Chapter 2車身沖壓工藝

1、 沖壓工藝是一種塑性加工的工藝方法。 沖壓工藝：指利用安裝在沖壓設備上的模具，對（金屬）坯料施加壓力，使坯料產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件或毛坯的加工工藝方法。 沖壓與鑄造、鍛造、切削加工等其它加工方法比較，具有下列優(yōu)點： 1）應用范圍廣 可沖壓金屬材料，亦可沖壓非金屬材料；可加工小型零件，亦可加工大型零件；可加工簡單形狀的零件，亦可獲得其它加工辦法難以加工的復雜曲面零件。 2)生產(chǎn)率高 沖壓大型零件，一臺沖壓設備的生產(chǎn)率可達每分鐘幾件，小件的高速沖壓則可達每分鐘上千件。 3)質(zhì)量穩(wěn)定 沖壓件的尺寸精度是靠模具保證的，所以質(zhì)量穩(wěn)定，一般不需再機械加工就可滿足裝配和使用要

2、求。4)省能 沖壓時不需要加熱，也不像切削加工那樣，將部分金屬切成大量的碎屑而需要消耗很大的能量。5)材料利用率高 沖壓加工可做到少、無廢料生產(chǎn)， 還可以充分利用邊角余料等。6）制件表面質(zhì)量好 沖壓過程中材料表面不受破壞，因此制件表面質(zhì)量好。7）易于實現(xiàn)機械化或自動化 沖壓操作簡單，又是冷加工，有利于實現(xiàn)機械化或自動化。 由于上述優(yōu)點，所以在汽車車身制造中大量采用沖壓加工。車身的絕大多數(shù)零件都是用沖壓方法制造的。特別是大型車身覆蓋件，由于其形狀復雜，尺寸大，表面質(zhì)量要求高等，采用沖壓工藝來制造是其它任何加工方法都無法比擬的。 但是，由于沖壓模具的制造技術要求高，制造周期較長，成本高。在單件和小

3、批量生產(chǎn)中的應用受到一定的限制。 沖壓工藝方法較多，人們習慣上按材料變形特點來將其分為：分離工序和成形工序1、分離工序： 指將沖壓件或毛坯沿一定的輪廓線相互分離。要能保證沖壓件分離斷面的質(zhì)量要求。2、成形工序： 指沖壓毛坯在不發(fā)生破壞的條件下產(chǎn)生塑性變形，獲得要求的制件形狀、尺寸精度（包括位置精度和表面粗糙度等級）和所需要的力學性能的加工方法。 汽車摩托車車身制造過程中常見的沖壓工藝方法有：二、沖壓工序的基本分類一、材料的質(zhì)量和沖壓性能 汽車車身沖壓件的材料除了要保證足夠的強度和剛性以滿足車身的使用性能要求外，還必須滿足沖壓工藝的要求。 沖壓用材料的質(zhì)量是沖壓工藝中一個非常重要的因素，它直接影

4、響到?jīng)_壓工藝過程設計、沖壓件的質(zhì)量和產(chǎn)品使用壽命，還關系到?jīng)_壓件的成本和組織均衡生產(chǎn)等。 因此，一方面應提高沖壓件的結構工藝性來改善沖壓過程的變形條件，以降低對材料的質(zhì)量要求；另一方面應選擇具有適當沖壓性能的材料。以適應沖壓過程的變形要求，保證制件質(zhì)量。 材料的沖壓性能是指材料對各種沖壓加工方法的適應能力。 沖壓性能好的材料應是便于加工、容易得到高質(zhì)量的沖壓件，生產(chǎn)率高(一次沖壓工序的極限變形程度和總的極限變形程度大)，模具消耗低等。 影響板料沖壓性能的質(zhì)量指標：力學性能、化學成分、金相組織、表面質(zhì)量和尺寸精度等。 1、力學性能： 1）延伸率和均勻延伸率： 材料的力學性能定義大家都很清楚，這里

5、解釋一下均勻延伸率：指試樣在拉伸試驗中，達到強度極限，即試樣開始出現(xiàn)局部頸縮時的延伸率。 因為頸縮后的塑性變形是不均勻的，它對沖壓工藝的貢獻不大。一般來說沖壓成形過程都是在均勻變形范圍內(nèi)進行的。 沖壓件的尺寸越大、結構越復雜等，所用的材料應該有較大的均勻延伸率，否則容易拉穿試件。 2） 屈強比 屈強比是材料的屈服極限與強度極限的比值，較小的屈強比幾乎對所有的沖壓成形都是有利的。 屈強比較小，即材料的屈服極限較小或強度極限較大。材料的屈服極限較小時，材料塑性變形所需要的應力小，能夠充分變形，對于彎曲件來說，回彈變形??；而拉延件起皺的趨勢小。強度極限較大時，沖壓件不易破裂，有利于提高極限變形程度

6、3） 硬化指數(shù) 常用金屬材料在常溫下的塑性變形過程中要出現(xiàn)硬化效應，使材料力學性能的強度指標(屈服極限和強度極限)隨變形程度的加大而增加，同時使其塑性指標(延伸率和斷面收縮率)低。也有少量金屬材料在一定條件下具有加工軟化特性。 材料在塑性變形中，其變形抗力(即每一瞬間的屈服應力)隨變形程度的變化可用硬化曲線來表示。在沖壓生產(chǎn)經(jīng)常用指數(shù)曲線來近似表示硬化曲線。 硬化指數(shù)n又稱為n值，它表示在塑性變形中材料的硬化程度。 n值大，表示材料的變形抗力隨變形的進展而增大的速度高因此，在同樣的條件下，n值大的材料在沖壓成形中不易出現(xiàn)局部的集中變形和破壞，能擴展變形區(qū)，使變形均勻穩(wěn)定，增大極限變形程度。 材

7、料的硬化對沖壓性能也右不利的影響。硬化的結果使所需要的變形力增大，還限制了毛坯的進一步變形。如孔邊緣部分材料硬化后容易在翻邊過程中引起開裂。常用退火熱處理來改善。 沖裁工藝是指利用沖裁模，在壓力機上使板料的一部分與另一部分分離的一類沖壓工藝。主要包括： 剪切（切斷）、落料、沖孔、修邊（切邊）和切口等。 1、沖孔：沿封閉的輪廓線分離，在工件上沖出所需形狀和尺寸的孔，沖去的為廢料，留在工作臺上的是零件。 2、落料：沿封閉的輪廓線分離，從板料上沖下所需形狀和尺寸的零件或毛坯，沖下的是零件，留在工作臺上的為毛坯。一、沖裁過程分析 沖裁是指沖壓分離工序，板料受力是從彈性變形開始，經(jīng)過塑性變形，以斷裂分離

8、結束。在沖裁過程中，沖裁凸凹模組成上下刃口，板料放在凹模上，在壓力機(或沖床)壓力作用下凸模逐步下降使板料發(fā)生變形，直至全部分離，完成沖裁。 沖裁變形過程見圖23。1、彈性變形階段 凸模接觸板料后，開始向下壓縮材料，使材料產(chǎn)生彈性壓縮和彎曲變形。板料與凸模和凹模的接觸處形成很小的圓角。隨著凸模的繼續(xù)壓入，材料的內(nèi)應力達到彈性極限。此時，凸模下的材料略有彎曲，凹模上的材料則向上翹。2、塑性變形階段 當凸模繼續(xù)下行、材料的內(nèi)應力達到屈服極限時，便開始了沖裁的塑性變形階段，沖模間隙的存在，使材料除了有剪切變形外，還同時伴有彎曲和拉伸變形。隨著凸模擠入材料的深度逐漸增大，即塑性變形程度逐漸增大。材料內(nèi)

9、部的拉應力和彎矩也都增大，變形區(qū)材料硬化加劇。直至凸、凹模刃口附近的材料應力集中，在拉應力作用下出現(xiàn)裂紋時，塑性變形階段即告結束。此時沖裁變形力達到最大值。3、斷裂分離階段 斷裂分離階段從材料在模具刃口附近出現(xiàn)微裂紋開始。隨著凸模繼續(xù)壓下，已形成的上、下兩面的微裂紋逐漸擴大，并向材料內(nèi)延伸。當上下兩條裂紋相遇重合時，材料便被剪斷分離。 二、沖裁件的斷面 材料在沖裁時的應力應變及斷面形狀如圖24所示。沖裁件的斷面具有明顯的區(qū)域性特征，包括塌角、光亮帶、剪裂帶和毛刺等四個部分。 塌角：在凸模壓入材料時，刃口附近的材料被牽連拉入變形而形成。 光亮帶：表面光滑，表面質(zhì)量最佳，它是在塑性變形過程中由凸、

10、凸模擠壓切入材料所形成的。 剪裂帶：表面較粗糙，帶斜度而不與板平面垂直它是材料剪斷分離時所形成的。 毛刺：材料出現(xiàn)微裂紋時形成，隨凸模的下行被拉長，并殘留在沖裁件上。 1、材料的性能 塑性差的材料斷裂傾向嚴重，沖裁件斷面大部分是剪裂帶；靠塑性變形形成的光亮帶和塌角所占比例小，毛刺也較小。 而塑性好的材料則與此相反。 2、板料厚度 板料厚度是相對于模具間隙而言的。 3、模具結構 模具結構中對沖裁件斷面質(zhì)量影響最大的是模具間隙： 微裂紋產(chǎn)生的位置并非正對著凸、凹模刃口，而是在離刃口不遠的側面上。這就導致沖裁件產(chǎn)生一定的毛刺。沖模間隙合適時，毛刺高度較小。 另外，凸、凹模刃口鋒利程度的影響也很大。以

11、及壓料力、凸模下對板料加反壓力和模具潤滑等都有影響。 三、沖裁模間隙 Z 指凸、凹模之間的間隙，其對沖裁件的質(zhì)量影響極大，同時影響：沖裁力、模具壽命。 1、 對沖裁件質(zhì)量的影響 1） 對沖裁件斷面的影響 圖25 沖裁模間隙較大時，材料中的拉應力也較大，容易產(chǎn)生裂紋，塑性變形階段結束較早，因此光亮帶較小，而剪裂帶、塌角和毛刺都較大，沖裁件的翹曲也較顯著。 間隙較小，情況剛好相反。 間隙過大或過小均導致上、下兩面的剪裂紋不能相交重合于一線。 2） 對沖裁件尺寸精度的影響 沖裁模間隙較大時，材料受拉伸作用大，沖裁后材料的彈性恢復也較大，因此，使落料尺寸小于凹模尺寸，沖孔孔徑大于凸模直徑。另一方面，沖

12、裁模間隙較大使翹曲嚴重，而翹曲的彈性恢復使落料尺寸增大，沖孔孔徑減小，與材料受拉伸的彈性恢復正好相反沖裁模間隙較小時，材料受凸、凹模擠壓力大，沖裁后材料的彈性恢復使落料件尺寸增大，沖孔孔徑減小。 2、對沖裁力的影響 間隙正常時，沖裁過程中的沖裁力達到最大值之后急劇減小，這是因為可以使上、下裂紋重合。 沖裁模間隙較小時，材料所受的彎矩和拉應力較小，材料不易產(chǎn)生斷裂分離，因而使沖裁力增加。 沖裁模間隙對卸料力和推件力的影響比較大。間隙增大后，從凸模上卸料或從凹?？卓谥型瞥隽慵几×Α?、對模具壽命的影響 間隙較小時，凸模與被沖孔之間、凹模與落料件之間的摩擦較大，卸料和推件時的摩擦也較大，將加劇凸

13、、凹模側面的磨損。另外，模具刃口受壓應力較大，還容易造成刃口變形，甚至崩刃。所以，常采用較大的沖模間隙來延長模具壽命。4、沖裁模間隙值的確定 由于沖裁模間隙對沖裁件質(zhì)量、模具壽命、卸料力、推件力和沖裁力的影響規(guī)律均不相同，因此不存在一個絕對的合理間隙值能滿足各方面的要求。 選定間隙值時通常只考慮沖裁件斷面質(zhì)量和模具壽命這兩個主要因素。 表23是依據(jù)沖裁時上、下裂紋重合而確定的合理間隙值，適用于汽車車身等尺寸公差范圍較大的零件。四、沖裁時各種力的計箅 1、 沖裁力 沖裁力是指在沖裁中為使材料分離所需的最大沖壓力。 沖壓力在沖裁過程中不斷變化，在塑性變形階段結束時達到最大值，與沖裁件的周邊長度、板

14、厚、材料力學性能、沖模間隙和模具刃口的利鈍狀況有關。 1）平刃沖模的沖裁力： P=K L t 式中 P沖裁力，N； L沖裁周邊長度，mm； t材料厚度，mm; 材料抗剪強度，MPa； K 系數(shù)。 系數(shù)K是考慮到?jīng)_模間隙的波動和不均勻、刃口的鈍化、材料厚度及力學性能的波動等因素而給出的一個修正系數(shù)。一般可取K=1.3。 對鋼材來說： o8bPL t b 式中：b材料的抗拉強度，MPa 。 2） 沖裁力過大時，可以采取以下一些措施： （1）加熱沖裁： （2）斜刃沖模和沖裁力 圖2-6四、沖裁件的結構工藝性 1) 沖孔形狀應盡量簡單，最好是規(guī)則的幾何形狀或由規(guī)則的幾何形狀(如圓弧和直線)組成，以方便

15、模具的制造。 2)避免過長的懸臂與狹槽。懸臂和狹槽的寬度b要大于材料厚度t 的2倍(圖2-7a)。以增加模具相應部位處的強度。 3)孔與孔之間或孔與零件邊緣之間的距離 a (圖27b)受到模具強度和沖裁件質(zhì)量的限制，不能過小，一般應取a2t，且a3-4 mm。 4)沖裁輪廓線的轉(zhuǎn)角處要避免尖角，而采用圓弧轉(zhuǎn)角，以避免模具在熱處理或沖壓時轉(zhuǎn)角處開裂，防止尖角部位刃口磨損過快。在轉(zhuǎn)角的夾角大于900時，圓角半徑應大于(0.3-0.5)t； 夾角小于900時，圓角半徑應大于(0.60.7)t。如補圖所示。 5)沖孔尺寸不能過小，以保證沖裁凸模的強度和剛度，對于低碳鋼，最小孔徑應大于材料的厚度。 6)

16、沖裁件的外形應盡可能符合少廢料或無廢料的排樣要求，以降低材料消耗。 一、概述 把平板毛坯、型材或管材彎成一定的曲率和角度， 以形成一定形狀零件的工序稱為彎曲。 彎曲成形在汽車車身制造中應用很廣。圖2-8是幾種典型的彎曲件。 在生產(chǎn)中，彎曲成形因采用不同的工具設備而形成不同的彎曲方法。如在普通壓力機上使用彎曲模的壓彎，折彎機上的折彎，滾彎機上的滾彎以及拉彎設備上拉彎等。各種彎曲方法雖然不同，但其變形過程和變形特點有一些共同的規(guī)律。下面主要對壓彎進行分析。 二、彎曲變形分析 1、 彎曲變形過程2-4 彎曲工藝 2、 彎曲變形特點 由板料側壁的坐標網(wǎng)格在彎曲變形前后的變化以及彎曲件圓角部分的斷面形狀

17、(圖210)可見，彎曲變形有以下幾個特點： 1）彎曲變形區(qū)主要在圓角部分，在直邊部分“沒有變形”（僅在靠近圓角的直邊部分有少量變形）。 2）變形區(qū)內(nèi)，板料的外區(qū)(靠凹摸一側的部分)受切向拉伸而伸長，bb弧長 bb間距；內(nèi)區(qū)(靠凸模一側的部分)受切向壓縮而縮短，aa弧長 aa間距。由內(nèi)、外表面至板料中心，伸長和縮短的程度逐漸變小。在內(nèi)、外區(qū)之間，有一長度不發(fā)生變化的應變中性層。 3）當相對彎曲半徑(彎曲半徑r與板厚t之比r/t)較小時，彎曲變形區(qū)中的板料厚度變薄。 4）窄板(板料寬度B3t)彎曲后：橫斷面幾乎不變?nèi)詾榫匦危瑘D210d。 3、 彎曲變形時的應力與應變狀態(tài) 彎曲變形時的應力與應變狀態(tài)

18、如表26所示。 窄板彎曲時，板料變形區(qū)內(nèi)切向上的應力和應變?yōu)樽畲螅覒蛻兊姆较蛞恢?。?nèi)區(qū)的切向應力1是壓應力，切向應變1是壓縮應變；外區(qū)的切向應力1是拉應力，切向應變1是拉伸應變。由于窄板在寬度方向上能自由變形，所以材料在寬度方向上的應力接近于零。在寬度方向上，內(nèi)區(qū)的應變2是拉伸應變，外區(qū)的應變2是壓縮應變。在厚度方向上，由于外區(qū)的材料有向內(nèi)移動的趨勢，使內(nèi)、外區(qū)都受到壓應力3作用，內(nèi)區(qū)的應變3是拉伸應變，外區(qū)的應變3是壓縮應變。由此可見，窄板彎曲變形區(qū)處于平面應力狀態(tài)和立體應變狀態(tài)。 寬板彎曲時，切向和厚度方向的應力應變狀態(tài)與窄板相同。但寬板在寬度方向上變形困難，寬度基本不變，內(nèi)、外區(qū)

19、的寬度方向應變都接近于零。內(nèi)區(qū)寬度方向的應力2是壓應力，阻止材料變寬；外區(qū)寬度方向的應力2是拉應力，阻止材料變窄。寬板彎曲變形區(qū)處于立體應力狀態(tài)和平面應變狀態(tài)。 三、彎曲件的回彈 1、 回彈及其影響因素 回彈是彎曲件質(zhì)量的主要問題之一。 和任何一種塑性變形一樣，在外載荷作用下，彎曲件產(chǎn)生的變形由塑性變形和彈性變形兩部分組成。當外載荷卸除后，彎曲件的塑性變形保留下來，而彈性變形則完全消失。彎曲件的形狀和尺寸都會發(fā)生與加載時變形方向相反的變化(圖2-11)，這種現(xiàn)象稱為彎曲件的回彈。 彎曲件回彈時，彎曲角由變?yōu)?(圖211)，彎曲半徑由r變?yōu)榱藃0。通常用回彈角來表示彎曲件的回彈程度： = 0 (

20、211) 回彈角越大，表示回彈越嚴重。 影響回彈的因素主要有以下幾點：1)材料的力學性能 材料的屈服極限較大、彈性模數(shù)較小或硬化指數(shù)較大時，回彈角較大。2)相對彎曲半徑 rt rt越大，彎曲件的變形程度越小， 但其中彈性變形所占的比例卻越大，因此回彈角越大。3)彎曲中心角 彎曲件圓角部分的中心角越大，表示變形區(qū)的長度越大，回彈角也越大。4)彎曲力 、彎曲方式 當對毛坯施加的彎曲力超過彎曲變形所需的力時，就對毛坯有一個校正作用。這種校正彎曲比自由彎曲的回彈角小。校正力越大，回彈角越小。5)形狀復雜的彎曲件 若一次彎成，由于各部分互相牽制，回彈角減小。如雙角壓彎的U形件比單角壓彎的V形件回彈角要小

21、些。6)模具間隙 在U形件的彎制中，模具間隙越大，回彈角就越大。 此外，材料性能的波動、板厚的偏差等，都會引起回彈角的變化。 2、控制回彈的措施 由于塑性變形的同時總是存在著彈性變形，所以要完全消除彎曲件的回彈是不可能的。在生產(chǎn)中，可以采取一些措施來減少回彈或補償回彈所產(chǎn)生的誤差。 彎曲回彈主要導致成形零件的形狀和尺寸精度低。因此我們要設計合理的彎曲成形工藝和模具來降低回彈的影響，提高彎曲件的精度等級。具體是根據(jù)影響回彈的各個因素，先算出回彈角，以此來修正模具角度，補償回彈產(chǎn)生的誤差。 減小回彈的措施：1）選用合適材料及改進零件局部結構 彎曲零件的回彈量大小與板料的力學性能間有著直接的關系。

22、加強彎曲件變形部位的剛度：例如 (圖212)壓制加強筋、翻邊、或采用較小的彎曲半徑。以改變變形區(qū)材料應力、應變分布，不僅可以增加零件的剛度，而且可以減小彎曲回彈量。 在滿足產(chǎn)品使用要求的前提下，從彎曲件的結構設計上加以改進，增加變形部位的剛度和提高材料的塑料變形程度，以減輕回彈。 2）校正法 彎曲成形終了時，板料坯料與模具貼合以后，對坯料施加一定的附加壓力以校正彎曲變形區(qū)，迫使變形區(qū)內(nèi)層纖維沿切向產(chǎn)生拉伸應變。這樣經(jīng)校正后的板料內(nèi)、外層纖維都被伸長變形，卸載后，內(nèi)、外層纖維都要縮短，其回彈趨勢互相抵消，從而達到減少回彈量的目的。 調(diào)整機械壓力機滑塊的下止點位置或延長油壓機保壓時間，從而改變校正

23、力或增加校正作用時間，以控制回彈。 3)改進模具結構 在凸模上作出補償角(圖213)， 使彎曲件回彈后達到要求的形狀尺寸。 另外，做成弧形(圖214)，局部凸起 (圖215)，突肩(圖216) 。 彎曲半徑越小，板料的切向變形程度越大。如果彎曲半徑太小，板料外區(qū)表面的變形將超過材料的許可范圍而產(chǎn)生裂紋。在保證板料表面不發(fā)生破壞的條件下，工件能夠彎成的內(nèi)表面最小圓角半徑稱為最小彎曲半徑rmin。 影響最小相對彎曲半徑rmin/t的因素有： 1)材料的力學性能 材料的塑性越好，塑性指標(延伸率、斷面收縮率等)越高，其rmin/t越小。 2)彎曲線方向 彎曲件的彎曲線與板料軋制方向垂直時，rmin/

24、t最小；彎曲線與軋制方向平行時，rmin/t最大。如補圖2-18-1所示。四、最小相對彎曲半徑 rmin/t 3)板料邊緣斷面質(zhì)量 彎曲件毛坯在下料時產(chǎn)生的硬化使邊緣的材料塑性降低，下料形成的毛刺使彎曲時應力集中，從而使rmin/t值增大。 4)彎曲中心角 彎曲件上靠近圓角部分的直邊也有一定的變形，可以起到減輕圓角部分的變形程度的作用。彎曲中心角越小，圓角部分的切向長度越小， 這種減輕作用就越顯著，rmin/t就越小。 5)板料厚度 在相同條件下，板料厚度越小，切向應變在厚度方向上的變化梯度越大。厚度較小時，與切向變形最大的外表面相鄰的部分變形較小，可以起到阻止板料外表面產(chǎn)生局部不穩(wěn)定變形的作

25、用。因而，可以允許較大的彎曲變形，板料厚度越小，rmin/t就越小。 表27給出了鋼板的最小相對彎曲半徑。 彎曲件毛坯長度可以根據(jù)應變中性層在彎曲前后長度不變的特點來確定，即應變中性層的展開長度就是毛坯長度。 應變中性層的位置與彎曲變形程度有關。當變形程度較小(相對彎曲半徑rt較大)時，應變中性層在板料厚度的中間，其曲率半徑為： =r+0.5 t (212)式中: 應變中性層的曲率半徑，mm； r彎曲件的彎曲半徑，mm； t板料厚度，mm。當彎曲變形程度較大(相對彎曲半徑rt較小)時，應變中性層不在板料厚度的中間，而是向內(nèi)側偏移。五、彎曲件毛坯尺寸的確定 生產(chǎn)中常采用經(jīng)驗公式來計算此時的中性層

26、曲率半徑： r+K t (21 3)式中: K中性層位移系數(shù)，其值可參照表28選取。 應變中性層的曲率半徑確定以后，可由此算出圓角部分應變中性層的長度。將彎曲件各直邊長度和各圓角中性層長度加起來就是毛坯長度。 對于圓角半徑很小(r2t(圖221)。h過小時，彎邊在模具上支持的長度過小，不易形成足夠的彎矩，很難得到形狀準確的制件。零件的使用功能要求h很小時，可先加高直邊，彎曲后再切掉；也可先在彎曲線上壓槽(圖221)，以減小彎曲所需的彎矩。如果彎曲件直邊側面帶有斜邊， 而且斜邊到達了變形區(qū)(圖222a)，則在直邊高度小于2t的區(qū)段不能彎曲到要求的角度，而且此處易開裂。必須改變零件形狀，加高直邊，

27、使h=(24)t3mm(圖222b)。 3)局部彎曲時，彎曲根部容易開裂。此時應減小不彎曲部分的寬度B(圖223a)，使其退出彎曲變形區(qū)；或者在彎曲部分與不彎曲部分之間切槽(圖223b)。 4)彎曲有孔的板料時，如果孔位于彎曲變形區(qū)附近，則在彎曲時孔的形狀會改變。因此，應盡量使這些孔分布在變形區(qū)以外。如果孔邊至彎曲變形區(qū)太近，可在彎曲線上沖工藝孔或切槽，以減少對孔的影響。若對孔的精度要求較高，則應把孔的加工安排在彎曲工序之后。 5)彎曲件形狀應對稱，以保證彎曲時板料不會因摩擦阻力不均勻而產(chǎn)生滑動。若工件不對稱時，必須在設計模具時考慮增設壓料板或定位裝置。 拉深又叫拉延或壓延, 是利用拉深模將已

28、沖裁好的平板毛坯（或?qū)⒁褖褐频拈_口空心毛坯淺的空心杯）壓制成各種所需形狀和尺寸的開口空心零件（板料厚度基本不變）的沖壓成形工序。用拉深工藝可以制成筒形、階梯形、錐形、球形、方盒形和其它不規(guī)則形狀的開口空心薄壁類零件，如所示。 拉深件種類很多，形狀各異，各種零件的變形區(qū)位置、受力情況、變形特點和成形機理等也不相同，甚至有本質(zhì)的區(qū)別。因此確定工藝參數(shù)、工序順序及設計模具的原則和方法也有很大差異。為了便于工藝分析，在設計模具時，可按拉深件的變形力學特點，將其分為：直壁旋轉(zhuǎn)體(如圓筒形)零件、曲面旋轉(zhuǎn)體(如球形)零件、直壁非旋轉(zhuǎn)體(如盒形)零件和曲面非旋轉(zhuǎn)體 (如復雜曲面的汽車車身覆蓋件不規(guī)則形狀)零

29、件等四種類型。1、 圓筒形零件拉深的變形分析 圓筒形零件的拉深是平板毛坯在凸模的作用于逐漸被壓入凹模而形成圓筒的形狀。下面來分析拉深前平板圓形毛坯上的一個扇形部分(圖224a)在拉深過程中的變形特點。 扇形毛坯的OC0 D0部分在全部拉深過程中都與凸模端面相接觸，始終保持其平面形狀，基本上不產(chǎn)生塑性變形或只產(chǎn)生很小的塑性變形，最終成為圓筒形的底部。這個部分在拉深過程中把凸模的作用力傳遞給圓筒側壁，起到傳遞拉深力作用。它本身處于兩向拉應力狀態(tài)（切向、徑向，圖225)。 在拉深過程中形成的圓筒形側壁部分CDFE(圖224b)是平板毛坯扇形的C0 D0 F0 E0部分變形而成的，它是結束了塑性變形的

30、已變形區(qū)。在以后的拉深過程中，這個部分起傳遞拉深力作用，把凸模的作用力傳遞到平面法蘭ABFE部分，側壁部分是單向拉應力狀態(tài) (圖2-25)。 平面法蘭部分ABFE(圖224b）是拉深時的主要變形區(qū)。它在徑向拉應力作用下產(chǎn)生塑性變形，并向中心移動，逐漸進入凸、凹模之間的間隙而形成圓筒形側壁。變形區(qū)在向模具中心移動時，圓周方向上的尺寸隨之減小，由于受相鄰材料的作用，在圓周方向上產(chǎn)生切向壓應力。因此，變形區(qū)處于徑向受拉和切向受壓的應力狀態(tài)(圖225)。變形區(qū)在切向產(chǎn)生壓縮變形，其外邊緣由初始長度 R0 縮小為 d2 (圖224)；變形區(qū)在徑向產(chǎn)生伸長變形，由毛坯的初始尺寸 R0 一d0 2 變?yōu)閳A筒

31、形的高度 H (H R0 一d0 2)。 在拉深時，板料的厚度也發(fā)生變化(圖226)。 在圓筒形拉深件的側壁上部厚度增加最多，這是因為變形區(qū)的材料除了向徑向延展外，在切向壓應力作用下還向厚度方向流動，越靠毛坯外緣，加厚的趨勢越大。在側壁下端靠圓角處的厚度減小量最大，這是由于這個部位受拉應力作用的持續(xù)時間最長。這里是最容易被拉裂的危險斷面。 拉深件毛坯除了在法蘭部分產(chǎn)生主要的變形之外，還在凸模圓角處和凹模圓角處產(chǎn)生彎曲變形。板料進入凹模圓角區(qū)時要產(chǎn)生彎曲變形，通過凹模圓角區(qū)后又被反向彎曲而拉直。側壁的拉伸作用使處于凸模圓角區(qū)的板料也有類似的雙向彎曲變形。 除拉裂(如補圖2-26-3/4）以外，起

32、皺(如補圖2-26-5，與因為金屬材料力學性能各向異性導致的拉深件的制耳或稱凸耳不同。）也是拉深中經(jīng)常出現(xiàn)的一個主要質(zhì)量問題。拉深變形區(qū)的板料在切向壓應力作用下，很容易失穩(wěn)而發(fā)生起皺現(xiàn)象。毛坯厚度越薄，拉深變形程度越大，就越易起皺。產(chǎn)生嚴重起皺后，材料不能流入凸、凹模間隙，毛坯會被拉斷。即使輕微起皺，材料勉強進入凹模，也會在拉深件側壁留下起皺的痕跡，影響其表面質(zhì)量。最常用的防皺方法是在毛坯的法蘭面上加壓料圈(圖227)，使毛坯在壓料圈與凹模面之間的縫隙中通過。 單動壓力機上，壓料力Q是彈性壓料裝置的彈性力或氣墊中的壓縮空氣作用力；雙動壓力機上的壓料力Q則由壓力機的壓料滑塊直接提供。1) 拉深系

33、數(shù) m 由于各種拉深件的深度與直徑的比值不同，有的可以只用一次拉深工序制成，也有需要進行多次拉深工序才能制成的。拉深的次數(shù)關系到拉深件的經(jīng)濟性和質(zhì)量。拉深次數(shù)的確定，既要保證拉深能夠正常進行，不發(fā)生拉裂或起皺，又要充分利用材料的塑性變形能力。 在確定拉深次數(shù)和進行拉深工序過程設計時，通常用拉深系數(shù)作為計算的依據(jù)。拉深系數(shù)m是指拉深后的圓筒形零件直徑d與拉深前毛坯直徑D之比： m=d/D (218) 拉深系數(shù)反映了拉深前后毛坯直徑的變化量，和毛坯邊緣在拉深時切向壓縮變形的大小。是拉深變形程度的一種表示方法。m越小，表示拉深變形程度越大。2、 圓筒形零件拉深工藝參數(shù) 對于第二次及其以后各次的拉深工

34、序，拉深系數(shù)也用類似的公式表示(如圖2-28所示)： mn =dn / dn-1 (219) 式中: mn第n次拉深工序的拉深系數(shù)； dn第n次拉深工序后所得到的圓筒形零件直徑，mm； dn-1第n次拉深工序所用的圓筒形毛坯直徑，mm。 為了減少拉深次數(shù)，通常希望采用盡可能小的拉深系數(shù)。但是當拉深系數(shù)過小時，毛坯變形區(qū)產(chǎn)生塑性變形就需要很大的拉應力，可能導致傳力區(qū)產(chǎn)生不允許的塑性變形，甚至被拉裂，變形區(qū)也容易起皺。在保證變形區(qū)為弱區(qū)，使拉深過程能正常進行的條件下，可能采用的最小拉深系數(shù)稱為極限拉深系數(shù)。 表210是適用于低碳鋼的極限拉深系數(shù)。影響拉深系數(shù)的主要因素： （1）材料的力學性能 強度

35、高、塑性好(即屈強比s /b小)的材料，拉深性能好，拉深系數(shù)可取小些。 （ 2）材料的相對厚度 材料相對厚度 tD 較大時，拉深過程中不易起皺，所需壓料力小，拉深系數(shù)可取小些。 （3）模具圓角 凸、凹模圓角半徑較大時，毛坯在圓角處的彎曲變形小，拉深變形所需的拉應力相應減小，毛坯不易拉裂，因此拉深系數(shù)可以取小些。 （4）潤滑 毛坯與凹模、壓料圈之間的潤滑較好時，可降低毛坯側壁所受的拉應力，拉深系數(shù)可以取小些。 而毛坯與凸模之間的摩擦力有減小危險斷面?zhèn)鬟f拉應力的作用，所以生產(chǎn)中常采用毛坯單面潤滑法。實際上，具體為只潤滑凹模腔和凹模上平面。2）拉深力 拉深力和壓料力是選擇設備的主要依據(jù)之一。 拉深力

36、與拉深系數(shù)、材料的力學性能、零件的尺寸、模具的結構以及潤滑等有關。生產(chǎn)中常用經(jīng)驗公式計算拉深力： P1=d1tb K1 (220) Pn=dntb Kn (221) 式中： P1 、Pn分別為第一次拉深力和以后各次拉深力，N； d1、dn分別為第一次拉深和以后各次拉深所得到的拉 深件直徑，mm； t材料厚度，mm；b 材料的強度極限，MPa； K1 、 Kn 系數(shù)，可從表211和表212中查取。3） 壓料力 壓料力的大小對拉深過程有顯著的影響。壓料力太小，防皺效果不好；壓料力太大，會增加毛坯的內(nèi)應力，增加拉裂的危險。通常取壓料力稍大于防皺所需的最低值，可按下式確定： Q=F q (222)式中

37、： Q壓料力，N； F拉深開始時的壓料面積，mm2 ； q單位壓料力，MPa。 單位壓料力q值決定于材料的力學性能、拉深系數(shù)、板料的相對厚度和潤滑等。一般說來，當板料的強度高、相對厚度小、拉深系數(shù)小時，必需的q 值較大。 對于深拉深用鋼板，t0.5mm 時，取 q=2.53.0 MPa。4） 圓筒形拉深件毛坯尺寸的確定 確定拉深件毛坯時，可以忽略毛坯厚度在拉深過程中的變化，按照拉深件的表面積與毛坯面積相等的原則計算毛坯尺寸。 旋轉(zhuǎn)體拉深件的毛坯形狀是圓形的，如圖230所示計算毛坯尺寸。先把拉深件加上切邊余量h(可按表21 3選取)， 再劃分成若干個便于計算的部分， 分別算出各部分的面積，相加后

38、即得到拉深件的總面積F，然后按下式計算出圓形毛坯的直徑D： FD41） 盒形零件的拉深變形特點 盒形零件的拉深變形在性質(zhì)上是與圓筒形零件相同的，變形區(qū)也是一拉一壓的應力狀態(tài)。但是圓筒形零件的拉深變形在周邊上是均勻的，而盒形零件的拉深變形在周邊上則是不均勻的。這就是這兩種零件拉深的主要差別。 盒形零件可以劃分為長度分別為A2r和B2r的4個直邊部分和半徑為 r 的4個圓角部分(圖231)。若直邊部分和圓角部分的變形沒有聯(lián)系，則盒形件的拉深就是由直邊部分的彎曲和圓角部分的拉深所組成。 但直邊部分和圓角部分是一整體，必然有相互的作用和影響協(xié)調(diào)變形協(xié)調(diào)變形，因此它們的成形不是簡單的彎曲和拉深，兩部分之

39、間并不存在明確的界限。 拉深前：在毛坯表面上的圓角部分劃上徑向放射線與同心圓組成的網(wǎng)格線，在直邊部分劃上相互垂直的等距網(wǎng)格線，距離分別為 l 和 h (圖231)。觀察拉深后網(wǎng)格變化，可以了解盒形零件的拉深變形情況。 拉深后：直邊部分上的網(wǎng)格發(fā)生了橫向壓縮和縱向伸長。網(wǎng)格的橫向尺寸：l3 l2 l1h2h1h 。由尺寸變化可以看出，直邊部分的變形是不均勻的。不論是橫向壓縮還是縱向拉伸，都是直邊中間部分變形最小，靠近圓角部分變形最大，靠近底部部分變形最小，靠近上口部分變形最大。 拉深后，圓角部分的網(wǎng)格不是與底面垂直的等距離平行線，而是上口處距離大，底部距離小的斜線。 上述現(xiàn)象表明，由于直邊部分存

40、在橫向壓縮變形，使圓角部分的拉深變形程度和變形引起的硬化程度都有所降低，變形所需要的徑向拉應力也低于相同尺寸的圓筒形零件拉深。此外，在拉深過程中，變形區(qū)內(nèi)直邊部分材料的流動速度大于圓角部分材料的流動速度，直邊部分材料流動對圓角部分材料流動的帶動作用使圓角部分側壁底部危險斷面的拉應力有所降低。2） 盒形件拉深的極限變形程度 由于盒形件的直邊部分緩解了圓角部分的變形程度，降低了危險斷面的拉應力；因此，盒形件的極限變形程度大于圓筒形件。盒形件的相對圓角半徑 rB(圖231)越小，直邊部分的影響就越大，極限變形程度就越高；rB越大，直邊部分的影響越小，而當 rB=0.5時，盒形件變成圓筒形件，其極限變

41、形程度也就是圓筒形件的極限變形程度了。 盒形件初次拉深的極限變形程度可以用相對高度 Hr 來表示。由平板毛坯一次拉深可能沖成的盒形件高度決定于盒形件的相對圓角半徑 rB 、相對厚度 tB 和材料的沖壓性能。對深拉深用鋼板，可按表214查取一次拉深的最大相對高度。當 tB 0.015，且AB 2時，取表中較大值。 假如盒形件的相對高度 Hr 不超過表214中所列的數(shù)值， 則盒形件可一次拉深成形。否則，必須采用多次拉深。3）盒形件毛坯形狀和尺寸的確定 盒形件毛坯的確定也按照毛坯面積等于零件表面積的原則。此外，毛坯的形狀還應保證材料在周邊上的分布能夠滿足零件形成等高側壁的需要。 由于盒形件拉深時變形

42、的不均勻性以及零件尺寸、材料性能、模具結構、工序數(shù)目等因素對變形的影響，現(xiàn)在還不可能比較精確地用理論計算來確定毛坯的形狀和尺寸。生產(chǎn)中常利用一些簡單的計算方法經(jīng)驗公式初步確定一個供試驗用的毛坯形狀和尺寸，然后按試沖結果對毛坯形狀和尺寸進行修正。拉深一般不可能得到上口十分平齊的零件，還要對其進行修邊。 一次拉深成形較淺的盒形件，可用下述方法初步計算毛坯的形狀和尺寸。先將盒形件的直邊按彎曲變形，圓角部分按四分之一圓筒形件拉深變形在盒形底部平面上展開(圖232)，得毛坯外形ABCDEF。直邊部分的展開長度 l: l = H+0.57 rp (223)式中: H盒形件的沖壓高度，即盒形件高度 h 與修

43、邊余量h 之 和，mm；(對于一次拉深成形，可取h=0.03h0.04h) rp盒形件底部的圓角半徑，mm。 圓角部分的展開半徑 R: 此時的毛坯形狀不具有圓滑過渡的輪廓，也沒有考慮到材料由圓角部分向直邊部分的轉(zhuǎn)移。因此，再進行如下的修正：分別從BC的中點G和DE的中點H向圓弧R作切線，再用圓弧將切線和直邊展開線聯(lián)接起來。于是就得到毛坯的外形ALGHMF。)16. 0(86. 022pprrrrHrR 對于需要多次拉深的較深的方盒形件，可以采用圓形毛坯(圖233)，其直徑D： 對于高度和角部圓角半徑都較大的矩形盒，可以采用長圓形(圖234)或橢圓形毛坯。毛坯窄邊的曲率半徑按半個方盒計算，即取R

44、=D2。)18. 011. 0(4)5 . 0(72. 1)43. 0(413. 12rrrrHrrHBBDppp 曲面形狀零件包括球形零件、錐形零件、拋物面形狀零件和其它復雜形狀的曲面零件。車身覆蓋件大多是復雜曲面零件。曲面形狀零件拉深的變形區(qū)位置、受力情況、變形特點和成形機理都與圓筒形件拉深有很大的差別。下面以曲面旋轉(zhuǎn)體零件為例來分析曲面形狀零件的拉深特點。 圓筒形件的拉深變形區(qū)僅僅限于壓料圈下的法蘭部分，即寬度為AB的環(huán)形部分(圖235)。而在曲面形狀零件的拉深中，除了法蘭部分為變形區(qū)外，毛坯中間半徑為OB的圓形部分將由平面變?yōu)榍?，也是變形區(qū)，在很多情況下甚至是主要變形區(qū)。 圖236是

45、一個曲面零件拉深后實測的變形分布結果。括號外的數(shù)字是緯向變形值(直徑的變化量)，括號內(nèi)的數(shù)字是經(jīng)向變形值；正號表示伸長，負號表示壓縮。圖中第5點在拉深前后直徑?jīng)]有變化，形成一個直徑為D分界的分界圓，把毛坯的中間部分(即圖235中的OB部分)劃分成兩個不同的變形區(qū)。分界圓以內(nèi)的毛坯處于兩向受拉的應力狀態(tài)，毛坯厚度變薄，表面積增大，其成形機理為脹形；分界圓以外的部分(即圖235中的BF部分)，毛坯處于經(jīng)向受拉和緯向受壓的應力狀態(tài)，其成形機理為本身的拉深變形與內(nèi)部的脹形變形。 而在毛坯法蘭部分(即圖235中的AB部分)的應力狀態(tài)和變形特點則完全與圓筒形件的拉深相同。由此可知，曲面形狀零件拉深的成形機

46、理同時存在著拉深和脹形兩種形式。 圖235中的BF部分處于不與模具表面接觸的懸空狀態(tài)，抗失穩(wěn)能力較差，拉深時在緯向壓應力作用下容易起皺，這種毛坯中間部分起皺的現(xiàn)象時常成為曲面零件拉深時必須解決的主要問題。加大毛坯直徑、增加壓料力和采用有拉深筋的沖模都可以減小毛坯中間部分起皺的趨勢。這三種措施的共同特點，都是用增大毛坯法蘭邊的變形阻力和摩擦阻力的方法來提高徑向拉應力的數(shù)值，增大毛坯中間部分的脹形成分，從而減小毛坯中間部分受緯向壓應力作用的區(qū)域，降低緯向壓應力的值。一、脹形 脹形是一種成形工序。在車身沖壓生產(chǎn)中，脹形主要用于平板毛坯的局部成形，如在沖壓件上壓制凹坑、凸臺、加強筋和文字等。脹形也是沖

47、壓的一種基本變形形式，常常與其它變形形式一起出現(xiàn)在復雜形狀零件的沖壓過程中。如曲面形狀零件拉深時，毛坯中間部分就要產(chǎn)生脹形變形。 在平板毛坯上局部脹形如圖237所示。當毛坯外徑較大，超過凹?？讖饺兑陨蠒r，由于毛坯外環(huán)發(fā)生切向收縮的阻力很大，外環(huán)成為相對的強區(qū)。而凸模直接作用下的毛坯部分則成為弱區(qū)，所以塑性變形就局限在這個范圍里。脹形時，變形區(qū)內(nèi)的板料處于雙向拉應力狀態(tài)， 。變形過程中，材料不向變形區(qū)外轉(zhuǎn)移，也不從外部進入變形區(qū)內(nèi)。變形區(qū)內(nèi)板料形狀的變化是由其厚度變薄、表面積增大來實現(xiàn)的。 由于脹形時板料處于雙向受拉的應力狀態(tài)，變形區(qū)的毛坯一般不會產(chǎn)生失穩(wěn)起皺現(xiàn)象，沖成的零件表面光滑、質(zhì)量好。

48、由于脹形時在板料厚度方向上的拉應力分布比較均勻，內(nèi)、外表面上的拉應力之差較小，因而制件形狀穩(wěn)定，回彈很小，容易得到尺寸精度較高的零件。所以，有時還采用脹形的方法對沖壓成形之后的零件進行校形，以提高尺寸精度。對于曲率不大，比較平坦的車身覆蓋件，也常用脹形方法或帶有很大脹形成分的拉深方法(如模具采用具有很強作用的拉深筋)來成形。 脹形的極限變形程度主要取決于材料的塑性。塑性越好，延伸率越大，極限變形程度就越大。此外，材料的硬化指數(shù)n較大、凸模圓角半徑較大、或模具表面摩擦較小時，都有利于板料的變形均勻，可使脹形的極限變形程度提高。 局部脹形的深度受極限變形程度的限制。為了避免裂紋產(chǎn)生，脹形深度不能過

49、大。對于低碳鋼，若用球形凸模，即圖237中所示 r=d2時，脹形可達到的極限深度約為 hd3；若用平端面凸模，脹形可達到的深度為 h(0.150.20)d，具體數(shù)值取決于凸模的圓角半徑 r。 在平板上壓制加強筋可能達到的深度決定于材料的塑性和加強筋的幾何形狀。對于低碳鋼，當加強筋斷面具有圓滑過渡的形狀時，壓筋深度h可達到筋的寬度b的30%左右，即 h0.3b。 用剛體凸模時，平板毛坯脹形力可按下式估算： P=K L t b (226)式中： P脹形力，N; K系數(shù)，可取0.71.0，變形程度大時取較大值； L脹形區(qū)周邊長度，mm； t板料厚度，mm； b 材料的抗拉強度極限，MPa。 翻邊是在

50、毛坯的平面或曲面部分上使板料沿一定的曲線翻成豎立邊緣的沖壓方法。 車身沖壓件常用翻邊來作為焊接和裝配面，用翻邊來增加零件的剛度，用翻邊使覆蓋件邊緣光滑、整齊和美觀。翻邊在車身沖壓中的應用很普遍。 按變形的性質(zhì)，翻邊可以分為伸長類翻邊和壓縮類翻邊。伸長類翻邊的切向變形是伸長變形，翻邊后的板料邊緣輪廓變長；壓縮類翻邊的切向變形是壓縮變形，翻邊后的板料邊緣輪廓變短。 當翻邊是在毛坯的平面部分上進行時，又稱為平面翻邊；當翻邊是在毛坯的曲而部分上進行時，稱為曲面翻邊。 圓孔翻邊(圖238)和常見的非圓孔內(nèi)凹曲線翻邊(圖239)屬于伸長類翻邊。 圓孔翻邊前的毛坯孔直徑為d0 (圖238)， 翻邊變形區(qū)是內(nèi)

51、徑為d0 、 外徑為D的環(huán)形部分。翻邊過程中，變形區(qū)的內(nèi)徑在凸模作用下不斷增大，直到等于凸模直徑dp時，翻邊結束，形成豎直的邊緣。翻邊過程中，變形區(qū)受切向拉應力和徑向拉應力兩向拉應力作用。切向拉應力是最大主應力；徑向拉應力值較小，它是由于毛坯與模具之間的摩擦而產(chǎn)生的。內(nèi)孔邊緣處于單向應力狀態(tài)，它受到的切向拉應力最大，產(chǎn)生的變形也最大，是翻邊破裂的危險部位。 圓孔翻邊的變形程度用翻邊系數(shù)K來表示： K= d0 / D (227)1、 內(nèi)孔翻邊式中： d0翻邊前孔的直徑，mm； D翻邊后孔的直徑，若考慮板厚，可取板厚中線處 的直徑，mm。 翻邊系數(shù)K值越大，變形程度越小；K值越小，變形程度越大。翻

52、邊孔不致破裂所能達到的最小翻邊系數(shù)稱為極限翻邊系數(shù)。極限翻邊系數(shù)與許多因素有關：材料的塑性越好，極限翻邊系數(shù)越??；材料的相對厚度越大(即 d。t 越小)，極限翻邊系數(shù)越小； 凸模工作邊緣的圓角半徑越大，極限翻邊系數(shù)越小；毛坯孔邊緣表面質(zhì)量高，無撕裂、毛刺、硬化等現(xiàn)象時，極限翻邊系數(shù)較小。低碳鋼的極限圓孔翻邊系數(shù)可按表215選取。 非圓孔的翻邊線是曲率變化的曲線(圖239)在變形區(qū)內(nèi)，翻邊線的曲率半徑越大，切向拉應力和切向伸長變形都越小。在直線上則僅在凹模圓角處產(chǎn)生彎曲變形，沒有切向伸長變形。但由于曲線部分和直線部分是一個整體，曲線部分上的翻邊變形在一定程度上擴展到直線部分，使直線部分也產(chǎn)生一定

53、的切向伸長，從而曲線部分的切向伸長變形程度得以減輕。因此，非圓孔的極限翻邊系數(shù)K，比圓孔的K小一些，其值可按下式近似計算: (2-28)式中: K圓孔的極限翻邊系數(shù)； 曲線部分的中心角，度。 當大于180 0時，直線部分的影響已很不明顯，此時應按圓孔翻邊來確定極限翻邊系數(shù)。 圓孔翻邊的毛坯孔徑 d0 (圖240)可按彎曲變形長度展開的方法做近似的計算，計算公式: (229) 式中符號的意義如圖2-40中所示 。0180KK )22. 043. 0(20trHDd 外緣翻邊有伸長類翻邊，也有壓縮類翻邊。如圖241所示的沿內(nèi)凹曲線的平面翻邊和如圖242所示的曲面翻邊是伸長類翻邊；如圖243所示的沿

54、外凸曲線的平面翻邊和如圖2-44所示的曲面翻邊是壓縮類翻邊。 伸長類外緣翻邊變形區(qū)內(nèi)的應力狀態(tài)與變形特點與圓孔翻邊是相同的，但與圓孔翻邊的不同之處是外緣翻邊的應力和變形沿翻邊線的分布是不均勻的。在翻邊曲線的中間部分切向拉應力和切向伸長變形最大，而在曲線兩端的邊緣上切向拉應力和切向伸長變形都為零。切向伸長變形對毛坯在翻邊高度上變形的影響，使翻邊后的豎邊高度中間小，兩端大，而且豎邊的端線不垂直，向內(nèi)傾斜成一定角度，為了得到平齊一致的翻邊高度，應對毛坯兩端的輪廓線做必要的修正，采用如圖245中虛線所示的形狀。修正量視rR和的大小而定。若翻邊高度不大，翻邊曲線曲率半徑很大，也可以不修正。2、 外緣翻邊

55、 壓縮類翻邊過程中，在毛坯變形區(qū)內(nèi)除了靠近豎邊根部圓角半徑附近的部分產(chǎn)生彎曲變形外，其豎邊部分受到切向壓應力和徑向拉應力的作用，產(chǎn)生切向壓縮和徑向伸長變形，而且是以受切向壓應力和產(chǎn)生切向壓縮變形為主。實質(zhì)上，壓縮類翻邊的應力狀態(tài)和變形特點與拉深是相同的。壓縮類翻邊可看作是沿不封閉曲線進行的非軸對稱的拉深變形。其極限變形程度主要受變形區(qū)毛坯失穩(wěn)起皺的限制。 壓縮類外緣翻邊變形區(qū)的切向壓應力和徑向拉應力沿翻邊線的分布是不均勻的，在曲率半徑越小的部位或是越靠近曲線中間位置的部位，切向壓應力和徑向拉應力都越大，而在翻邊線的兩端則最小。如果采用等寬的毛坯翻邊邊緣，翻邊后會形成中間高兩端低的豎邊，兩端的豎

56、邊邊緣線向外傾斜。這個情形正好與伸長類外緣翻邊相反。為了得到豎邊高度平齊而兩端邊緣垂直的零件，需要按如圖246中虛線所示形狀對毛坯做必要的修正。 曲面翻邊時，必須使凸模和壓料面的幾何形狀與毛坯的曲面形狀相同(圖247)，而凹模的形狀則應根據(jù)翻邊變形的規(guī)律來確定。 伸長類翻邊時，將凹模工作部分做成不同高度或斜度的斜面(圖247)，或者把凹模做成如圖248所示的形狀，使翻邊首先從毛坯的兩端開始，隨著凸模的下降，變形逐漸擴展到毛坯的中間部分。這樣可以把材料向毛坯中間部分集中，防止開裂。 壓縮類翻邊時，將凹模做成圖249所示的形狀，使翻邊首先從毛坯的中間部分開始，隨著沖壓的進行，切向壓縮逐漸向兩側擴展

57、，這就把中間堆積的材料向兩側轉(zhuǎn)移，從而減少了起皺的可能性。一、壓力機的類型 1、 壓力機的分類 沖壓設備的種類很多，其中使用最普遍的是壓力機。壓力機可按下列方法進行分類： 1 )按動力傳遞的形式可分為機械壓力機和液壓機。 2 )按床身型式可分為開式壓力機和閉式壓力機(圖250)。 對于開式壓力機，操作者可以從三個方向接近工作臺，操作方便，結構簡單，但是床身剛度小，易變形，對沖壓件的精度和模具的壽命有影響。因此，開式壓力機多為小型壓力機。還有一種開式可傾壓力機，床身可以傾斜，便于使工件自動滑下去落入料箱。 對于閉式壓力機，操作者只能從前后兩個方向接近工作臺，床身的強度和剛度好，多為大、中型壓力機

58、。 3 )按曲柄壓力機的曲軸支承形式可分為單柱式壓力機和雙柱式壓力機(圖251) 單柱式的曲軸僅在曲柄的一側有支承座；雙柱式的曲軸在曲柄的兩側都有支承座。顯然雙柱式的精度較高。 4)按曲柄壓力機的連桿數(shù)目可分為單點壓力機、雙點壓力機、和四點壓力機。 單點壓力機的滑塊由一個連桿帶動，通常是工作臺面較小的壓力機。雙點壓力機的滑塊由兩個連桿帶動(圖252)，有兩曲軸轉(zhuǎn)向相同和相反的兩種傳動形式。兩個曲軸轉(zhuǎn)向相反可使兩個連桿的水平作用力互相抵消，有利于滑塊運動平穩(wěn)。雙點壓力機的工作臺面在左右方向上較寬。四點壓力機的滑塊由4個連桿帶動，它的工作臺面在前后、左右方向上都較大。 5 )按壓力機的公稱壓力可分

59、為小型壓力機、中型壓力機和大型壓力機。 公稱壓力在lOOt以下的是小型壓力機；在100300t的是中型壓力機；在300t以上的大型壓力機。 6 )按滑塊數(shù)目可分為單動壓力機、雙動壓力機和三動壓力機。 單動壓力機有一個滑塊，用于沖壓一般的沖壓件。雙動壓力機有兩個滑塊，其中一個用于拉深時壓料用，專門用于拉深大型復雜的制件。 2、壓力機的技術參數(shù) 與沖壓工藝有關的主要技術參數(shù)有： 1 )公稱壓力Pg ：160/200/250/315/400/500/630/800/1000/ 1250/1600/2000/2500/3150/4000t等 壓力機的公稱壓力是指滑塊在離下死點某一特定距離(稱為公稱壓力

60、行程Sp )或曲柄轉(zhuǎn)到某一特定角度位置(稱為公稱壓力角p )時，滑塊所允許的最大作用力。公稱壓力按噸計量。 2 )滑塊行程 S ：250/315/400/500/630mm等 滑塊行程是指從滑塊上死點至滑塊下死點的距離。它等于曲柄半徑的兩倍。 3)滑塊行程次數(shù) n ：20/16/12/10/8等 滑塊行程次數(shù)是指壓力機在空載時，每分鐘內(nèi)滑塊從上死點到下死點、又回到上死點的連續(xù)運行次數(shù)。 4 )最大閉合高度 Hmax 和最小閉合高度 Hmin 把滑塊調(diào)整至最上位置，且滑塊位于下死 點時，滑塊下平面至工作臺上平面的距離就是最大閉合高度Hmax。而把滑塊調(diào)整至最下位置且位于下死點時的滑塊下平面至工作