《模具設(shè)計》課件第1章

第一章冷沖壓的基本知識1.1概述

1.2沖壓變形

1.3沖壓設(shè)備

1.4沖壓模具材料

習(xí)題

1.1概

述

1.1.1冷沖壓的概念冷沖壓是在室溫下,利用安裝在沖壓設(shè)備上的模具對材料施加壓力,使其產(chǎn)生分離或塑性變形,從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。冷沖壓所使用的模具稱為冷沖壓模具,簡稱冷沖模。冷沖模在冷沖壓中至關(guān)重要,沒有符合要求的冷沖模,冷沖壓生產(chǎn)就難以進(jìn)行;沒有先進(jìn)的冷沖模,先進(jìn)的冷沖壓加工就無法實現(xiàn)。沖壓工藝與模具、沖壓設(shè)備、沖壓材料構(gòu)成冷沖壓加工的三要素，如圖1－1所示。

圖

1-1冷沖壓加工的三要素

1.1.2冷沖壓的特點(diǎn)及應(yīng)用冷沖壓加工與其它加工方法相比,無論在技術(shù)方面,還是在經(jīng)濟(jì)方面,都具有許多獨(dú)特的優(yōu)勢,主要有:

(1)冷沖壓是由模具保證沖壓件的尺寸公差與形狀精度的,且所用的原材料多是表面質(zhì)量好的板料或帶料,所以產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定,互換性好。

(2)冷沖壓所獲得的零件一般無需進(jìn)行切削加工,因而是一種節(jié)省能源、節(jié)省原材料的少、

無切削加工方法。

(3)冷沖壓產(chǎn)品壁薄、質(zhì)量好、剛度好,可以加工尺寸范圍較大、形狀較復(fù)雜的零件,如小到鐘表的秒針,大到汽車的覆蓋件等。

(4)冷沖壓生產(chǎn)依靠沖模和沖壓設(shè)備完成加工,其生產(chǎn)率高、操作方便,易于實現(xiàn)機(jī)械化、自動化。對于普通壓力機(jī),每臺每分鐘可生產(chǎn)幾件到幾十件沖壓件,而高速沖床每分鐘可生產(chǎn)數(shù)百件甚至千件以上沖壓件。

由于冷沖壓生產(chǎn)具有上述優(yōu)點(diǎn),因此在批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。相當(dāng)多的工業(yè)部門都越來越多地采用冷沖壓加工產(chǎn)品零部件,如飛機(jī)、汽車、電子、儀表、國防以及日用品等行業(yè)。在這些工業(yè)部門中,沖壓件所占的比重都相當(dāng)大,不少過去用鑄造、鍛造、切削加工方法制造的零件,現(xiàn)在大多數(shù)被剛度好、質(zhì)量輕的沖壓件代替。如果在生產(chǎn)中不廣泛采用沖壓工藝,那么許多工業(yè)部門要提高生產(chǎn)率、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、進(jìn)行產(chǎn)品更新?lián)Q代是難以實現(xiàn)的。不過沖壓成型加工必須具備相應(yīng)的沖模,而模具是技術(shù)密集型產(chǎn)品,其制造屬單件小批量生產(chǎn),具有難加工、精度高、技術(shù)要求高的特點(diǎn),生產(chǎn)成本高，因而,只有在沖壓零件大批量生產(chǎn)的情況下才能獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。

1.1.3冷沖壓工序的分類冷沖壓加工的零件,由于其形狀、尺寸、精度要求、生產(chǎn)批量、原材料等各不相同,因此生產(chǎn)中所采用的冷沖壓工藝方法也是多種多樣的。概括起來冷沖壓工序可分為兩大類,即分離工序和成型工序。分離工序是指使板料按一定的輪廓線分離而獲得一定形狀、尺寸和切斷面質(zhì)量的沖壓件(俗稱沖裁件)的工序,主要包括沖孔、落料、切斷等;成型工序是指坯料在不破裂的條件下產(chǎn)生塑性變形而獲得一定形狀和尺寸的沖壓件的工序,主要包括彎曲、拉深、翻邊、脹形等。沖壓工序的具體分類及特點(diǎn)見表1-1和表1-2。

表1-1分離工序

表1-2成

型工

序

表1-2成

型工

序

1.1.4沖模分類

1.根據(jù)工藝性質(zhì)分類

(1)沖裁模:沿封閉或敞開的輪廓線使材料產(chǎn)生分離的模具。如落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模等。

(2)彎曲模:使平板坯料沿著直線(或彎曲線)產(chǎn)生彎曲變形,從而獲得一定角度和形狀的工件的模具。

(3)拉深模:把平板料制成開口空心件,或使空心件進(jìn)一步改變形狀和尺寸的模具。

(4)成型模:把坯料或工序件按凸、凹模的形狀直接復(fù)制成型,而材料本身僅產(chǎn)生局部塑性變形的模具。如脹形模、

縮口模、擴(kuò)口模、翻邊模和整形模等。

2.根據(jù)工序組合程度分類

(1)單工序模:一般只有一對凸、凹模,在壓力機(jī)的一次行程中,只完成一道沖壓工序的模具。

(2)復(fù)合模:只有一個工位,在壓力機(jī)的一次行程中,在同一工位上同時完成兩道或兩道以上工序的模具。

(3)級進(jìn)模:在毛坯的送進(jìn)方向上,具有兩個或更多的工位,在壓力機(jī)的一次行程中,在不同的工位上逐次完成兩道或兩道以上工序的模具。

不論何種類型的沖模,都可看成是由上模和下模兩部分組成。上模被緊固在壓力機(jī)滑塊上,可隨滑塊作上下往復(fù)運(yùn)動,是沖模的活動部分;下模被固定在壓力機(jī)工作臺或墊板上,是沖模的固定部分。工作時,坯料在下模面上通過定位零件定位,壓力機(jī)滑塊帶動上模下壓,在模具工作零件(即凸模、凹模)的作用下坯料產(chǎn)生分離或塑性變形,從而獲得所需形狀和尺寸的沖件。上?；厣龝r,模具的卸料與出件裝置將沖件或廢料從凸、凹模上卸下或推、頂出來,以便進(jìn)行下一次沖壓循環(huán)。圖1-2所示為幾種常見沖模的結(jié)構(gòu)簡圖,其中凸模1和凹模5是工作零件,定位板3和擋料銷4是定位零件,卸料板2、推件桿6、壓料板(頂件板)7等構(gòu)成模具卸料與出件裝置,其余是模具的支承與固定零件。

圖1-2幾種常見沖模的結(jié)構(gòu)簡圖(a)沖裁模;(b)彎曲模;(c)拉深模;(d)成型模

1.1.5冷沖壓的現(xiàn)狀和發(fā)展方向

1.沖壓成型理論及沖壓工藝沖壓成型理論的研究是提高沖壓技術(shù)的基礎(chǔ)。目前,國內(nèi)外對沖壓成型理論的研究非常重視,在材料沖壓性能研究、沖壓成型過程應(yīng)力應(yīng)變分析、板料變形規(guī)律研究及坯料與模具之間的相互作用研究等方面均取得了較大的發(fā)展。特別是隨著計算機(jī)技術(shù)的飛躍發(fā)展和塑性變形理論的進(jìn)一步完善,近年來國內(nèi)外已開始應(yīng)用塑性成型過程的計算機(jī)模擬技術(shù),即利用有限元(FEM)等數(shù)值分析方法模擬金屬的塑性成型過程,根據(jù)分析結(jié)果,設(shè)計人員可預(yù)測某一工藝方案成型的可行性及可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題,并通過在計算機(jī)上有選擇地修改相關(guān)參數(shù),實現(xiàn)工藝及模具的優(yōu)化設(shè)計。這樣既節(jié)省了昂貴的試模費(fèi)用,也縮短了制模周期。

提高勞動生產(chǎn)率及產(chǎn)品質(zhì)量,降低成本和擴(kuò)大沖壓工藝應(yīng)用范圍的各種沖壓新工藝,是研究和推廣的大方向。目前,國內(nèi)外相繼出現(xiàn)了精密沖壓工藝、超塑性成型工藝、軟模成型工藝、高速高能成型工藝及無模多點(diǎn)成型工藝等精密、高效、經(jīng)濟(jì)的沖壓新工藝。其中,精密沖裁是提高沖裁件質(zhì)量的有效方法,它擴(kuò)大了沖壓加工范圍,目前精密沖裁加工零件的厚度可達(dá)25mm,精度可達(dá)IT6～I(xiàn)T7級;利用金屬材料的超塑性進(jìn)行超塑性成型,可以用一次成型代替多道普通的沖壓成型工序;用液體、橡膠、聚氨脂等作柔軟性凸?；虬寄５能浤３尚凸に?能加工出用普通加工方法難以加工的材料和復(fù)雜零件,在特定生產(chǎn)條件下具有明顯的經(jīng)濟(jì)效果;采用爆炸等高能高效成型方法對于加工各種尺寸大、形狀復(fù)雜、批量小、強(qiáng)度高和精度高的板料零件,具有重要的實用意義。無模多點(diǎn)成型工藝是用高度可調(diào)的凸模群體代替?zhèn)鹘y(tǒng)模具進(jìn)行板料曲面成型的一種先進(jìn)工藝技術(shù),我國已自主設(shè)計制造了具有國際領(lǐng)先水平的無模多點(diǎn)成型設(shè)備,解決了多點(diǎn)壓機(jī)成型法,從而可隨意改變變形路徑和受力狀態(tài),提高了材料的成型極限,同時利用反復(fù)成型技術(shù)可消除材料內(nèi)殘余應(yīng)力,實現(xiàn)無回彈成型。

2.沖模沖模是實現(xiàn)沖壓生產(chǎn)的基本條件。在沖模的設(shè)計與制造上,目前正朝著以下兩方面發(fā)展。一方面,為了適應(yīng)高速、自動、精密、安全等現(xiàn)代化需要,沖模正向高效率、高精度、高壽命、自動化及多工位方向發(fā)展。在我國,工位數(shù)達(dá)50甚至更多的級進(jìn)模,壽命達(dá)億次的硬質(zhì)合金模,精度和自動化程度相當(dāng)高的沖模都已經(jīng)應(yīng)用在生產(chǎn)中。同時,由于這樣的沖模對加工、裝配、調(diào)整、維修要求很高,因此各種高效、精密,數(shù)控、自動化的模具加工機(jī)床和檢測設(shè)備也正在迅速發(fā)展。另一方面,為了產(chǎn)品更新?lián)Q代和試制或小批量生產(chǎn)的需要,鋅合金沖模、聚氨脂橡膠沖模、薄板沖模、鋼帶沖模、組合沖模等各種簡易沖模及其制造工藝也得到了迅速發(fā)展。

模具材料及熱處理與表面處理工藝對模具加工質(zhì)量和壽命的影響很大,世界各主要工業(yè)國在此方面的研究取得了較大的進(jìn)展,并開發(fā)了許多新的鋼種,其硬度可達(dá)HRC58～70,而變形只有普通鋼的1/2～1/5。如火焰淬火鋼可局部硬化,且無脫碳;我國研制的65Nb、LD和CD等新鋼種,具有熱加工性能好、熱處理變形小、抗沖擊性能佳等特點(diǎn)。與此同時,還發(fā)展了一些新的熱處理和表面處理工藝,主要有氣體軟氮化、離子氮化、滲硼、表面涂鍍、化學(xué)氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)、激光表面處理等。這些方法能提高模具工作表面的耐磨性、

硬度和耐腐蝕性,使模具壽命大大延長。

模具的標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化生產(chǎn),已得到模具行業(yè)的廣泛重視。這是由于模具標(biāo)準(zhǔn)化是組織模具專業(yè)化生產(chǎn)的前提,而模具的專業(yè)化生產(chǎn)是提高模具質(zhì)量、縮短模具制造周期、降低成本的關(guān)鍵。我國已頒布了冷沖壓術(shù)語、冷沖模零部件的國家標(biāo)準(zhǔn)。沖模的專業(yè)化生產(chǎn)正處在積極組織和實施之中。但總的來說,我國沖模的標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化水平還是比較低的。

模具CAD/CAE/CAM技術(shù)是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù),它以計算機(jī)軟件的形式為用戶提供一種有效的輔助工具,使工程技術(shù)人員能借助計算機(jī)對產(chǎn)品、模具結(jié)構(gòu)、成型工藝、數(shù)控加工及成本等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,從而顯著縮短模具設(shè)計與制造周期,降低生產(chǎn)成本,提高產(chǎn)品質(zhì)量。隨著功能強(qiáng)大的專業(yè)軟件和高效集成制造設(shè)備的出現(xiàn),以三維造型為基礎(chǔ)、基于并行工程的模具CAD/CAE/CAM技術(shù)正成為發(fā)展方向,它能實現(xiàn)制造和裝配的設(shè)計、成型過程的模擬和數(shù)控加工過程的仿真,還可對模具可制造性進(jìn)行評價,使模具設(shè)計與制造一體化、智能化。

3.沖壓設(shè)備和沖壓生產(chǎn)自動化

性能良好的沖壓設(shè)備是提高沖壓生產(chǎn)技術(shù)水平的基本條件。高精度、高壽命、高效率的沖模需要高精度、高自動化的壓力機(jī)與之相匹配。為了滿足大批量高速生產(chǎn)的需要,目前沖壓設(shè)備也由單工位、單功能、低速朝著多工位、多功能、高速和數(shù)控方面發(fā)展。加之機(jī)械手乃至機(jī)器人的大量使用,使沖壓生產(chǎn)效率得到了大幅度的提高。沖壓生產(chǎn)的自動化是提高勞動生產(chǎn)率和改善勞動條件的有效措施。由于冷沖壓操作簡單,坯料和工序件形狀比較規(guī)則,一致性好,因此容易實現(xiàn)生產(chǎn)的自動化。沖壓生產(chǎn)的自動化包括原材料的運(yùn)輸、沖壓工藝過程及檢測、沖模的更換與安裝、廢料處理等各個環(huán)節(jié),但最基本的是壓力機(jī)自動化和沖模自動化。除了上述自動壓力機(jī)和數(shù)控壓力機(jī)之外,適用于各種條件下自動操作的通用裝置和檢測裝置,如帶料、條料或工序件的自動送料裝置,自動出件與理件裝置,送料位置和加工檢測裝置,安全保護(hù)裝置等,都是實現(xiàn)普通壓力機(jī)和沖模自動化的基本裝置。

4.冷沖壓基本原理的研究冷沖壓工藝及沖模設(shè)計與制造方面的發(fā)展,均與沖壓變形基本原理的研究取得進(jìn)展是分不開的。例如,板料沖壓工藝性能的研究,沖壓成型過程應(yīng)力應(yīng)變分析和計算機(jī)模擬、板料變形規(guī)律的研究,從板料變形規(guī)律出發(fā)的坯料與沖模之間相互作用的研究,在沖壓變形條件下的摩擦、潤滑機(jī)理方面的研究等,為逐步建立起緊密結(jié)合生產(chǎn)實際的、先進(jìn)的沖壓工藝及沖模設(shè)計方法打下了基礎(chǔ)。因此,可以說沖壓成型基本理論的研究是提高沖壓技術(shù)的基礎(chǔ)。

5.模具先進(jìn)制造工藝及設(shè)備模具制造技術(shù)現(xiàn)代化是模具工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)正在不斷與傳統(tǒng)制造技術(shù)交叉、融合,形成先進(jìn)制造技術(shù)。模具先進(jìn)制造技術(shù)主要體現(xiàn)在如下方面:

(1)高速銑削加工。普通銑削加工采用低的進(jìn)給速度和大的切削參數(shù),而高速銑削加工則采用高的進(jìn)給速度和小的切削參數(shù)。

(2)電火花銑削加工。電火花銑削加工是電火花加工技術(shù)的重大發(fā)展,這是一種替代傳統(tǒng)，用成型電極加工模具型腔的新技術(shù)。像數(shù)控銑削加工一樣,電火花銑削加工采用高速旋轉(zhuǎn)的桿狀電極對工件進(jìn)行二維或三維輪廓加工,無需制造復(fù)雜電極。

(3)慢走絲線切割技術(shù)。目前,數(shù)控慢走絲線切割技術(shù)發(fā)展水平已相當(dāng)高,功能相當(dāng)完善,自動化程度已達(dá)到無人看管運(yùn)行的程度。最大切割速度已達(dá)300mm2/min,加工精度可達(dá)到±1.5μm,加工表面粗糙度達(dá)0.1～0.2μm。直徑0.03～0.1mm細(xì)絲線切割技術(shù)的開發(fā),可實現(xiàn)凸、凹模的一次切割完成,并可進(jìn)行0.04mm的窄槽及半徑0.02mm內(nèi)圓角的切割加工;錐度切割技術(shù)已能進(jìn)行30°以上錐度的精密加工。

(4)精密磨削及拋光技術(shù)。精密磨削及拋光加工由于精度高、表面質(zhì)量好、表面粗糙度值小等特點(diǎn),在精密模具加工中廣泛應(yīng)用。目前,精密模具制造已開始使用數(shù)控成型磨床、數(shù)控光學(xué)曲線磨床、數(shù)控連續(xù)軌跡坐標(biāo)磨床及自動拋光機(jī)等先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)。

(5)數(shù)控測量。伴隨模具制造技術(shù)的進(jìn)步,模具加工過程的檢測手段也取得了很大發(fā)展。三坐標(biāo)測量儀已開始在模具加工中使用,現(xiàn)代三坐標(biāo)測量儀除了能高精度地測量復(fù)雜曲面的數(shù)據(jù)外,其良好的溫度補(bǔ)償裝置、可靠的抗振保護(hù)能力、嚴(yán)密的除塵措施以及簡便的操作步驟,使得現(xiàn)場自動化檢測成為可能。

6.快速制模技術(shù)

為了適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)中多品種、小批量生產(chǎn)的需要,加快模具的制造速度,降低模具生產(chǎn)成本,開發(fā)和應(yīng)用快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)越來越受到人們的重視。目前,快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)主要有低熔點(diǎn)合金制模技術(shù)、鋅基合金制模技術(shù)、環(huán)氧樹脂制模技術(shù)、噴涂成型制模技術(shù)等。以此項技術(shù)制造模具,能簡化模具制造工藝、縮短制造周期、降低模具生產(chǎn)成本,在工業(yè)生產(chǎn)中取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

1.2沖

壓變

形

1.2.1材料的沖壓成型性能材料對各種沖壓成型方法的適應(yīng)能力稱為材料的沖壓成型性能。材料沖壓成型性能好,就是指其便于沖壓成型,單個沖壓工序的極限變形程度和總的極限變形程度大,生產(chǎn)率高、成本低,就容易得到高質(zhì)量的沖壓件,模具壽命也長。由此可見,沖壓成型性能是一個綜合性的概念,它涉及的因素很多,但就其主要內(nèi)容來看,有兩個方面:一是成型極限;二是成型質(zhì)量。

1.成型極限成型極限是指材料在沖壓成型過程中的最大變形程度。對于不同的沖壓工序,成型極限是采用不同的極限變形系數(shù)來表示的,如彎曲時為最小相對彎曲半徑,拉深時為極限拉深系數(shù),翻孔時為極限翻孔系數(shù)等。由于沖壓用材料主要是板料,沖壓成型大多都是在板厚方向上的應(yīng)力值近似為零的平面應(yīng)力狀態(tài)下進(jìn)行的,因此不難分析:在變形坯料的內(nèi)部,凡是受到過大拉應(yīng)力作用的區(qū)域,就會使坯料局部嚴(yán)重變薄甚至拉裂;凡是受到過大壓應(yīng)力作用的區(qū)域,若壓應(yīng)力超過了臨界應(yīng)力就會使坯料喪失穩(wěn)定而起皺。因此,為了提高成型極限,從材料方面看,必須提高材料的抗拉和抗壓的能力。若材料已確定,從沖壓工藝參數(shù)的角度來看,必須嚴(yán)格控制坯料的極限變形系數(shù)。

當(dāng)作用于坯料變形區(qū)的拉應(yīng)力的絕對值最大時,在這個方向上的變形一定是伸長變形,故稱這種沖壓變形為伸長類變形,如脹形、擴(kuò)口、翻孔等;當(dāng)作用于坯料變形區(qū)的壓應(yīng)力為絕對值最大應(yīng)力時,在這個方向上的變形一定是壓縮變形,故稱這種變形為壓縮變形,如拉深、縮口等。伸長類變形的極限變形系數(shù)主要取決于材料的塑性;壓縮類變形的極限變形系數(shù)通常是受坯料傳力區(qū)的承載能力的限制,有時則受變形區(qū)或傳力區(qū)的失穩(wěn)起皺的限制。

2.成型質(zhì)量沖壓件的成型質(zhì)量是指材料經(jīng)沖壓成型以后所得到的沖壓件能夠達(dá)到的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，包括尺寸精度、厚度變化、表面質(zhì)量及物理力學(xué)性能等。影響沖壓件質(zhì)量的因素很多,不同沖壓工序的情況又各不相同,這里只對一些共性的問題作簡略介紹。材料在塑性變形的同時總伴隨著彈性變形,當(dāng)載荷去除后,由于材料的彈性回復(fù),造成沖壓件的尺寸和形狀偏離模具工作部分的尺寸與形狀,從而影響沖壓件的尺寸和形狀精度，因此,掌握回彈規(guī)律,控制回彈量是非常重要的。材料經(jīng)過沖壓成型后,一般厚度都發(fā)生變化,有的變厚,有的變薄。厚度變薄直接影響到?jīng)_壓件的強(qiáng)度和使用,對強(qiáng)度有要求時,往往要限制其最大變薄量。

材料經(jīng)塑性變形后,除產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象外,還由于變形不均勻,材料內(nèi)部將產(chǎn)生殘余應(yīng)力,從而引起工件尺寸及形狀的變化,嚴(yán)重時還會引起工件的自行開裂。消除硬化及殘余應(yīng)力的方法是沖壓后及時安排熱處理退火工序。影響工件表面質(zhì)量的主要因素是原材料的表面狀態(tài)、晶粒大小、沖壓時材料粘模的情況以及模具對沖壓件表面的擦傷等。原材料的表面狀態(tài)直接影響工件的表面質(zhì)量;晶粒粗大的鋼板拉深時產(chǎn)生所謂“桔子皮”樣的缺點(diǎn);沖壓易于粘模的材料,則會擦傷沖壓件并降低模具壽命;此外,模具間隙不均勻,模具表面粗糙也會擦傷沖壓件。

1.2.2板料的沖壓成型性能試驗

1.間接試驗間接試驗有拉伸試驗、剪切試驗、硬度試驗和金相試驗等。其中拉伸試驗簡單易行,不需專用板料試驗設(shè)備,而且所得的結(jié)果能從不同角度反映板料的沖壓性能,所以它是一種很重要的試驗方法。板料拉伸試驗:在待試驗板料的不同部位和方向上截取試樣,按標(biāo)準(zhǔn)制成如圖1-3所示的拉伸試樣,然后在萬能材料試驗機(jī)上進(jìn)行拉伸。根據(jù)試驗結(jié)果或利用自動記錄裝置,可得如圖1-4所示的應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系曲線,即拉伸曲線。

圖

1-3拉伸試驗用的試樣

圖

1-4拉伸曲線

板料的拉伸試驗可測得板料的各項力學(xué)性能指標(biāo)。板料的力學(xué)性能與沖壓成型性能有很緊密的關(guān)系,現(xiàn)就其中較為重要的幾項說明如下:

(1)伸長率。拉伸試驗中,試樣開始出現(xiàn)局部集中變形時的伸長率稱為均勻伸長率δb;試樣拉斷時的伸長率叫做總伸長率δ。

δb表示板料均勻變形或稱穩(wěn)定變形的能力。一般情況下,沖壓成型都是在板料的均勻變形范圍內(nèi)進(jìn)行的,故δb對沖壓性能有較為直接的意義。δb和δ大,則板料允許的塑性變形程度大,抗破裂性也好。

(2)屈強(qiáng)比(σs/σb)。σs/σb是材料的屈服點(diǎn)與抗拉強(qiáng)度的比值,稱為屈強(qiáng)比。屈強(qiáng)比對板料的沖壓成型性能影響較大,屈強(qiáng)比小,板料由屈服到破裂前的塑性變形階段長,有利于沖壓成型。一般來講,較小的屈強(qiáng)比對材料在各種成型工藝中的抗破裂性都有利。此外,試驗證明,屈強(qiáng)比與零件的回彈有關(guān),屈強(qiáng)比小,定形性較好。

(3)硬化指數(shù)n。硬化指數(shù)n表示板料在冷塑性變形中的硬化程度。n值大,硬化效應(yīng)就大,在變形過程中材料的局部變形程度的增加就會使該處的變形抗力增大,這樣就可以補(bǔ)償該處因截面積減小而引起的承載能力的減弱,制止了局部集中變形的進(jìn)一步發(fā)展,有使變形均勻化和增大極限變形程度的作用。

(4)板厚方向性系數(shù)r。板厚方向性系數(shù)是板料試樣單向拉伸時,試樣的寬度方向和厚度方向應(yīng)變之比,即(1-1)式中:b0、b、t、t0分別為變形前后試樣的寬度和厚度。r值的大小除決定于材料的性質(zhì)外,也隨拉伸試驗中的伸長率的增大而變化。因此規(guī)定r值應(yīng)按材料伸長率為20％時試樣測量的結(jié)果進(jìn)行計算。材料拉伸時,縱向伸長而橫截面收縮,如果無厚向異性,則寬度方向收縮與厚度方向應(yīng)變值相等。但實際往往不相等,r值越大表示厚向應(yīng)變小,即材料厚度越不易變薄,這一點(diǎn)對拉伸很重要,它表示拉伸危險斷面抗變薄的能力,r值越大越有利于拉伸變形。同種材料按r值可評出拉伸性能,r值越大拉伸性能越好,抗皺性能也好。各種材料的極限拉伸程度隨r值的增大而增大。

(5)板平面方向性。板料經(jīng)軋制后其力學(xué)、物理性能在板平面內(nèi)出現(xiàn)各向異性,稱為板平面方向性。方向性越明顯,對沖壓成型性能的影響就越大。例如彎曲,當(dāng)彎曲件的折彎線與板料的纖維方向垂直時,允許的極限變形程度就越大;而折彎線平行于纖維方向時,允許的極限變形程度就小。又如筒形件拉深中,由于板平面方向性使拉深件筒口不齊,出現(xiàn)“突耳”,方向性越明顯,則“突耳”的高度越大。板平面方向性主要表現(xiàn)為力學(xué)性能在板平面不同方向上的差別,但在表示板材力學(xué)性能的各項指標(biāo)中,板厚方向性系數(shù)對沖壓件性能的影響比較明顯,故板平面方向性的大小一般用板厚方向性系數(shù)r在幾個方向上的平均差值Δr來衡量,規(guī)定為(1-2)由于板平面方向性對沖壓變形和制件的質(zhì)量都是不利的,所以生產(chǎn)中應(yīng)盡量設(shè)法降低板材的Δr值。

2.直接試驗直接試驗也稱模擬試驗,是直接模擬某一實際成型方式來成型小尺寸的試驗,由于應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)基本相同,故試驗結(jié)果能更確切地反映這類成型方式下板料的沖壓成型性能。下面簡要介紹幾種較為重要的試驗方法。

(1)彎曲試驗。彎曲試驗的目的主要是為了鑒定板料對彎曲成型的適應(yīng)性。圖1－5所示的彎曲試驗是將夾持在特制鉗口的板條往復(fù)彎曲,依次向右側(cè)及左側(cè)彎曲90°,直至斷裂或達(dá)到技術(shù)條件中規(guī)定的彎曲次數(shù)。折彎的半徑r越小,反復(fù)彎曲的次數(shù)越多,其成型性能越好。

這種試驗主要用于檢驗2mm以下的板料。

圖

1-5往復(fù)彎曲試驗

(2)脹形試驗(杯突試驗)。脹形試驗的原理如圖1-6所示。試驗時將符合試驗尺寸的板料放在凹模平面上,用壓料圈壓緊試樣,使受壓部分金屬無法流動,然后用試驗所規(guī)定的球形凸模將試樣壓入凹模,直至試樣出現(xiàn)裂紋為止,以測量發(fā)生裂紋時凸模的壓入深度作為試驗結(jié)果。由于試驗時試樣外部不收縮,僅使板料的中間部分受到兩向拉應(yīng)力作用而脹形,試樣的應(yīng)力狀態(tài)和變形特點(diǎn)與局部脹形時相同,因此試驗深度能夠反映脹形類成型時的沖壓性能。在曲面零件拉深時,板料中間部分的應(yīng)力狀態(tài)也屬于這種情況,所以在生產(chǎn)中也常用脹形試驗深度值表示曲面拉深件的沖壓性能。

圖

1-6脹形試驗

(3)拉深試驗。測定或評價板料的拉深成型性能時,常采用筒形件拉深試驗和球底錐形件拉深試驗兩種,圖1-7所示為筒形件拉深試驗(又稱沖杯試驗)的原理,依次用不同直徑的圓形試樣(直徑級差為1mm)放在帶壓邊裝置的試驗用拉深模中進(jìn)行拉深,在試樣不破裂的條件下,取可能拉深成功的最大試樣直徑Dmax與凸模直徑dp的比值Kmax作為拉深性能指標(biāo),即

(1-3)Kmax稱為最大拉深程度。Kmax越大,則板料的拉深成型性能越好。

圖

1-7筒形件拉深試驗

圖1-8所示為球底錐形件拉深試驗(又稱福井試驗)的原理,用球形凸模和60°角的錐形凹模,在不同壓料的條件下對直徑為D的圓形試樣進(jìn)行拉深,使之成為無凸緣的球底錐形件,然后測出試樣底部剛剛開裂時的錐口直徑d,并按下式算出CCV值:(1-4)CCV值越大,板料的成型性能越好。

圖

1-8球底錐形件拉深試驗

球底錐形件拉深試驗與筒形件拉深試驗相比,試驗時不用壓料裝置,可避免壓料條件對試驗結(jié)果的影響,而且只用一個試樣就能簡便地完成試驗。同時,因錐形件拉深時,凸緣區(qū)材料向內(nèi)流動的拉深變形和傳力區(qū)材料變薄的脹形變形是同時進(jìn)行的,故試驗還可以對板料的拉深性能和脹形性能同時進(jìn)行綜合鑒定。

1.2.3沖壓常用材料及選用

1.對沖壓常用材料的基本要求沖壓所用的材料,不僅要滿足使用要求,還應(yīng)滿足沖壓工藝要求和后續(xù)加工要求(如切削加工、電鍍、焊接等)。沖壓工藝對材料的基本要求主要是:

(1)對沖壓成型性能的要求。對于成型工序,為了有利于沖壓變形和制件質(zhì)量的提高,材料應(yīng)具有塑性好、屈強(qiáng)比小、彈性模量高、板厚方向性系數(shù)大、板平面方向性系數(shù)小等性能。

(2)對材料公差的要求。材料的厚度公差應(yīng)符合國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。因為一定的模具間隙適用于一定厚度的材料,所以材料厚度公差太大,不僅直接影響制件的質(zhì)量,還可能導(dǎo)致模具和沖床的損壞。

(3)對表面質(zhì)量的要求。材料的表面應(yīng)光潔平整,無分層和機(jī)械性質(zhì)的損傷、無銹斑、氧化皮及其它附著物。表面質(zhì)量好的材料,沖壓時不易破裂,不易擦傷模具,工件表面質(zhì)量也好。

2.沖壓常用材料沖壓生產(chǎn)中最常用的材料是金屬材料,分黑色金屬和有色金屬兩種。有時也用非金屬材料。其中,黑色金屬主要有普通碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼、不銹鋼、電工硅鋼等;有色金屬有純銅、黃銅、青銅、鋁等;非金屬材料有紙板、膠木板、橡膠板、塑料板、纖維板和云母等。沖壓用金屬材料的供應(yīng)狀態(tài)一般是各種規(guī)格的板料或帶料。板料的尺寸較大,可用于大型零件的沖壓,也可將板料按排樣尺寸剪裁成條料后用于中、小型零件的沖壓;帶料有各種規(guī)格的寬度,展開長度可達(dá)幾十米,成卷狀供應(yīng),適用于大批量生產(chǎn)的自動送料。材料厚度很小時也是做成帶料供應(yīng)。

對厚度在4mm以下的軋制薄鋼板,按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T708-1991規(guī)定,鋼板的精度可分為A、B、C三級:

A——高級精度

B——較高精度

C——普通精度

對于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼板,按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T710-1991規(guī)定,鋼板的表面質(zhì)量可分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四組:

Ⅰ——特別高級的精整表面

Ⅱ——高級的精整表面

Ⅲ——較高的精整表面

Ⅳ——普通的精整表面每組按拉深級別又分為Z、S、P三級:

Z——最深拉深

S——深拉深

P——普通拉深

在沖壓工藝資料和圖樣上,對材料的表示方法有特殊的規(guī)定。如材料為08鋼、厚度為2.0mm、平面尺寸為2000mm×1500mm、較高級精度、較高級精整表面、深拉深級的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼冷軋鋼板表示為關(guān)于材料的牌號、性能和規(guī)格,可查閱相關(guān)的設(shè)計手冊和標(biāo)準(zhǔn),表1-3和表1－4分別列出了部分沖壓常用金屬材料的力學(xué)性能及軋制薄鋼板的厚度公差。

表1-3沖壓常用金屬材料的力學(xué)性能

表1-3沖壓常用金屬材料的力學(xué)性能

表1-4鋼板厚度允差(GB/T708-1988)表1-4鋼板厚度允差(GB/T708-1988)1.3沖壓設(shè)備

1.3.1壓力機(jī)的分類與型號鍛壓機(jī)械基本型號是由一個漢語拼音字母和幾個阿拉伯?dāng)?shù)字組成的。字母代表鍛壓機(jī)械的大類,稱為類別。同一類鍛壓機(jī)械中分為若干列,稱為列別,由第一個數(shù)字之后的數(shù)字代表鍛壓機(jī)械的主要規(guī)格。第二位數(shù)字與規(guī)格部分的數(shù)字以一短橫線“-”隔開。

在類、列、組和主要規(guī)格完全相同,只是次要參數(shù)不同的鍛壓機(jī)械,按變型處理,即在原型號的字母后加一個字母A、B、C……等,依次表示為第一、第二、第三……次變型。例如JA31-160A曲柄壓力機(jī)的型號意義是

型號表示方法說明如下:

第一個字母為類代號,用漢語拼音字母表示。在鍛壓設(shè)備中,與曲柄壓力機(jī)有關(guān)的有5類:機(jī)械壓力機(jī)、線材成型自動機(jī)、鍛機(jī)、剪切機(jī)和彎曲校正機(jī),見表1-5。

表1-5鍛壓機(jī)械類別代號

第二個字母代表同一型號產(chǎn)品的變型順序號。凡主參數(shù)與基本型號相同,但其它某些基本參數(shù)與基本型號不同的,稱為變型,用字母A、B、C……表示。第三、第四個數(shù)字代表主參數(shù)。前面一個數(shù)字代表“組”,后一個數(shù)字代表“型”。每類鍛壓設(shè)備分為10組,每組分為10型。橫線后面的數(shù)字代表主參數(shù)。一般用壓力機(jī)的標(biāo)稱壓力作為主參數(shù)。型號中的標(biāo)稱壓力用工程單位制的“tf”表示,轉(zhuǎn)化為法定單位制的“kN”時,應(yīng)把此數(shù)乘以10。

最后一個字母代表產(chǎn)品的重大改進(jìn)順序號,凡型號已確定的鍛壓機(jī)械,若結(jié)構(gòu)和性能上與原產(chǎn)品有顯著不同,則稱為改進(jìn),用字母A、B、C……表示。有些鍛壓設(shè)備緊接組、型代號后面還有一個字母,代表設(shè)備的通用特性,例如J21G-20中的“G”

代表“高速”;J92K-250中的“K”代表“數(shù)控”。

通用曲柄壓力機(jī)型號見表1-6。

(1)開式壓力機(jī):操作者可以從前、左、右三個方向接近工作臺,床身為整體型的壓力機(jī)。

(2)閉式壓力機(jī):操作者只能從前、后兩個方向接近工作臺,床身為左右封閉的壓力機(jī)。

(3)單點(diǎn)壓力機(jī):壓力機(jī)的滑塊由一個連桿帶動,用于臺面比較小的壓力機(jī)。

(4)雙點(diǎn)壓力機(jī):壓力機(jī)的滑塊由兩個連桿帶動,用于左、右臺面較寬的壓力機(jī)。

(5)四點(diǎn)壓力機(jī):壓力機(jī)的滑塊由四個連桿帶動,用于前、后、左、右臺面尺寸都比較大的壓力機(jī)。

表1-6通用壓力機(jī)的型號

1.3.2壓力機(jī)的典型結(jié)構(gòu)

1.曲柄壓力機(jī)曲柄壓力機(jī)是以曲柄傳動的鍛壓機(jī)械,它能完成各種沖壓工序,如沖裁、彎曲、拉深、脹形、擠壓和模鍛,是沖壓車間的主要設(shè)備。下面通過兩種典型曲柄壓力機(jī)來說明它的工作原理和結(jié)構(gòu)。

(1)開式雙柱可傾式壓力機(jī)。圖1-9所示為JB23-63型壓力機(jī)結(jié)構(gòu)圖;圖1-10為該壓力機(jī)的運(yùn)動原理圖,其工作原理如下:電動機(jī)1通過V帶(傳動帶)把運(yùn)動傳給大帶輪3,再經(jīng)過小齒輪4、大齒輪5傳給曲軸7。連桿9上端裝在曲軸上,下端與滑塊10連接,把曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變?yōu)榛瑝K的直線往復(fù)運(yùn)動。滑塊運(yùn)動的最高位置稱為上止點(diǎn)位置,而最低位置稱為下止點(diǎn)位置。沖壓模具的上模11裝在滑塊上,下模12裝在墊板13上。因此,當(dāng)板料放在上、下模之間時,滑塊向下移動進(jìn)行沖壓,即可獲得工件。

圖1-9JB23-63型壓力機(jī)結(jié)構(gòu)圖

圖1-10JB23-63型壓力機(jī)運(yùn)動原理圖

在使用壓力機(jī)時,電動機(jī)始終在不停的運(yùn)轉(zhuǎn),但由于生產(chǎn)工藝的需要,滑塊有時運(yùn)動,有時停止,故裝有離合器6和制動器8。壓力機(jī)在整個周期內(nèi)進(jìn)行工藝操作的時間很短,大部分是無負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),為均勻、有效地利用能量,因而裝有飛輪。大帶輪3即起飛輪作用。

曲柄壓力機(jī)一般由下面幾個部分組成:

①工作機(jī)構(gòu)：一般為曲柄連桿機(jī)構(gòu),由曲軸、連桿、滑塊等主要零件組成。②傳動機(jī)構(gòu)：包括電動機(jī)、帶傳動、齒輪傳動等機(jī)構(gòu)。③操縱系統(tǒng)：如離合器、制動器。④支承部件：如床身、工作臺等。⑤輔助系統(tǒng)：如潤滑系統(tǒng)、保護(hù)裝置及氣墊等。

該壓力機(jī)是操作空間三面敞開的開式壓力機(jī)。操作者能夠從壓力機(jī)的前面、左面或右面接近模具,因而操作比較方便。但是,由于這種壓力機(jī)的機(jī)身是敞開式結(jié)構(gòu),其機(jī)床剛度較差,因此一般適用于公稱壓力在1000kN以下的小型壓力機(jī)。而在1000～3000kN的中型壓力機(jī)和3000kN以上的大型壓力機(jī)上,大多采用閉式壓力機(jī)形式。閉式壓力機(jī)的操作空間只能從前后方向接近模具,但機(jī)床剛度較強(qiáng),精度較高。

(2)閉式單點(diǎn)壓力機(jī)。圖1-11所示為J31-315型壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。圖1-12所示為該壓力機(jī)的工作原理圖。其工作原理為:電動機(jī)1通過V帶把運(yùn)動傳給大帶輪3,再經(jīng)小齒輪6、大齒輪7和小齒輪8,帶動偏心齒輪9在心軸上旋轉(zhuǎn),心軸兩端固定在機(jī)身11上。連桿12套在偏心齒輪上,這樣就構(gòu)成了一個由偏心齒輪驅(qū)動的曲柄連桿機(jī)構(gòu)。當(dāng)小齒輪8帶動偏心齒輪旋轉(zhuǎn)時,連桿即可以擺動,帶動滑塊13做上、下往復(fù)運(yùn)動,完成沖壓工作。此外,此壓力機(jī)還裝有液壓氣墊18,可作為拉深時壓邊及工作時頂出工件用。

圖1-11J31-315型壓力機(jī)結(jié)構(gòu)圖

圖1-12J31-315型壓力機(jī)工作原理圖

②滑塊行程:指滑塊從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)所經(jīng)過的距離,其大小隨工藝用途和公稱壓力的不同而不同。例如,沖裁用的曲柄壓力機(jī)行程較小,拉深用的壓力機(jī)行程較大。③行程次數(shù):指滑塊每分鐘從上止點(diǎn)到下止點(diǎn),然后再回到上止點(diǎn)所往復(fù)的次數(shù)。一般小型壓力機(jī)和用于沖裁的壓力機(jī)行程次數(shù)較多,大型壓力機(jī)和用于拉深的壓力機(jī)行程次數(shù)較少。

④閉合高度:指滑塊在下止點(diǎn)時,滑塊下平面到工作臺上平面的距離。當(dāng)閉合高度調(diào)節(jié)裝置將滑塊調(diào)整到最上位置時,閉合高度最大,稱為最大閉合高度;將滑塊調(diào)整到最下位置時,閉合高度最小,稱為最小閉合高度。閉合高度從最大到最小可以調(diào)節(jié)的范圍,稱為閉合高度調(diào)節(jié)量。

⑤裝模高度：當(dāng)工作臺面上裝有工作墊板,并且滑塊在下止點(diǎn)時,滑塊下平面到墊板上平面的距離為裝模高度。在最大閉合高度狀態(tài)時的裝模高度為最大裝模高度,在最小閉合高度狀態(tài)時的裝模高度為最小裝模高度。裝模高度與閉合高度之差為墊板厚度。⑥工作臺面尺寸:壓力機(jī)工作臺面(或墊板平面)的長、寬尺寸一般應(yīng)大于模具下模座尺寸,且每邊留出60～100mm,以便于安裝固定模具。當(dāng)沖壓件或廢料從下模漏料時,工作臺孔尺寸必須大于漏料件尺寸。對于有彈頂裝置的模具,工作臺孔還應(yīng)大于彈頂器的外形尺寸。

⑦滑塊模柄孔尺寸:滑塊上模柄孔的直徑應(yīng)與模具模柄直徑一致,模柄孔的深度應(yīng)大于模柄夾持部分長度。⑧電動機(jī)的功率:一般在保證了沖壓工藝力的情況下,壓力機(jī)的電機(jī)功率是足夠的。但在某些施力行程較大的情況下,也會出現(xiàn)壓力足夠而功率不夠的現(xiàn)象,此時必須對壓力機(jī)的電機(jī)功率進(jìn)行校核,保證電機(jī)功率大于沖壓時所需的功率。

⑨壓力機(jī)的精度:主要是指壓力機(jī)在靜態(tài)情況下,所測得的壓力機(jī)應(yīng)達(dá)到的各種精度指標(biāo),稱為靜態(tài)精度。它主要包括:工作臺的平面度、滑塊下平面的平面度、工作臺面同滑塊下平面的平行度、滑塊行程同工作臺面的垂直度、滑塊中心孔和滑塊行程的平行度等。

2.雙動拉深壓力機(jī)專用的拉深壓力機(jī)按動作分,有單動拉深壓力機(jī)、雙動拉深壓力機(jī)及三動拉深壓力機(jī)。單動拉深壓力機(jī)常利用氣墊壓邊。雙動拉深壓力機(jī)有兩個分別運(yùn)動的滑塊,內(nèi)滑塊用于拉深,外滑塊主要用于壓邊。所謂三動拉深壓力機(jī),是在雙動拉深壓力機(jī)的工作臺上增設(shè)氣墊,氣墊可進(jìn)行局部拉深。

圖1-13J44-55B型雙動拉深壓力機(jī)

圖1-13所示為J44-55B型底傳動雙動拉深壓力機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖。工作部分由拉深滑塊1、壓邊滑塊3、活動工作臺4組成。主軸7通過偏心齒輪8和連桿2帶動拉深滑塊1做上、下移動,凸模裝在拉深滑塊上。壓邊滑塊在工作時不動,它與活動工作臺的距離可通過絲杠調(diào)節(jié)。凹模裝在活動工作臺上?；顒庸ぷ髋_的頂起與降落是靠凸輪6實現(xiàn)的。拉深時,凸模下降至還未伸出壓邊滑塊之前,活動工作臺就被凸輪頂起,把板料壓緊在凹模與壓邊滑塊之間,并停留在這一位置,直至凸模繼續(xù)下降,拉深結(jié)束。然后凹模上升,活動工作臺下降,頂件裝置5把工件從凹模內(nèi)頂出。

雙動拉深壓力機(jī)具有以下可滿足拉深工藝要求的特點(diǎn):

(1)內(nèi)、外滑塊的行程與運(yùn)動配合。拉深壓力機(jī)具有較大的壓力行程,可適應(yīng)具有一定高度的工件的拉深。內(nèi)、外滑塊的運(yùn)動有特殊的規(guī)律,外滑塊(壓邊滑塊)的行程要小于內(nèi)滑塊(拉深滑塊)的行程,在內(nèi)滑塊開始拉深之前,外滑塊首先要壓緊毛坯的邊緣,在內(nèi)滑塊拉深過程中,外滑塊應(yīng)以不變的壓力保持壓緊狀態(tài),提供可靠的壓邊力。拉深完畢,內(nèi)滑塊在回程到一定行程后,外滑塊(或活動工作臺)才回程。其目的是,外滑塊不但起壓邊作用,而且要在拉深結(jié)束后給凸模卸件,以免拉深件卡在凸模上。

(2)內(nèi)、外滑塊的速度。外滑塊在到達(dá)下止點(diǎn)壓邊時,在壓力機(jī)主軸轉(zhuǎn)動的大約100°～110°的范圍內(nèi),它在下止點(diǎn)靜止不動,速度幾乎為零。實際上外滑塊在下止點(diǎn)尚有微小的波動位移,位移的值不大于0.05mm。內(nèi)滑塊在拉深工作行程中要求速度慢,并且近于勻速運(yùn)動,對材料的沖擊小,有利于材料在拉深中的流動,提高拉深的質(zhì)量。內(nèi)、外滑塊這些優(yōu)良的運(yùn)動性能是通過壓力機(jī)主軸采用多連桿機(jī)構(gòu)分別驅(qū)動內(nèi)、外滑塊實現(xiàn)的。

(3)外滑塊的壓邊力可調(diào)。形狀復(fù)雜的拉深件,在拉深時要求在周邊的不同區(qū)段,具有不同的變形阻力,以控制拉深時金屬的流動,這種各向不同的阻力是通過相應(yīng)部位的不同壓邊力得到的。雙動拉深壓力機(jī)的外滑塊可用機(jī)械或液壓的方法,使各點(diǎn)的壓邊力得到調(diào)節(jié),形成有利于金屬各向均勻流動的變形條件。綜上所述,目前形狀復(fù)雜的拉深零件一般應(yīng)在雙動拉深壓力機(jī)上拉深。

3.摩擦壓力機(jī)

摩擦壓力機(jī)是利用摩擦盤與飛輪之間相互接觸,傳遞動力,并根據(jù)螺桿與螺母相對運(yùn)動,使滑塊產(chǎn)生上、下往復(fù)運(yùn)動的鍛壓機(jī)械。圖1-14所示為摩擦壓力機(jī)的傳動示意圖。其工作原理如下:電動機(jī)1通過V帶2及大帶輪把運(yùn)動傳給橫軸4及左、右摩擦盤3和5,使得橫軸與左、右摩擦盤始終在旋轉(zhuǎn)。并且橫軸可允許在軸承內(nèi)作一定范圍的水平橫向運(yùn)動。工作時,壓下手柄13,橫軸右移,使左摩擦盤3與飛輪6的輪緣相壓緊,迫使飛輪與螺桿9順時針旋轉(zhuǎn),帶動滑塊向下做直線運(yùn)動,進(jìn)行沖壓加工。反之,手柄向上,滑塊上升。

圖1-14摩擦壓力機(jī)的傳動示意圖

滑塊的行程用安裝在連桿10上的兩個擋塊11來調(diào)節(jié)。壓力的大小可通過手柄壓下多少控制飛輪與摩擦盤的接觸松緊來調(diào)整。實際壓力允許超過公稱壓力25%～100%,超負(fù)荷時,由于飛輪與摩擦盤之間產(chǎn)生滑動,因而不會因過載而損壞機(jī)床。由于摩擦壓力機(jī)有較好的工藝適應(yīng)性,結(jié)構(gòu)簡單,制造和使用成本較低,因此特別適用于校正、壓印、成型等沖壓工作。

1.3.3沖壓設(shè)備的選擇

1.沖壓設(shè)備類型的選擇沖壓設(shè)備類型主要根據(jù)所要完成的沖壓工藝性質(zhì)、生產(chǎn)批量、沖壓件的尺寸大小和精度要求等來選擇。

(1)對于中、小型沖裁件、彎曲件或拉深件等,主要選用開式機(jī)械壓力機(jī)。開式壓力機(jī)雖然剛度不高,在較大沖壓力的作用下床身的變形會改變沖模間隙分布,降低模具壽命和沖壓件表面質(zhì)量,