算總的拉深系數(shù)：總的拉深系數(shù)m=(36-2 X 2)/=.第五章脹形與翻邊1 脹形：利用模具強迫板料厚度減薄荷表面積增大，以獲取零件幾何形狀的沖壓加工方法 叫做脹形1圓孔翻邊時，主要的變形是坯料切向的伸長和厚度方向的收縮 2翻邊成形按工藝特點劃分有內(nèi)孔（圓孔或非圓孔）翻邊、外緣翻邊和變薄翻邊等方法。3翻邊成形按變形性質(zhì)劃分時，有伸長類翻邊

15、、壓縮類翻邊以及屬于體積成形的變搏翻邊 等。4在外緣翻邊的毛坯計算中，內(nèi)曲翻邊可參考圓孔翻邊毛坯計算方法；彎曲翻邊可參考淺 拉深毛坯計算方法。5在非圓孔翻邊中，如果圓孔上沒有直線段或外凸的弧線段，則翻邊的變形性質(zhì)仍屬伸長 類翻邊；如果孔緣輪廓具有直線段或外凸的弧線段，翻邊的變形性質(zhì)屬于復合成形方式。6影響圓孔翻邊成形極限的因素有哪些？答：（ 1）材料延伸率和應變硬化指數(shù) n 大；（2）孔緣的毛刺和硬化情況，為了避免毛刺降 低成形極限，翻邊時需將預制孔有毛刺的一側(cè)朝向凸模放置。 （ 3）用球形、錐形和拋物形 凸模翻邊時，變形條件比平底凸模優(yōu)越； （ 4）板料相對厚度越大，成形極限愈大。第七章 沖

16、壓工藝設計1編制沖壓工藝過程需要考慮的問題： 1），對沖壓件進行工藝分析。 2），通過分析比 較，確定最佳工藝方案。 3） ，確定模具結構模型。 4）合理選擇沖壓設備。 5），編寫工藝文 件和設計計算說明書。2彎曲件成形時，應滿足哪些工藝要求？對于， 1）直邊長度 L，L1 不宜過小，一般其值應大于 2t ，2） ，彎曲處的圓角半徑，不能小于最小彎曲半徑， 3）彎曲時應防止孔的變形，要求孔壁與彎曲處有適當距離L， 4）彎曲件形狀應盡量對稱，以避免壓彎時的毛坯偏移，5）多次彎曲的沖壓件，為防止材料移動，更需要考慮在沖壓件上設計出定位工藝孔。第八章 沖模結構與設計1、連續(xù)模：連續(xù)模也是多工序模具，即在壓力機的一次行程內(nèi)，在連續(xù)模具的多個不同工 位上完成多道沖壓工序的模具。2、復合模：復合模是在壓力機的一次行程內(nèi)，在模具唯一的一個工位上完成兩道或兩道以 上沖壓工序的模具。3、壓力中心：沖裁時的合力作用點或多工序模各工序沖壓力的合力作用點，稱為模具的壓力中心。1.模具在最低工作位