固態(tài)塑性成形

關(guān)于固態(tài)塑性成形第一頁，共三十頁，2022年，8月28日第七章板料沖壓第一節(jié)、沖壓設(shè)備第二節(jié)、沖壓的基本工序第三節(jié)、板料沖壓件的結(jié)構(gòu)工藝性第四節(jié)、沖壓模具第二頁，共三十頁，2022年，8月28日第七章板料沖壓概念：板料沖壓是利用模具、借助沖床的沖擊力使板料產(chǎn)生分離或變形，獲得所形狀和尺寸的制件的加工方法。這種方法通常在常溫下進(jìn)行，所以稱為冷沖壓。應(yīng)用：冷沖壓所用板料厚度一般不超過6mm。用于沖壓加工的材料應(yīng)具有較高的塑性。常用的材料有低碳鋼、銅、鋁及其合金。優(yōu)點(diǎn)：沖壓件尺寸精確、表面光潔、質(zhì)量輕、剛性好，一般不再進(jìn)行機(jī)械加工。沖壓容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，生產(chǎn)率很高。

缺點(diǎn)：冷沖壓模具一般比較復(fù)雜，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，成本較高。第三頁，共三十頁，2022年，8月28日第一節(jié)沖壓設(shè)備一、沖床

二、剪板機(jī)

三、數(shù)控沖床第四頁，共三十頁，2022年，8月28日一、沖床沖床是沖壓加工的基本設(shè)備。沖床的主要技術(shù)參數(shù)有：1、公稱壓力

即沖床的噸位，它是滑塊運(yùn)行至最下位置時(shí)所產(chǎn)生的最大壓力。

2、滑塊行程

曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，滑塊從最上位置到最下位置所移動(dòng)的距離。

3、封閉高度滑塊在行程達(dá)到最下位置時(shí)，其下表面到工作臺(tái)間的距離。第五頁，共三十頁，2022年，8月28日一、沖床圖7-1常用沖床（a)

機(jī)械壓力機(jī)(b)

液壓機(jī)

（a)(b)第六頁，共三十頁，2022年，8月28日二、剪板機(jī)

剪板機(jī)是下料用的基本設(shè)備。其主要技術(shù)參數(shù)是所能剪切的最大板厚和寬度。圖7-2剪板機(jī)第七頁，共三十頁，2022年，8月28日三、數(shù)控沖床

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制軟件型數(shù)控壓力機(jī)(CNC壓力機(jī))已逐漸取代老式的硬件型數(shù)控壓力機(jī)(NC壓力機(jī))。在CNC壓力機(jī)上，只要改變沖壓零件的軟件程序，即可沖制新的零件，改變加工對(duì)象的靈活性很大，而所需調(diào)整的時(shí)間卻很少，因此，CNC壓力機(jī)適合于多品種的中、小批量制件的沖壓自動(dòng)化以及大尺寸板料零件實(shí)現(xiàn)沖壓自動(dòng)化。第八頁，共三十頁，2022年，8月28日?qǐng)D7-3、數(shù)控沖床第九頁，共三十頁，2022年，8月28日第二節(jié)沖壓的基本工序一、切斷

二、沖裁

三、彎曲

四、拉深第十頁，共三十頁，2022年，8月28日一、切斷切斷是使板料沿不封閉輪廓分離的沖壓工序。通常是在剪板機(jī)上將大板料或帶料切斷成適合生產(chǎn)的小板料、條料。第十一頁，共三十頁，2022年，8月28日二、沖裁圖7-4沖裁

1—凹模2—沖頭3—板料4—廢料或成品5—成品或廢料利用模具使板料沿封閉輪廓分離來獲得制件的工序。第十二頁，共三十頁，2022年，8月28日沖裁基本工序1.落料：從板料上沖下所需的零件。2.沖孔：從工件上沖出所需形狀的孔。

（a)(b)

圖7-5沖裁基本工序：(a)落料；(b)沖孔第十三頁，共三十頁，2022年，8月28日三、彎曲圖7-6彎曲

1—工件2—沖頭3—凹模將板料彎成具有一定角度曲率的沖壓成形工序。第十四頁，共三十頁，2022年，8月28日彎曲工藝要點(diǎn)1、彎曲時(shí)，板料被彎曲部分內(nèi)側(cè)被壓縮，外側(cè)被拉伸，彎曲半徑越小，拉伸和壓縮變形就越大，故過小的彎曲半徑有可能造成外層材料被拉裂，因此彎曲半徑不能小于規(guī)定的最小彎曲半徑：rmin=0.25~1板厚。2、彎曲模具沖頭的端部與凹模的邊緣，必須加工出一定的圓角，以防止工件彎裂。3、由于板料塑性彎曲變形過程中伴隨著彈性變形，因此彎曲后沖頭回程時(shí)，彎曲件有回彈現(xiàn)象，回彈角度的大小與板料的材質(zhì)、厚度及彎曲角等因素有關(guān)，故彎曲件的角度比彎曲模具的角度略有增大。第十五頁，共三十頁，2022年，8月28日四、拉深圖7-7拉深

1—板料2—沖頭3—壓板4—成品5—工件6—凹模利用模具將平直板料加工成空心件的沖壓成形工序。第十六頁，共三十頁，2022年，8月28日拉深工藝要點(diǎn)1、為避免工件被拉裂，沖頭和凹模的工作部位應(yīng)加工成圓角。沖頭和凹模間要留1.1~1.2mm的間隙，以減少拉伸時(shí)的摩擦阻力。2、為避免板料起皺，拉伸時(shí)必須用壓板將板料壓緊。3、每次拉深時(shí)，板料的變形程度都有一定限制，通常是拉深后圓筒的直徑不應(yīng)小于板料直徑的一半左右，對(duì)于要求拉深變形量較大的零件，必須采用多次拉深。第十七頁，共三十頁，2022年，8月28日第三節(jié)板料沖壓件的結(jié)構(gòu)工藝性沖壓件一般都是大量生產(chǎn)的，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)保證：

1、良好的使用性能；

2、良好的工藝性能；

3、較高的材料利用率；

4、模具制造方便。第十八頁，共三十頁，2022年，8月28日一、沖壓件的形狀與尺寸1、落料、沖孔件的形狀與尺寸形狀盡可能簡(jiǎn)單、對(duì)稱，盡量采用圓形、方形等規(guī)則形狀、避免長(zhǎng)槽和細(xì)長(zhǎng)臂結(jié)構(gòu)、排樣時(shí)最大限度利用材料。在直線、曲線等的交接處均應(yīng)用圓弧連接。

2、彎曲件的形狀與尺寸

形狀盡可能對(duì)稱，內(nèi)彎曲半徑不得小于最小彎曲半徑，彎曲件帶孔時(shí)，應(yīng)保證孔的位置。第十九頁，共三十頁，2022年，8月28日一、沖壓件的形狀與尺寸（續(xù)）3、拉深件的形狀與尺寸

形狀盡可能簡(jiǎn)單、對(duì)稱，且不宜過高，圓角半徑不能太小，以避免增加拉深次數(shù)和整形工序。4、沖壓件的厚度保證強(qiáng)度和剛度前提下，盡可能采用較薄的板材。第二十頁，共三十頁，2022年，8月28日二、沖壓件的精度和表面質(zhì)量

沖壓件的精度要求不應(yīng)超過沖壓工藝所能達(dá)到的一般精度，而應(yīng)該在滿足使用要求的前提下盡量降低精度要求。沖壓工藝的一般尺寸公差等級(jí)不高于IT9，否則將增加工序，降低生產(chǎn)率，提高產(chǎn)品成本。沖壓件的表面質(zhì)量要求一般不應(yīng)高于原材料本身所具有的表面質(zhì)量，否則會(huì)因?yàn)樾枰黾忧邢骷庸さ裙ば蚨蟠筇岣弋a(chǎn)品成本。第二十一頁，共三十頁，2022年，8月28日三、沖壓件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改進(jìn)實(shí)例1.采用沖焊結(jié)構(gòu)

2.采用沖口工藝

3.盡量簡(jiǎn)化拉深件的結(jié)構(gòu)第二十二頁，共三十頁，2022年，8月28日1、采用沖焊結(jié)構(gòu)圖7-8沖壓焊接結(jié)構(gòu)零件

形狀復(fù)雜的沖壓件可先分別沖制成幾個(gè)容易成形的簡(jiǎn)單件，然后再組焊成整體零件。第二十三頁，共三十頁，2022年，8月28日2、采用沖口工藝圖7-9沖口工藝的應(yīng)用原采用三個(gè)簡(jiǎn)單件鉚接或焊接組合，改進(jìn)后采用沖口和彎曲工藝制成整體零件，減少了組合件數(shù)量，簡(jiǎn)化了工藝，降低了材料消耗。第二十四頁，共三十頁，2022年，8月28日3、盡量簡(jiǎn)化拉深件的結(jié)構(gòu)圖7-10消聲器后蓋零件結(jié)構(gòu)

在不改變使用性能的前提下，盡量簡(jiǎn)化拉深件的結(jié)構(gòu)，以減少工序、節(jié)省材料、降低產(chǎn)品成本。下圖的改變將其沖壓工序數(shù)量從八減少到三，材料消耗也降低至原來的50%。第二十五頁，共三十頁，2022年，8月28日第四節(jié)沖壓模具按照沖壓工序的組合方式?jīng)_壓模具可以分為：一、單工序的簡(jiǎn)單沖模

二、多工序的連續(xù)沖模

三、多工序的復(fù)合沖模第二十六頁，共三十頁，2022年，8月28日一、簡(jiǎn)單沖模圖7-11簡(jiǎn)單沖模

1—定位銷2—導(dǎo)板3—卸料板4—凸模5—沖頭壓板6—模墊7—模柄

8—上模板9—導(dǎo)套10—導(dǎo)柱11—凹模12—凹模壓板13—下模板沖床一次行程中，只完成一道工序的模具。適用小批量生產(chǎn)。

沖模主要分上模（凸模）和下模（凹模）兩個(gè)部分。凸模與凹模配合使坯料產(chǎn)生變形；導(dǎo)柱和導(dǎo)套保證凸模和凹模對(duì)準(zhǔn)；導(dǎo)板控制坯料的進(jìn)給方向；定位銷控制坯料的進(jìn)給長(zhǎng)度；當(dāng)凸?；爻虝r(shí)，卸料板使凸模從工件或坯料中脫出，實(shí)現(xiàn)卸料。第二十七頁，共三十頁，2022年，8月28日二、連續(xù)沖模

在滑塊一次行程中，能夠同時(shí)在模具的不同部位上完成數(shù)道沖壓工序的沖模稱為連續(xù)沖模。連續(xù)沖模生產(chǎn)效率高，但