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塑性成形材料成形第1页，共105页，编辑于2022年，星期五概述概述塑性成形塑性成形：对坯料施加外力，使其产生塑性变形，对坯料施加外力，使其产生塑性变形，改变形状、尺寸及改善性能，以得到工件或毛坯的成改变形状、尺寸及改善性能，以得到工件或毛坯的成形加工方法。形加工方法。金属塑性成形中作用在金属坯料上的外力主要金属塑性成形中作用在金属坯料上的外力主要有两种：有两种：冲击力和压力冲击力和压力。锤类设备产生冲击力使。锤类设备产生冲击力使金属变形，轧机和压力机对金属坯料施加静压力金属变形，轧机和压力机对金属坯料施加静压力使金属变形。使金属变形。第2页，共105页，编辑于2022年，星期五一、塑性成形的特点：一、塑性成形的特点：1.1.优点优点 力学性能高；力学性能高；材料利用率高；材料利用率高；生产率高；生产率高；适用范围广。适用范围广。2.2.缺点缺点 锻件精度不高，表面质量不好；锻件精度不高，表面质量不好；劳动条件不好。劳动条件不好。第3页，共105页，编辑于2022年，星期五二、塑性成形的基本生产方式：二、塑性成形的基本生产方式：1.1.锻造锻造2.2.板料冲压板料冲压3.3.轧制轧制4.4.拉拔拉拔5.5.挤压挤压第4页，共105页，编辑于2022年，星期五三、各种方法的适用场合：三、各种方法的适用场合：锻造：锻造：生产各种重要的，承受重载荷的零件毛坯，如：机床主轴、齿轮、炮筒、枪管、起重机吊钩等。冲压：冲压：加工板料、垫圈、铆钉、支架、合页等。轧制、拉拔、挤压：轧制、拉拔、挤压：板材、管材和线材。第5页，共105页，编辑于2022年，星期五1.1.冷变形强化（加工硬化）：冷变形强化（加工硬化）：冷变形时，随着变形程度的增加，金属材料的强度、冷变形时，随着变形程度的增加，金属材料的强度、硬度硬度，塑性和韧性，塑性和韧性。利弊：利弊：提高强度，但塑性下降，进一步加工造提高强度，但塑性下降，进一步加工造成困难，需中间退火处理。成困难，需中间退火处理。纯金属、纯金属、A A体不锈钢、形变铝合金的强化，用体不锈钢、形变铝合金的强化，用冷轧、冷挤、冷拔或冷冲压加工。冷轧、冷挤、冷拔或冷冲压加工。第6页，共105页，编辑于2022年，星期五常温下塑性变形对低碳钢力学性能的影响常温下塑性变形对低碳钢力学性能的影响加工硬化加工硬化第7页，共105页，编辑于2022年，星期五锻造比与锻造流线锻造比与锻造流线1.锻造流线与金属的变形程度密切相关，锻造流线的化锻造流线与金属的变形程度密切相关，锻造流线的化学稳定性很高。只有经过锻压才能改变它的方向和形状，学稳定性很高。只有经过锻压才能改变它的方向和形状，用热处理或其他方法不能消除或改变。用热处理或其他方法不能消除或改变。2.锻造流线在平行流线方向塑性和韧性锻造流线在平行流线方向塑性和韧性，而在垂直流，而在垂直流线方向上塑性和韧性线方向上塑性和韧性。3.设计制造零件时，应不破坏锻造流线设计制造零件时，应不破坏锻造流线。第8页，共105页，编辑于2022年，星期五第9页，共105页，编辑于2022年，星期五五、金属的锻造性能五、金属的锻造性能金属的锻造性能金属的锻造性能：金属材料通过塑性加工获得优质零件的：金属材料通过塑性加工获得优质零件的难易程度。难易程度。塑性塑性变形抗力变形抗力目目标：标：衡量指标：衡量指标：塑性好塑性好 变形抗力小变形抗力小 影响锻造性能的因素：影响锻造性能的因素：(1)(1)金属本质金属本质 (2)(2)变形条件变形条件第10页，共105页，编辑于2022年，星期五细晶粒好，粗晶粒差细晶粒好，粗晶粒差金属碳化物差金属碳化物差内部组织内部组织化学成分化学成分纯金属锻造性能好纯金属锻造性能好合金差合金差纯金属、固溶体可锻性好纯金属、固溶体可锻性好1.金属本质的影响碳钢，含碳量越少，锻造性能越好碳钢，含碳量越少，锻造性能越好硫、磷含量越少，可锻性越好硫、磷含量越少，可锻性越好第11页，共105页，编辑于2022年，星期五2.变形条件的影响（1）变形温度）变形温度适当高温利于锻造适当高温利于锻造温度过高产生温度过高产生在始锻与终锻温度之间在始锻与终锻温度之间过烧过烧过热过热脱碳脱碳氧化氧化缺陷第12页，共105页，编辑于2022年，星期五碳碳钢钢的的锻锻造造温温度度第13页，共105页，编辑于2022年，星期五（2）变形速度：）变形速度：双重影响双重影响变形速度对塑性及变形抗力的影响示意图变形速度对塑性及变形抗力的影响示意图第14页，共105页，编辑于2022年，星期五（3）应力状态：）应力状态：压应力数目多，塑性好压应力数目多，塑性好挤压时金属应力状态拉拔时金属应力状态第15页，共105页，编辑于2022年，星期五3.1.1 锻造锻造 一、自由锻一、自由锻 play 利用冲击力或压力使金属在上下两个砥铁之间产生变形，从而获得所需形状及尺寸的锻件。坯料不受模具限制，锻件形状尺寸由锻工技术保证，对锻工技术水平要求水平高；锻件重量小到1KG以下，大到数百吨；用于单件、小批生产；生产大型锻件唯一方法。3.1塑性成形方法第16页，共105页，编辑于2022年，星期五 1.1.自由锻使用的设备自由锻使用的设备v 锻锤：空气锤、蒸汽锻锤：空气锤、蒸汽-空气锤，利用冲击力。空气锤，利用冲击力。v 压力机：水压机，利用压力来锻打工件。压力机：水压机，利用压力来锻打工件。第17页，共105页，编辑于2022年，星期五2.2.自由锻工序自由锻工序v 基本工序：基本工序：镦粗镦粗、拔长拔长、冲孔、冲孔、弯曲弯曲、扭曲、错移等、扭曲、错移等v 辅助工序：切肩、压钳口等辅助工序：切肩、压钳口等v 精整工序：去氧化皮、整形等精整工序：去氧化皮、整形等第18页，共105页，编辑于2022年，星期五3.3.自由锻的特点及应用自由锻的特点及应用v 工艺灵活，工具简单工艺灵活，工具简单 v 工艺范围大工艺范围大v 生产率低、劳动强度大、对工人技术要求高生产率低、劳动强度大、对工人技术要求高v 锻件精度低、锻件形状简单锻件精度低、锻件形状简单第19页，共105页，编辑于2022年，星期五二、模锻二、模锻在冲击力或压力作用下，金属坯料在锻模模膛内变形从在冲击力或压力作用下，金属坯料在锻模模膛内变形从而获得锻件的工艺方法。而获得锻件的工艺方法。第20页，共105页，编辑于2022年，星期五二、模锻二、模锻 play（一）（一）.特点特点与自由锻相比，模锻具有如下优点：与自由锻相比，模锻具有如下优点：操作技术要求不高，但生产效率高；操作技术要求不高，但生产效率高；锻件尺寸和形状精确，加工余量小；锻件尺寸和形状精确，加工余量小；能锻造形状较为复杂的锻件，一般外形不必简化；能锻造形状较为复杂的锻件，一般外形不必简化；成本高，大批量生产。成本高，大批量生产。按使用的设备不同，模锻可分为锤上模锻、胎膜锻和按使用的设备不同，模锻可分为锤上模锻、胎膜锻和压力机上模锻等。压力机上模锻等。第21页，共105页，编辑于2022年，星期五（二）（二）.锤上模锻锤上模锻（1）锤上模锻设备：锤上模锻所用设备有蒸汽空气锤、高速锤等。（2）锻模结构：锤上模锻所用的锻模都由上模和下模组成。如图所示。第22页，共105页，编辑于2022年，星期五（2）锻模结构1-锤头2-上模3-飞边槽4-下模5-模垫6、7、10-紧固楔铁8-分模面9-模膛第23页，共105页，编辑于2022年，星期五（3）模膛分类）模膛分类模模膛膛模锻模膛模锻模膛制坯模膛制坯模膛拔长模膛拔长模膛终锻模膛终锻模膛预锻模膛预锻模膛滚压模膛滚压模膛弯曲模膛弯曲模膛切断模膛切断模膛第24页，共105页，编辑于2022年，星期五终锻模膛终锻模膛预锻模膛预锻模膛预锻模膛与终锻模膛区别是：预锻模膛与终锻模膛区别是：前者的圆角和斜度较大，没有飞前者的圆角和斜度较大，没有飞边槽，精度低边槽，精度低第25页，共105页，编辑于2022年，星期五拔长模膛拔长模膛作用：减少坯料某部分的横截面积，增加长度。第26页，共105页，编辑于2022年，星期五滚压模膛滚压模膛作用：减少坯料某部分的横截面积，增加另一部分横截面积。第27页，共105页，编辑于2022年，星期五弯曲模膛弯曲模膛作用：用于使坯料弯曲。第28页，共105页，编辑于2022年，星期五切断模膛切断模膛作用：靠上、下模的角部组成一对刀口切断金属。第29页，共105页，编辑于2022年，星期五（三）、胎模锻（三）、胎模锻在自由锻设备上使用简单锻模（胎模）来生产模锻件。在自由锻设备上使用简单锻模（胎模）来生产模锻件。模膛不是固定在锻锤上，设备简单，适于中小厂。模膛不是固定在锻锤上，设备简单，适于中小厂。1、与自由锻相比，胎膜锻件有如下特点：、与自由锻相比，胎膜锻件有如下特点：操作简便，生产率高；操作简便，生产率高；锻件形状准确，尺寸精度较高，因而，锻件敷料少，机械锻件形状准确，尺寸精度较高，因而，锻件敷料少，机械加工余量少；加工余量少；锻件内部组织致密，纤维分布更符合性能要求。锻件内部组织致密，纤维分布更符合性能要求。第30页，共105页，编辑于2022年，星期五（三）、胎模锻（三）、胎模锻2、与模锻相比，胎膜模锻又有如下特点：、与模锻相比，胎膜模锻又有如下特点：胎膜模锻不需采用昂贵设备，且扩大了自由锻设备的生产范围；胎膜模锻不需采用昂贵设备，且扩大了自由锻设备的生产范围；胎膜锻可以局部成形，故可用较小设备锻制较大的模锻件；胎膜锻可以局部成形，故可用较小设备锻制较大的模锻件；胎膜锻锻模结构简单，容易制造，成本低。胎膜锻锻模结构简单，容易制造，成本低。但胎膜锻件的尺寸精度不如模锻件高，生产率较低，模具寿命短，但胎膜锻件的尺寸精度不如模锻件高，生产率较低，模具寿命短，胎膜锻适合于中小批量的锻件生产中。胎膜锻适合于中小批量的锻件生产中。第31页，共105页，编辑于2022年，星期五3.3.胎模锻的种类胎模锻的种类（1）扣模：来生产长杆，非回转体锻件。）扣模：来生产长杆，非回转体锻件。（2）套筒模：锻模为圆筒形，生产齿轮、法兰、盘等。）套筒模：锻模为圆筒形，生产齿轮、法兰、盘等。（4）合模：由上模和下模组成。）合模：由上模和下模组成。精密模锻精密模锻 play锻压生产线锻压生产线 play第32页，共105页，编辑于2022年，星期五 塑性成形作业一1.自由锻和模锻的特点和应用范围有什么不同？2.预锻模膛和终锻模膛的作用是什么？二者在结 构上有何区别？第33页，共105页，编辑于2022年，星期五 板料冲压是利用装在冲床上的设备（冲模）使板料产板料冲压是利用装在冲床上的设备（冲模）使板料产生生分离分离或或变形变形的一种塑性成形方法。它主要用于加工板的一种塑性成形方法。它主要用于加工板料（料（10mm10mm以下，包括金属及非金属板料）类零件以下，包括金属及非金属板料）类零件,故故称为板料冲压。称为板料冲压。3.1.2板料冲压1、概念、概念概述概述第34页，共105页，编辑于2022年，星期五2.2.设备设备 playplay冲压常用的设备有冲压常用的设备有剪床剪床和和冲床冲床等等。剪床剪床冲床冲床第35页，共105页，编辑于2022年，星期五冲压设备冲压设备第36页，共105页，编辑于2022年，星期五第37页，共105页，编辑于2022年，星期五3.3.板料冲压的特点板料冲压的特点生产率高（靠模具设备成形，操作简便，易实现生产率高（靠模具设备成形，操作简便，易实现“两化两化”）可成形复杂形状的制件可成形复杂形状的制件,而且废料少，材料利用率高而且废料少，材料利用率高制件尺寸精度高、表面质量好、互换性好制件尺寸精度高、表面质量好、互换性好,不需机加工不需机加工制件强度高、刚性好、重量轻制件强度高、刚性好、重量轻加工成本低加工成本低冲模制造复杂，成本高冲模制造复杂，成本高第38页，共105页，编辑于2022年，星期五将冲压件与板料按要求的轮廓线分离的工序，如剪切、落料、将冲压件与板料按要求的轮廓线分离的工序，如剪切、落料、冲孔。落料和冲孔总称为冲孔。落料和冲孔总称为冲裁冲裁。1、分离工序、分离工序分离工序分离工序：落料、冲孔、切断、切口：落料、冲孔、切断、切口变形工序变形工序：弯曲、弯曲、拉深、翻边、成形拉深、翻边、成形一一.板料冲压的基本工序板料冲压的基本工序第39页，共105页，编辑于2022年，星期五第40页，共105页，编辑于2022年，星期五冲裁变形过程演示冲裁变形过程演示弹性变形阶段弹性变形阶段塑性变形阶段塑性变形阶段断裂阶段断裂阶段（1 1）冲裁变形的特点及应力分析）冲裁变形的特点及应力分析第41页，共105页，编辑于2022年，星期五第42页，共105页，编辑于2022年，星期五（2 2）冲裁件断裂面）冲裁件断裂面 蹋角带蹋角带 光亮带：表面光滑光亮带：表面光滑,断面质断面质量最好。量最好。剪裂带：表面粗糙剪裂带：表面粗糙,略带略带斜度。斜度。毛刺：微裂纹出现时产生毛刺：微裂纹出现时产生,冲头继续下行时被拉长。冲头继续下行时被拉长。第43页，共105页，编辑于2022年，星期五(3)整修外缘修整外缘修整内孔修整内孔修整第44页，共105页，编辑于2022年，星期五切断用剪刃或冲模将板料沿不封闭轮廓进行分离的工序。用剪刃或冲模将板料沿不封闭轮廓进行分离的工序。切口材料沿不封闭曲线部分地分离开，其中分离部分的材料材料沿不封闭曲线部分地分离开，其中分离部分的材料弯曲的工序。弯曲的工序。第45页，共105页，编辑于2022年，星期五1 1）.变形特点及应力分析变形特点及应力分析靠近曲率中心一侧（内层）：靠近曲率中心一侧（内层）：切向受压应力，产生压缩变形；切向受压应力，产生压缩变形；远离曲率中心一侧（外层）：切向受拉远离曲率中心一侧（外层）：切向受拉应力，产生伸长变形。应力，产生伸长变形。中性层不变（切向应力为中性层不变（切向应力为0）。）。2.弯曲利用弯曲模使工件轴线弯成一定角度和曲率的工序。利用弯曲模使工件轴线弯成一定角度和曲率的工序。第46页，共105页，编辑于2022年，星期五回弹（弹复）回弹（弹复）当外力去除后当外力去除后,毛坯的塑性变形保留下来毛坯的塑性变形保留下来,而弹性变形完全消而弹性变形完全消失失,使其形状和尺寸都发生与加载时变形方向相反的变化。这种现使其形状和尺寸都发生与加载时变形方向相反的变化。这种现象称为回弹。象称为回弹。措施：措施：加强肋，增加刚度；加强肋，增加刚度；根据回弹角，设计弯曲模。根据回弹角，设计弯曲模。2 2）.弯曲时容易出现的问题弯曲时容易出现的问题第47页，共105页，编辑于2022年，星期五裂纹裂纹板料越厚，内弯曲半径越小，拉应力越大，越容易弯裂。故变板料越厚，内弯曲半径越小，拉应力越大，越容易弯裂。故变形程度不能过大，形程度不能过大，rmin=(0.251)t。弯曲线与材料的纤维线垂直时弯曲线与材料的纤维线垂直时,允许的允许的rmin较小；若弯曲线与较小；若弯曲线与纤维线平行（重合）时纤维线平行（重合）时,则易开裂。则易开裂。2 2）.弯曲时容易出现的问题弯曲时容易出现的问题第48页，共105页，编辑于2022年，星期五平板材料通过塑性变形而制成的中空筒形零件的工序。平板材料通过塑性变形而制成的中空筒形零件的工序。3.拉深第49页，共105页，编辑于2022年，星期五拉深拉深第50页，共105页，编辑于2022年，星期五毛坯凸缘部分材料逐渐转移到筒壁部分的过程。毛坯凸缘部分材料逐渐转移到筒壁部分的过程。1 1）.拉深变形过程及应力分析拉深变形过程及应力分析第51页，共105页，编辑于2022年，星期五（1）拉深工艺特点：拉深工艺特点：凸模与凹模和冲裁时不同凸模与凹模和冲裁时不同,转角处为圆角，且转角处为圆角，且Zt(料料厚厚)。一般。一般Z=(1.11.2)t。（2）应力及变形分析：应力及变形分析：直壁部分（高度为）：变形区；直壁部分（高度为）：变形区；底部（直径为）：不变形区。底部（直径为）：不变形区。直壁部分应力状态：切向受压直壁部分应力状态：切向受压,径向受拉。径向受拉。1 1）.拉深变形过程及应力分析拉深变形过程及应力分析第52页，共105页，编辑于2022年，星期五筒壁与筒底之间的过渡圆角处壁厚减薄的最严重，是拉深件筒壁与筒底之间的过渡圆角处壁厚减薄的最严重，是拉深件中最薄弱的部位。中最薄弱的部位。1 1）.拉深变形过程及应力分析拉深变形过程及应力分析第53页，共105页，编辑于2022年，星期五起皱、失稳起皱、失稳防止：加压边圈（控制变形程度）。防止：加压边圈（控制变形程度）。拉穿拉穿合理的凸凹模圆角；合理的凸凹模间隙；合理的拉深系数；润滑。2 2）.拉深缺陷及废品拉深缺陷及废品第54页，共105页，编辑于2022年，星期五拉深压边拉深压边第55页，共105页，编辑于2022年，星期五第56页，共105页，编辑于2022年，星期五拉深系数拉深系数拉深系数：拉深系数：拉深变形后制件的直径与其毛坯直径之比称为拉拉深变形后制件的直径与其毛坯直径之比称为拉深系数，用深系数，用mm表示。保证危险断面不被拉裂的拉深系数的最表示。保证危险断面不被拉裂的拉深系数的最小值又称为极限拉深系数，一般极限拉深系数取小值又称为极限拉深系数，一般极限拉深系数取0.5-0.80.5-0.8。坯。坯料塑性差选上限值，塑性好可选下限值。料塑性差选上限值，塑性好可选下限值。第57页，共105页，编辑于2022年，星期五翻边是将零件的孔边缘或外边缘翻边是将零件的孔边缘或外边缘在模具作用下，翻成竖立边缘的一种在模具作用下，翻成竖立边缘的一种冲压工艺方法。冲压工艺方法。翻边第58页，共105页，编辑于2022年，星期五翻边翻边第59页，共105页，编辑于2022年，星期五胀形零件胀形零件胀形是利用压力将直径较小的筒形零件或锥形零件由内向外膨胀形是利用压力将直径较小的筒形零件或锥形零件由内向外膨胀成为直径较大的凸出曲面零件，或者在板材上形成刚性的筋条的一胀成为直径较大的凸出曲面零件，或者在板材上形成刚性的筋条的一种塑性成形工艺方法。种塑性成形工艺方法。胀形第60页，共105页，编辑于2022年，星期五3.1.4其它塑性成形方法其它塑性成形方法 挤压成形 轧制成形 拉拔成形第61页，共105页，编辑于2022年，星期五3.2塑性成形工艺设计 3.2.1自由锻工艺规程的制订 3.2.2模锻工艺规程制订第62页，共105页，编辑于2022年，星期五（一）（一）根据零件图绘制锻件图根据零件图绘制锻件图（1）机械加工余量（2）锻造公差（3）敷料（余块）3.2.1自由锻工艺规程的制订第63页，共105页，编辑于2022年，星期五第64页，共105页，编辑于2022年，星期五锻件图中：锻件图中：锻件外形粗实线描绘零件主要形状双点划线描绘第65页，共105页，编辑于2022年，星期五（二）（二）坯料重量和尺寸的计算坯料重量和尺寸的计算G坯坯=（1+k）G锻锻G坯坯=G锻锻+G切切+G芯料芯料+G烧烧K 消耗系数（1）坯料质量（2）坯料尺寸计算出坯料的体积，然后根据基本工序的类型和锻造比计算坯料的横截面积，最后再确定坯料的长度尺寸。第66页，共105页，编辑于2022年，星期五（三）（三）确定变形工序确定变形工序（1 1）盘类件）盘类件:镦粗（拔长、镦粗）、冲孔镦粗（拔长、镦粗）、冲孔（2 2）轴类件）轴类件:拔长（镦粗、拔长）、切肩、锻台阶拔长（镦粗、拔长）、切肩、锻台阶（3 3）筒类件）筒类件:镦粗（拔长、镦粗）、冲孔、心轴上拔长镦粗（拔长、镦粗）、冲孔、心轴上拔长（4 4）环类件）环类件:镦粗（拔长、镦粗）、冲孔、心轴上扩孔镦粗（拔长、镦粗）、冲孔、心轴上扩孔（5 5）弯曲件）弯曲件:拔长（镦粗、拔长）、弯曲拔长（镦粗、拔长）、弯曲（6 6）曲轴类件）曲轴类件:拔长（镦粗、拔长）、错移、锻台阶、扭转拔长（镦粗、拔长）、错移、锻台阶、扭转第67页，共105页，编辑于2022年，星期五（四）（四）选择锻造设备选择锻造设备（五）（五）确定锻造温度范围和加热火次确定锻造温度范围和加热火次（六）（六）热处理及锻件后续热处理热处理及锻件后续热处理（七）（七）编写工艺卡片编写工艺卡片（八）（八）估算锻件价格及成本估算锻件价格及成本第68页，共105页，编辑于2022年，星期五（一）（一）根据零件图绘制锻件图根据零件图绘制锻件图（1）确定分模面(分型面)分模面：上下锻模在模锻件上的分界面。分模面应选在锻件的最大截面处；分模面的选择应使模膛浅而对称；分模面的选择应使锻件上所加敷料最少；分模面应最好是平直面。3.2.2模锻工艺规程制订第69页，共105页，编辑于2022年，星期五第70页，共105页，编辑于2022年，星期五xxx分模面的选择比较分模面的选择比较第71页，共105页，编辑于2022年，星期五（2）确定加工余量、公差、余块、冲孔连皮余量：14mm公差：(0.33)mm冲孔连皮：模锻件孔径d25mm，通常取连皮厚度48mm第72页，共105页，编辑于2022年，星期五（3）设计模锻斜度 外壁斜度：57 0 内壁斜度：712 0（4）设计模锻圆角 外圆角：r=1.512mm 内圆角：R=（23）r第73页，共105页，编辑于2022年，星期五例：绘制齿轮坯模锻件图例：绘制齿轮坯模锻件图零件图零件图确定分模面确定分模面确定加工余量确定加工余量第74页，共105页，编辑于2022年，星期五设计模锻斜度设计模锻斜度设计模锻圆角设计模锻圆角锻件图中：锻件图中：锻件外形粗实线描绘零件主要形状双点划线描绘第75页，共105页，编辑于2022年，星期五（二）（二）确定模锻工步确定模锻工步（1）圆盘类零件：镦粗 预锻 终锻（2）长杆类零件：制坯 预锻 终锻（三）（三）坯料计算坯料计算 方法同自由锻方法同自由锻（四）（四）选择模锻设备选择模锻设备 由吨位选择模锻锤由吨位选择模锻锤（五）（五）安排修整工序安排修整工序（1）切边和冲孔）切边和冲孔（2）校正）校正（3）热处理）热处理（3）清理）清理（5）精压）精压第76页，共105页，编辑于2022年，星期五3.3冲压工艺设计冲压工艺设计 3.3.1冲裁工艺设计 3.3.2弯曲工艺设计 3.3.3拉深工艺设计 3.3.4冲压模具设计简介第77页，共105页，编辑于2022年，星期五3.3.13.3.1冲裁工艺设计冲裁工艺设计主要内容：冲裁件结构工艺性分析；凸凹模间隙确定；凸凹模具设计；冲裁主要内容：冲裁件结构工艺性分析；凸凹模间隙确定；凸凹模具设计；冲裁力计算；排样设计等。力计算；排样设计等。第78页，共105页，编辑于2022年，星期五1.1.凸凹模间隙凸凹模间隙模具间隙大小直接影响冲裁件的质量、冲裁力大小和模具寿命模具间隙大小直接影响冲裁件的质量、冲裁力大小和模具寿命间隙合适：间隙合适：上下裂纹自然汇合，冲裁件断口表面平整、毛刺小，且冲裁力上下裂纹自然汇合，冲裁件断口表面平整、毛刺小，且冲裁力小。小。间隙过大：间隙过大：上下裂纹不重合，致使断口上下裂纹不重合，致使断口光亮带变窄光亮带变窄，圆角和剪裂带斜，圆角和剪裂带斜度增大，毛刺大而厚，很难去除；度增大，毛刺大而厚，很难去除；间隙过小：间隙过小：上下裂纹也不重合，因产生上下裂纹也不重合，因产生二次剪切而形成两个光亮带二次剪切而形成两个光亮带，断，断口较光洁，但端面出现挤长的薄毛刺，而且模具刃口极易磨损钝化，降口较光洁，但端面出现挤长的薄毛刺，而且模具刃口极易磨损钝化，降低模具寿命。低模具寿命。第79页，共105页，编辑于2022年，星期五间隙对裂纹重合的影响间隙对裂纹重合的影响第80页，共105页，编辑于2022年，星期五1.1.凸凹模间隙凸凹模间隙模具间隙大小模具间隙大小的确定：的确定：表表3.83.8；或或 公式：公式：z=mtz=mt第81页，共105页，编辑于2022年，星期五2.2.凸凹模刃口尺寸的确定凸凹模刃口尺寸的确定 由冲裁过程可知，落料件的尺寸是由凹模刃口尺寸决定的，冲由冲裁过程可知，落料件的尺寸是由凹模刃口尺寸决定的，冲孔件的尺寸则是由冲孔凸模尺寸决定的。孔件的尺寸则是由冲孔凸模尺寸决定的。落料模落料模 凹模刃口尺寸凹模刃口尺寸=落料件尺寸落料件尺寸 凸模刃口尺寸凸模刃口尺寸=凹模刃口尺寸凹模刃口尺寸-凸凹模间隙凸凹模间隙冲孔模冲孔模 凸模刃口尺寸凸模刃口尺寸=冲孔件尺寸冲孔件尺寸 凹模刃口尺寸凹模刃口尺寸=凸模刃口尺寸凸模刃口尺寸+凸凹模间隙凸凹模间隙第82页，共105页，编辑于2022年，星期五4.4.冲裁件的排样冲裁件的排样3.3.冲裁力的计算冲裁力的计算 F=KLt第83页，共105页，编辑于2022年，星期五3.3.33.3.3拉深工艺设计拉深工艺设计1.1.毛坯尺寸计算毛坯尺寸计算面积不变原则计算面积不变原则计算第84页，共105页，编辑于2022年，星期五2.2.拉深系数的选择拉深系数的选择拉深系数：拉深系数：拉深变形后制件的直径与其毛坯直径之比称为拉深系数，拉深变形后制件的直径与其毛坯直径之比称为拉深系数，用用mm表示。保证危险断面不被拉裂的拉深系数的最小值又称为极限拉表示。保证危险断面不被拉裂的拉深系数的最小值又称为极限拉深系数，一般极限拉深系数取深系数，一般极限拉深系数取0.5-0.80.5-0.8。坯料塑性差选上限值，塑性好。坯料塑性差选上限值，塑性好可选下限值。可选下限值。表表3.123.12第85页，共105页，编辑于2022年，星期五3.3.拉深次数的确定拉深次数的确定拉深次数：拉深次数：受极限拉深系数的限制，所需要的拉深不能一次完成受极限拉深系数的限制，所需要的拉深不能一次完成而需要分几次逐步成形，这次数就称为拉深次数。而需要分几次逐步成形，这次数就称为拉深次数。第86页，共105页，编辑于2022年，星期五（1 1）冲模的结构组成和作用冲模的结构组成和作用 一副完整的冲模应由工作零件、定位零件、卸料零件、导一副完整的冲模应由工作零件、定位零件、卸料零件、导向零件、基础零件及紧固零件六大部分组成。向零件、基础零件及紧固零件六大部分组成。（2 2）冲模的种类冲模的种类 按照冲模完成的工序性质可分为冲孔模、落料模、弯曲模、拉按照冲模完成的工序性质可分为冲孔模、落料模、弯曲模、拉深模等，按其工序的组合程度又可分为简单模、连续模和复合模三深模等，按其工序的组合程度又可分为简单模、连续模和复合模三大类。大类。3.3.4 3.3.4 冲模的分类与构造冲模的分类与构造 playplay第87页，共105页，编辑于2022年，星期五简单模简单模演示演示第88页，共105页，编辑于2022年，星期五连续模连续模.swf演示演示第89页，共105页，编辑于2022年，星期五复合模复合模演示演示第90页，共105页，编辑于2022年，星期五3.4塑性成形加工件的结构工艺性塑性成形加工件的结构工艺性 自由锻件的结构工艺性 模锻件的结构工艺性 板料冲压件的结构工艺性第91页，共105页，编辑于2022年，星期五一、自由锻件的结构工艺性一、自由锻件的结构工艺性1.1.避免斜面和锥度避免斜面和锥度轴类自由锻锻件结构轴类自由锻锻件结构第92页，共105页，编辑于2022年，星期五2.2.避免曲面相交避免曲面相交杆类自由锻锻件结构杆类自由锻锻件结构第93页，共105页，编辑于2022年，星期五3.3.避免加强筋和凸台避免加强筋和凸台盘类自由锻锻件结构盘类自由锻锻件结构第94页，共105页，编辑于2022年，星期五4.4.采用组合工艺采用组合工艺a)工艺性差的结构工艺性差的结构b)工艺性好的结构工艺性好的结构复杂自由锻锻件结构复杂自由锻锻件结构第95页，共105页，编辑于2022年，星期五二、模锻件的结构工艺性二、模锻件的结构工艺性1.确定合理的分模面；确定合理的分模面；2.模锻斜度、模锻圆角设计模锻斜度、模锻圆角设计3.零件外形力求简单、平直和对称零件外形力求简单、平直和对称4.采用锻采用锻-焊组合工艺焊组合工艺第96页，共105页，编辑于2022年，星期五第97页，共105页，编辑于2022年，星期五模锻件模锻件焊合件焊合件第98页，共105页，编辑于2022年，星期五三、板料冲压件的结构工艺性三、板料冲压件的结构工艺性1.1.对各类冲压件的共同要求对各类冲压件的共同要求（1）尽量采用普通材料，尽可能采用较薄的板材；）尽量采用普通材料，尽可能采用较薄的板材；（2）尽量采用简单而对称的外形；）尽量采用简单而对称的外形；（3）对冲压件精度要求不宜过高；）对冲压件精度要求不宜过高；（4）改进结构，简化工艺，节省材料。）改进结构，简化工艺，节省材料。第99页，共105页，编辑于2022年，星期五采用冲采用冲-焊结构焊结构采采用用冲冲口口工工艺艺第100页，共105页，编辑于2022年，星期五2.2.对冲裁件的要求对冲裁件的要求（1）冲裁件形状应力求简单、对称，有利于材料的合理利用；（2）采用合理的排样，提高材料的利用率（3）应避免细长槽和细长臂结构；（4）冲裁件的内外转角处，应尽量避免尖角。第101页，共105页，编辑于2022年，星期五（5）冲裁件孔的尺寸第102页，共105页，编辑于2022年，星期五3.3.对拉深件的要求对拉深件的要求（1）外形力求简单，对称；（2）尽量避免深度过大；（3）拉深件的圆角半径要合适。rd、R 2第103页，共105页，编辑于2022年，星期五4.4.对弯曲件的要求对弯曲件的要求（1）弯曲件的形状应力求简单、对称；（2）弯曲半径不能小于材料允许的最小弯曲半径；（3）弯曲高度H2t；（4）带孔件的弯曲，孔的位置要满足：L(1.52)。第104页，共105页，编辑于2022年，星期五塑性成形作业塑性成形作业2 21.板料冲压的基本工序有哪些？2.按工序的组合程度不同冲模可分哪几类？各有何特点？第105页，共105页，编辑于2022年，星期五