第八章冷沖壓工藝(共13頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第八章 冷沖壓工藝§8.1概述 冷沖壓-常溫下利用沖摸在壓力機(jī)上對(duì)板料施加壓力而獲得制件的壓力加工方法。（冷 常溫）引信常用件：紙墊、墊圈、火帽殼等。優(yōu)點(diǎn)：零件的精度高，互換性好；由于冷作硬化使零件強(qiáng)度提高；生產(chǎn)率高；材料利用率高；模具使用壽命長； 制件成本較低。（大批生產(chǎn)時(shí)）。缺點(diǎn)：模具制造費(fèi)用高、周期長，該法不適于小批量生產(chǎn)。冷沖壓分類： 分離工藝：剪裁、沖裁（b 分離） 變形工藝：彎曲、引伸 ( 塑變) 引信的冷沖壓件常采用復(fù)合工序法完成（沖裁、引伸一次完成）（圖8-1）圖81§8.2 冷沖壓用材料冷沖壓件對(duì)材料的基本要求： 具有良好的塑性。

2、 具有光潔平整無缺陷損傷的表面。 材料厚度的公差應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)。引信冷沖壓件的常用材料黑金屬：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼50號(hào) 不銹鋼有色金屬：鋁 硬鋁 紫銅 黃銅 鉛§8.3 沖裁工藝剪裁在剪床上將板料剪成條狀。直口剪：精度 斜口剪：省力、速度剪裁是一個(gè)備料過程，為下一道工序服務(wù)。沖裁利用沖模使板料沿一定的封閉曲線分離為兩部分的加工方法。形式：落料（曲線內(nèi)為制件）沖孔（曲線外為制件）模具：沖模、凹模。一、 沖裁的工作原理（舊圖8-1）1-模柄2-凸模3-凹模4-下模座5-條料圖82沖裁時(shí)材料分離的三個(gè)階段 彈性變形階段（材料壓縮和彎曲） 塑性變形階段 材料纖維彎曲和拉伸= 上下刃口處材料形成微

3、小裂紋 剪裂階段上下裂紋擴(kuò)展 上下裂紋重合（剪斷）（舊圖8-2）圖83圓角帶塑變開始時(shí)形成（纖維彎曲）光亮帶塑變過程中形成（研磨形成）斷裂帶最后剪裂時(shí)形成（撕裂形成）二、 沖裁件的質(zhì)量分析1影響尺寸精度的因素 模具制造精度。模具精度 制件精度 回彈現(xiàn)象。較軟材料回彈 制件精度 硬料回彈 制件精度 材料的相對(duì)厚度t/D(D沖裁件直徑)t/D 彈性變形量 制件精度 沖裁間隙 （凸、凹模的間隙）落料時(shí)：間隙大，材料除受剪外還有拉伸彈性變形，落料后，回彈嚴(yán)重，尺寸。沖孔時(shí)間隙大尺寸 。要選擇合理的間隙。 制件的尺寸越小，形狀越簡單，制造精度 2影響斷面質(zhì)量的因素（舊圖8-3）圖84影響斷面質(zhì)量的因素主

4、要是沖裁間隙，間隙過大或過小，會(huì)使上、下裂紋不重合，導(dǎo)致斷面出現(xiàn)較多的毛刺及其它疵病。3毛刺： 間隙不合理出現(xiàn)毛刺。 刃口磨鈍出現(xiàn)毛刺。三、 沖裁間隙沖裁間隙凸模與凹模間的雙邊間隙，記為S（舊圖8-5） S=D-d D凹模刃口尺寸d凸模刃口尺寸圖85S除對(duì)尺寸精度、斷面質(zhì)量有影響外，還對(duì)沖裁力和模具的壽命有明顯的影響。所以S的選擇是沖裁工藝中的一個(gè)重要工作，常用查表法確定。查表時(shí)表中所列間隙是最小合理間隙。凸、凹模在工作時(shí)逐漸磨損，間隙要逐步擴(kuò)大， 制造新模具時(shí)，考慮模具有長的壽命，應(yīng)采用最小合理間隙。四、凸模和凹模的刃口尺寸設(shè)計(jì)落料件尺寸接近凹模刃口尺寸。沖孔件尺寸接近凸模刃口尺寸。（確定尺

5、寸時(shí)還要考慮：模具磨損在一定的范圍內(nèi)仍能使用）1 圓形制件沖裁時(shí)凸、凹模刃口尺寸 落料 （先確定Da） Da=(dmax-M) Da-凹刃口直徑 Dmax-制件最大尺寸M-磨損余量（由沖裁件公差查表確定）-凹模制造公差dt=(dmax-M-S)dt-凸模刃口直徑S-最小合理間隙-凸模制造公差 沖孔：（先定dt）dt=（Dmin+M）Da=( Dmin+M+S) Dmin沖制孔的最小極限尺寸2 非圓形沖裁件刃口尺寸確定落料：（以凹模為基準(zhǔn)來配作凸模）（舊圖8-7）圖86a)凹模磨損后變大的尺寸。Aa=(Amax-M) =b)凹模磨損后變小的尺寸。Ba=(Bmin+M) =c)凹模磨損后沒有變化的

6、尺寸。當(dāng)制件尺寸標(biāo)注為C時(shí)：Ca=(C+0.5)±a當(dāng)制件標(biāo)注為C時(shí)Ca=(C-0.5)±a當(dāng)制件尺寸標(biāo)注為C±時(shí)Ca=C±a 制件偏差 a=/4沖孔（以凸模為基準(zhǔn)件配作凹模）五、精密沖裁工藝（舊圖8-9）1-齒圈壓板 2-凸模 3-條料 4-凹模 5-反頂壓板-主沖力 -齒圈壓力 -反頂力圖87特點(diǎn)：凸凹模帶小圓角；V型齒圈壓板；反頂壓板；變形區(qū)處于三向壓應(yīng)力狀態(tài)。§8.4 彎曲工藝彎曲將板料彎成一定角度或一定形狀的壓力加工方法。一、 彎曲變形分析（舊圖8-14）彎曲角（變形區(qū)所對(duì)的角）R彎曲半徑。中性層曲率半徑。彎曲變形只發(fā)生在彎曲件的圓角

7、附近，而直線部分不產(chǎn)生塑性變形；變形區(qū)內(nèi)上端纖維受壓（縮短），下端纖維受拉（伸長）。圖88變形區(qū)橫斷面：（舊圖8-15）窄板（B<3t）呈扇形寬板（B>3t）仍為矩形，寬度B無變化，厚度略有變化 圖89二、 彎曲的回彈現(xiàn)象（舊圖8-16）回彈由于制件彎曲時(shí)存在的彈性變形，使其形狀改變的現(xiàn)象。回彈角（回彈引起的彎曲角度的變化值。代表回彈程度）。圖810= - 制件在模具內(nèi)的彎曲角制件自然狀態(tài)的彎曲角1 影響的主要因素： 材料的機(jī)械性能 s E彎曲制件的形狀 V>U V,U形制件 彎曲程度R/t (R彎曲半徑，t材料厚度)R/t 變形 制件越寬，越大。2 減小的措施（舊圖8-17

8、）（a）（b）預(yù)先給一反向 （c）制件底部曲面 （d）（e）減小接觸面積，增大彎曲部位的單位壓力。 圖811三、 最小彎曲半徑最小彎曲半徑彎曲件開裂之前的臨界彎曲半徑（彎曲件外層纖維易被拉裂）設(shè)計(jì)彎曲件時(shí)，要使零件的彎曲半徑大于最小彎曲半徑。最小彎曲半徑由試驗(yàn)法確定。（材料不同，彎曲線線方向不同，最小彎曲半徑也不同） 制件排樣時(shí)：彎曲線方向與材料纖維方向不應(yīng)重合（舊圖8-17）圖812 材料纖維方向垂直于彎曲線，制件不易斷裂；材料纖維方向平行于彎曲線，制件易斷裂。所以盡量使材料纖維方向垂直于彎曲線，獲得的制件具有較高的強(qiáng)度。在雙向（或多向）彎曲時(shí)，應(yīng)使彎曲線與材料纖維有一定的角度。（彎曲線與纖

9、維線成45°角）。當(dāng)彎曲件的彎曲半徑小于最小彎曲半徑時(shí)，應(yīng)分多次彎曲，即先彎成具有較大圓角半徑的彎角。然后再彎成所要求的彎曲半徑。（或中間回火處理提高制件塑性） §8.5 引伸工藝引伸工藝?yán)媚＞邔辶献兂砷_口空心制件的壓力加工方法。凸、凹模都帶有圓角而不是刃口。變薄引伸 （間隙<板料厚）引伸不變薄引伸 （間隙>板料厚）引信裝定帽、保護(hù)帽等盂狀制件。一、 引伸原理（舊圖8-20）圖8131引伸凸模；2壓邊圈；3引伸坯料；4引伸凹模引伸特征：金屬產(chǎn)生流動(dòng)變形（舊圖8-22）圖814引伸件在引伸過程中的應(yīng)力狀態(tài)（舊圖8-23）圖815起皺由于切向壓力，使較薄材料在凸

10、緣的整個(gè)圓周產(chǎn)生波浪形的連續(xù)彎曲現(xiàn)象。（舊圖8-24）圖816防起皺-加壓邊圈。有壓邊圈引伸時(shí)制件壁厚變化（t=1.0）（舊圖8-25）由實(shí)測壁厚觀察到，D區(qū)變薄最嚴(yán)重0.92，該區(qū)一直受拉應(yīng)力和凸模的壓力，所以常被拉裂。圖817保證引伸件質(zhì)量的措施： 選擇合理的變形程度m，對(duì)高度較大件應(yīng)多次引伸，并中間退火消除硬化。 必要時(shí)采用壓邊圈。 選擇合理的間隙及凸、凹模的圓角半徑。 選擇合理的潤滑劑。二、引伸件平板坯料尺寸的確定等面積法根據(jù)制件表面積和坯料面積相等來確定坯料尺寸。（舊圖8-26）圖818F0=F=f1+f2+f3坯料直徑D=D0+2h h-修邊余量三、引伸系數(shù)和引伸次數(shù)的確定1.引伸

11、系數(shù)mm代表引伸件某次引伸的變形程度。（舊圖8-29） 圖819第一次引伸系數(shù)：m=d/D第二次引伸系數(shù)：m=d/ d 第n次引伸系數(shù)：m=d/ dD坯料直徑d制件外徑極限引伸系數(shù)由查表法確定（ ）。2引伸次數(shù)n的確定 計(jì)算法 m1首次引伸系數(shù) m以后各次引伸系數(shù)的平均值d制件直徑 查表法由零件相對(duì)高度h/d和坯料相對(duì)厚度（t/D×100）查表得n,然后再按一定規(guī)律對(duì)m進(jìn)行調(diào)整。 推算法由t/D查得極限引伸系數(shù)系列（ ）。半成品直徑：d= Dd= dd= d當(dāng)dd （制件外徑）時(shí)，n即為所確定引伸次數(shù)。然后由n依次確定m四、凸緣圓筒件的引伸（舊圖8-31） 圖820五、錐形件的引伸（

12、舊圖8-34）圖821六、引伸模工作部分尺寸的確定1間隙S的確定。 S單邊間隙S的作用減小材料與凹模間的摩擦。S制件易起皺S制件筒壁易變薄，被拉裂。不用壓邊圈時(shí)：S=（1.01.1）t采用壓邊圈時(shí)：S=tmax+ctt材料公稱厚度tmax材料的最大厚度c間隙系數(shù)2凸、凹模工作部分尺寸的確定。（考慮模具磨損和引伸件的回彈）最后一道工序的凸、凹模尺寸：（舊圖8-35）(a)圖：先定凹模尺寸：再定凸模尺寸：(b)圖：先定凸模尺寸：后定凹模尺寸：Dmax引伸件外徑的最大極限尺寸引伸件內(nèi)徑的最小極限尺寸引伸件的公差圖822 a,dt凹、凸模的制造公差§8.6 冷沖壓件的工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性1沖裁件形狀力求簡單、對(duì)稱，采用規(guī)則形狀。2避免過長的懸臂和切口。八章自畫圖2 H5b, b2t圖8233沖裁件的外形和內(nèi)形轉(zhuǎn)角處以圓弧過渡。（尖角易開裂）。4沖孔時(shí)，孔的尺寸不應(yīng)過小（孔凸徑強(qiáng)度）。5制件上孔與孔間、孔與邊緣之間的距離不應(yīng)過小2t。6在彎曲件或引伸件上沖孔時(shí)，其孔壁與制件直壁之間應(yīng)保證一定距離。八章自畫圖3圖824二、彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性1彎曲件的圓角半徑不應(yīng)小于最小彎曲半徑。2彎曲件的彎邊長度不宜過小。八章自畫圖4hR+2t圖8253彎曲線不應(yīng)與階梯部重