锻压成形学习.pptx

1主要问题：1.为什么锻压加工能提高零件的性能?2.什么是冷变形强化(加工硬化)？工业生产中的意义？3.纤维组织（锻造流线）及其影响 4.什么是金属的可锻性?衡量指标？5.自由锻的主要设备和常用基本工序；自由锻件图的绘制及其结构工艺性。6.模锻件的分模面选择和结构设计应注意哪些问题？7.板料冲压对材料性能有何要求？设备？常用工序？第1页/共74页1.什么是锻压成形 金属坯料在外力作用下产生塑性变形，获得具有一定形状、尺寸和力学性能的毛坯或零件的成形方法。锻压锻造冲压自由锻造，简称自由锻模型锻造，简称模锻板料冲压（钣金加工）3.1 概 述2.分类第2页/共74页33.锻压成型的主要特点及应用1）提高金属的力学性能晶粒细化，组织致密；气孔、微裂纹等铸造缺陷被压合；使纤维组织合理分布。2）节约材料，减少切削加工工时力学性能好，承载能力提高；与切削加工相比，减少零件制造中的金属消耗。3）模锻生产率高，适应性强4）缺点：不能生产形状复杂的毛坯或零件。应用：主要用于轴类、连杆、齿轮、炮筒、枪管、吊钩、飞机和汽车零件等力学性能要求高的重要零件。第3页/共74页3.2 金属的塑性变形l塑性变形：材料在外力作用下产生而外力去除后不能恢复的那部分残留变形。l塑性加工（压力加工）：利用塑性变形使材料成形的加工方法的统称。l目的：（1）改善金属的组织和性能；（2）获得所需尺寸、形状的产品。l分类：冷变形和热变形加工。l生产实例：锻造、冲压、挤压、拉拔等。锻造连杆高强度螺栓第4页/共74页u金属的塑性变形滑移：指在切应力作用下，晶体的一部分沿一定的晶面和晶向相对于另一部分发生滑动位移的现象。滑移的结果在晶体表面形成台阶；孪生的结果使孪生面两侧晶体呈镜面对称。主要形式 滑移3.2.1 塑性变形的实质第5页/共74页3.2.2 塑性变形对金属组织和性能的影响加工硬化现象 冷变形金属随变形度，强度、硬度，塑性、韧性加工硬化的利弊及应用l是不能热处理强化金属材料的重要强化手段，如防锈铝合金l可提高构件在使用过程中的安全性l 塑性 变形抗力 使 进一步加工变得困难，如冷拉钢丝加工硬化现象，可采用再结晶退火消除！1.加工硬化加工硬化第6页/共74页72.回复和再结晶u回复：在加热温度不高时，冷变形金属原子扩散，残余内应力，强度硬度、塑性韧性基本不变。应用：去应力退火。目的是消除残余应力。冷变形金属的软化过程u再结晶：加热温度较高时，金属原子扩散能力，形成新的无畸变等轴晶，晶格结构不变，加工硬化消除 强度硬度降低，塑性韧性提高 应用：再结晶退火，目的是消除加工硬化，加热温度为（T再100200）图3-5第7页/共74页8加热温度对冷变形金属组织和性能的影响第8页/共74页93.冷变形和热变形T再冷变形热变形以下以上划分：u变形过程的区别：冷变形过程中产生加工硬化，变形抗力，Ra值较低 应用：金属材料通过冷轧、冷拔、等进行强化。热变形没有加工硬化，金属塑性变形抗力变形量 应用：金属材料的锻造加工 影响：组织细密，成分均匀；消除气孔、缩松等铸造缺陷；形成纤维组织锻造流线。相同材料，锻件的力学性能比铸件的高第9页/共74页4.纤维组织锻造流线u定义：铸锭内部存在的非金属夹杂物，在轧制或锻造过程中，随晶粒的变形方向被拉长呈纤维分布；在再结晶时，变形的晶粒恢复为细小等轴晶，而夹杂物依然沿被拉长的方向保留下来，称为纤维组织（图3-7）。热变形流线吊钩中的锻造流线第10页/共74页11 使金属的力学性能具有各向异性。平行于纤维组织方向，塑性、韧性好；垂直于纤维组织方向，塑性、韧性差；热处理不能消除纤维组织，只能通过锻造加工来改变。例如：高速钢的反复锻造加工，目的是消除粗大碳化物。4.纤维组织锻造流线u 影响：（图示）第11页/共74页12 在设计和制造零件时，要利用纤维组织的合理分布，使流线方向与零件的轮廓线相符合，提高零件的力学性能和使用寿命。u 应用：举例：热轧成形齿轮、锻造曲轴，流线方向与轮廓一致，寿命提高。棒料切削 厚板切削 圆钢镦粗后切削 精锻成形 锻造曲轴第12页/共74页13 如图所示为一钢制拖钩，可以用下列方法制造：铸造、锻造、板料切割，其中，以哪种方法制得的拖钩拖重能力最大？解释其原因。课堂练习：答：锻造。原因：（1）细化晶粒、改善组织，提高力学性能；（2）压合缩孔、缩松、气孔等铸造缺陷；（3）使纤维组织不被切断，并沿制件外形合理分布。第13页/共74页3.2.3 金属的可锻性及其影响因素u 可锻性及衡量指标定义：金属在锻压成形时，获得优质锻件的难易程度。衡量指标：塑性塑性：材料的塑性越好 可锻性越好 变形抗力变形抗力：材料的变形抗力越小 可锻性越好u 主要影响因素 化学成分、金相组织、变形温度、变形速度、应力状态等第14页/共74页151.化学成分和金相组织（2）金相组织、结构 纯金属和单相固溶体组织，塑性好，具有良好的可锻性。例如：紫铜比黄铜可锻性好；钢在锻造时，一般加热到高温，获得单相奥氏体组织；面心立方结构金属塑性好，比密排六方结构的可锻性好。（1 1）化学成分）化学成分 WC Me%材料的可锻性越好例如：低碳钢比高碳钢的可锻性好；碳素钢比合金钢的可锻性好。第15页/共74页162.变形温度 T变越高 材料的可锻性越好 。（有效措施）故：锻造常在高温下进行，但温度不能过高。u 钢件锻造加热常见缺陷氧化：金属元素与炉气中氧反应产生氧化皮。危害：合金元素烧损，锻模磨损加剧，锻件质量脱碳：钢件表层中碳被炉气中O2和CO2氧化 危害：工件表层WC ，强度、硬度、耐磨性过热：加热温度过高或高温停留时间过长，造成晶粒粗大 危害：钢件的强度、塑性、冲击韧性 。再次热处理补救。过烧：加热温度接近固相线并停留时间过长，奥氏体晶界氧化 甚至局部熔化。一旦产生，只能报费。防止：在真空或非氧化气氛中加热或涂防氧化涂料。第16页/共74页17确定：根据合金状态图。原则：始锻温度，在不出现过热和过烧前提下，尽量提高始锻温度。碳钢的始锻温度应低于固相线150200oC 终锻温度：停止锻造的温度。终锻温度太高，停锻后晶粒会重新长大，降低锻件力学性能；太低，再结晶较困难，加工强化现象严重，变形抗力太大，甚至产生锻造裂纹，也易损坏设备和工具。碳钢在800 以上（图示）。u 锻造温度始锻温度始锻温度终锻温度终锻温度锻造加工锻造加工第17页/共74页183.变形速度 指金属在锻压加工过程中，单位时间内的相对变形量。u 影响：（1）加工硬化被再结晶消除的程度。vvc时，再结晶速度起主要作用；v 再结晶塑性变形抗力金属可锻性 合金钢比低碳钢塑性差，再结晶温度高，再结晶速度缓慢，不宜在锻锤上锻打，应在变形速度低的压力机上锻造，以利于加工硬化的消除。大锻件不易锻透，也应在压力机上锻造。低碳钢塑性好，小件也易锻透，多采用变形速度快的锻锤锻打，若加工硬化不能被再结晶完全消除，还可提高强度。第18页/共74页19（2）变形过程中的热效应。变形过程中，部分塑性变形转化为热能，使锻件温度升高的现象。3.变形速度 热效应使金属的塑性提高，变形抗力降低，可锻性变好。当vvc时，热效应起主要作用；v塑性变形抗力可锻性。第19页/共74页20变形区，压应力的数量愈多，塑性愈好，变形抗力增大；拉应力的数量愈多，变形抗力小，但裂纹易扩展，塑性差。挤压成形时，三向受压应力，适于塑性较差的材料。拉拔成形时，二向受压，一向受拉，适于塑性好的材料。4.应力状态拉拔成形时应力状态挤压成形时应力状态第20页/共74页u定义：利用砥铁和一些简单工具，使被加热的金属坯料变形，获得一定尺寸、形状、性能锻件的成形方法，简称自由锻。u特点：锻造比大，对锻件组织和性能有较大改善；锻造比大，对锻件组织和性能有较大改善；工具简单，通用性强，成本低；工具简单，通用性强，成本低；灵活性大，但锻件表面质量差，生产率低。灵活性大，但锻件表面质量差，生产率低。3.3 自由锻造u应用应用：适于：适于单件、小批、各种大小锻件单件、小批、各种大小锻件的生产。的生产。例如：水轮机主轴、曲轴、连杆等。例如：水轮机主轴、曲轴、连杆等。第21页/共74页锻锤锻锤压力机压力机落下部分总重量落下部分总重量 =活塞活塞+锤头锤头+锤杆锤杆滑块运动到下始点时所产生的最大压力滑块运动到下始点时所产生的最大压力锻锤吨位锻锤吨位=压力机吨位压力机吨位=水压机水压机油压机油压机使金属在静压力下变形，变形速度低。空气锤：空气锤：蒸汽蒸汽空气锤：空气锤：651000Kg651000Kg630Kg5t630Kg5t金属在锻锤冲击力下变形应用：锻锤变形速度高，适于小、中型锻件；压力机变形速度低，适于大钢锭、大锻件和可锻性差的合金钢。3.3.1 自由锻设备第22页/共74页u基本工序 以改变坯料的形状为主，同时改善锻件的力学性能的工序。以改变坯料的形状为主，同时改善锻件的力学性能的工序。3.3.2 自由锻基本工序镦粗拔长冲孔弯曲切割扭转错移锻接 等最常用的3个基本工序第23页/共74页24形成双鼓形，不能锻透单鼓形（表层金属塑性流动受限制）1.镦粗H完全镦粗局部镦粗 S S使坯料的高度减小而截面增大的工序称为镦粗。难变形锥第24页/共74页251.镦粗u应用：是圆饼类、盘套类锻件的主要工序；对高合金钢锻件，可增加锻造比，使变形 均匀，提高锻件综合力学性能。例如：铸态高速钢制作刀具时，进行三镦三拔；Cr12钢制作冷作模具时，反复锻造加工。第25页/共74页262.拔长，S SL L 使坯料横截面缩小而长度增加的工序。u应用：是轴杆类、筒类锻件的主要工序。例：曲轴坯拔长 拔长另一端摔圆下料切肩拔长一端 摔圆坯料镦粗冲孔芯轴拔长锻件筒形件的锻造工序 第26页/共74页273.冲孔利用冲子在坯料上冲出通孔或盲孔的工序。u应用：各种带孔、空心锻件，如齿轮坯、圆筒等。实心冲子冲孔，最常用空心冲子，用于钢锭、孔径400mm大锻件漏盘冲孔，用于板料3种方法：第27页/共74页28（1）圆饼类锻件应避免加强筋和凸台结构。4.自由锻件的结构工艺性第28页/共74页294.自由锻件的结构工艺性（2）轴杆类锻件，不能加工锥形轴和相贯线为空间曲线结构。第29页/共74页3.3.3 自由锻工艺规程的制定1.锻件图的绘制锻件图是计算坯料、确定变形工艺、设计工具和检验锻件的依据。零件图加工余量锻造公差余块锻件图锻件的最小尺寸 大于零件的名义尺寸锻造公差 =（1/31/4）余量第30页/共74页31余块（敷料）：为简化锻件和锻造工艺，在锻件上某些部位为简化锻件和锻造工艺，在锻件上某些部位附加的大于加工余量的那部分金属。附加的大于加工余量的那部分金属。1-余块（紫红）2-加工余量第31页/共74页322.坯料重量和尺寸的计算m坯料坯料 =m锻件锻件+m料头料头+m芯料芯料+m烧损烧损原则：锻造前后坯料体积不变。原则：锻造前后坯料体积不变。坯料重量计算坯料重量计算 m坯料坯料 =V坯料坯料坯料坯料尺寸的计算尺寸的计算：坯料尺寸取决于工艺过程中第一道工序的性质。坯料尺寸取决于工艺过程中第一道工序的性质。例如例如：第一道工序为镦粗，则坯料的高径比应在：第一道工序为镦粗，则坯料的高径比应在1.251.252.52.5之间；之间；第一道工序为拔长，则按锻件的最大截面积和锻造比等考虑。第一道工序为拔长，则按锻件的最大截面积和锻造比等考虑。第32页/共74页333.锻造工序的选择轴、杆类零件：镦粗、拔长轴、杆类零件：镦粗、拔长盘类、环类零件：镦粗（拔长及镦粗）、盘类、环类零件：镦粗（拔长及镦粗）、冲孔（芯轴上扩孔）冲孔（芯轴上扩孔）筒类零件：镦粗、冲孔、在芯轴上拔长筒类零件：镦粗、冲孔、在芯轴上拔长根据锻件的形状、锻件的工序和生产条件确定。例如：自由锻实例：风动机曲轴的自由锻风动机曲轴的自由锻工艺规程第33页/共74页34附：锻件材料及锻造加工的目的附：锻件材料及锻造加工的目的 （1）一般碳钢和低合金钢的小型锻件，原料为轧制钢材，以成形为主要目的；（2）以轧制钢材为原料的高合金钢小型锻件和以钢锭为原料的大中型锻件，虽也有成形要求，但更主要的是保证锻件的力学性能。例如：高合金工具钢的锻件（W18Cr4V、Cr12MoV等），为击碎钢锭组织粗大网状碳化物，要求有较大的锻造比，则必须采用多次反复镦拔的工艺。自由锻与其它锻造方法相比，锻造比大，对金属材料组织和性能有很大改善。第34页/共74页3.4 模型锻造 简称简称模锻模锻，是利用，是利用模具模具使坯料变形，充满使坯料变形，充满模具模具模膛模膛，获得锻件的锻造方法。，获得锻件的锻造方法。特点：1 1）纤维分布合理，模锻件性能好；）纤维分布合理，模锻件性能好；2 2）锻件的尺寸精度，表面质量高；）锻件的尺寸精度，表面质量高；3 3）材料利用率高，节省金属，）材料利用率高，节省金属，生产率高生产率高；4 4）可锻造形状较复杂的零件；）可锻造形状较复杂的零件；5 5）锻模加工复杂，成本高；）锻模加工复杂，成本高；6 6）锻件不能任意大锻件不能任意大，一般不得超过，一般不得超过150kg150kg。只适于中、小型锻件的批量生产只适于中、小型锻件的批量生产。第35页/共74页36锤上模锻1.设备在模锻锤上模锻，设备为蒸汽空气模锻锤。模锻锤的吨位：以锤头落下部分的质量标定，主要根据模锻件的质量大小选用。优点：打击速度快（68m/s），行程不固定，可以根据需要按轻、重、快、慢锤击锻件；可在一个锻模的不同模膛内实现镦粗、拔长、滚压、弯曲、预锻、终锻等工步。缺点：震动大，无顶出锻件装置，不适于高精度锻件和某些杆类锻件的模锻。第36页/共74页372.2.分类和锻模分类和锻模u分类分类开式模锻：四周有飞边槽，工艺简单，应用最广。闭式模锻：无飞边槽，锻件精度较低，生产中少用。开式模锻单膛模锻：用于形状简单锻件多膛模锻：用于形状复杂锻件制坯模膛预锻模膛终锻模膛切断模膛开式模锻模膛：形成锻件基本形状和尺寸的空腔。飞边槽：增加金属流动的阻力，迫使金属充满模膛，缓冲并调节金属量。第37页/共74页（1 1）制坯模膛）制坯模膛 用于复杂锻件的预先制坯，先将简单截面的坯料制成近似锻件形状的异型坯，再预锻和终锻。制坯模膛拔长模膛：坯料横截面大锻件最大横截面时滚压模膛：坯料横截面锻件最大横截面时弯曲模膛：锻件轴线为曲线时切断模膛、成形模膛等拔长模膛：减少坯料某部分横截面积，增加该部分长度。滚压模镗：减小坯料某一部分的横截面积，以增加另一部分的横截面积。第38页/共74页39（2）预锻模膛）预锻模膛 用于形状复杂的锻件，使坯料变形到接近于锻件的尺寸，以保证终锻成形饱满，减少终锻模膛磨损。特点：预锻模膛的容积比终锻模膛略大或近似相等，可使终锻时形成以镦粗为主的变形，有利于充型。没有飞边槽。对批量不大或形状简单的锻件，可不设预锻模膛以减小模具成本。第39页/共74页40（3）终锻模膛 使坯料变形到锻件所要求的形状和尺寸，最终成形。上模充型效果比下模好得多，应把锻件的复杂部分尽量设在上模。u模锻过程：镦粗坯料径向增大流入飞边槽增大变形阻力上、下模打靠锻件锻足。u飞边槽结构 桥部：缓冲，并增加金属流动阻力 仓部：容纳多余金属第40页/共74页弯曲连杆的模锻连杆模锻第41页/共74页423.3.模锻工艺规程的制定模锻工艺规程的制定1.绘制锻件图1）分模面的选择 应选在锻件的最大截面处；应使模膛浅而对称，锻件易取出；应使锻件上所加敷料最少，节省材料；分模面最好是平直面。问题：模锻分模面的选择与砂型铸造分模面的选择有何异同？第42页/共74页43模锻件分模面的选择比较图 第43页/共74页442）加工余量、公差和余块）加工余量、公差和余块加工余量：14mm公差：0.33mm3）模锻斜度外壁斜度：57 0内壁斜度：712 04）圆角半径外圆角：r=1.512mm内圆角：R=（23）r5）冲孔连皮。模锻后再冲孔，冲掉连皮。第44页/共74页45齿轮坯模锻件图 4.模锻件的结构工艺性（见教材）第45页/共74页46胎模锻 在自由锻设备上，利用活动模具（胎模）生产模锻件的方法。胎模u胎模种类：按结构分为扣模套筒模合模第46页/共74页47u应用：没有模锻设备的中、小型锻件的批量生产。u特点：与自由锻相比，生产率和锻件精度较高，表面质量好，节约金属材料。与模锻相比，节约了设备投资，简化了模具制造。但生产率和锻件质量比模锻低，劳动强度大，安全性差，模具寿命低。胎模锻齿轮坯胎模锻第47页/共74页48摩擦压力机上模锻 是将飞轮旋转所积蓄的能量转化成金属的变形能进行锻造的，属锻锤类锻压设备。图示：第48页/共74页49u摩擦压力机上模锻 特点：滑块运动速度较低，坯料变形速度慢，再结晶充分，适于锻造低塑性合金钢和有色金属（如铜合金）；滑块回程延时，有利于精密模锻；摩擦压力机结构简单，价低，适应性强，但生产率低。应用：小型锻件的中、小批量生产，也可用于精密模锻。第49页/共74页50曲柄压力机上模锻 曲柄压力机的结构与传动原理如图所示，吨位一般为2001200kN；第50页/共74页51平锻机上模锻 平锻机相当于卧式曲柄压力机，但锻造压力是沿水平方向施加于坯料。第51页/共74页52u设备：曲柄压力机或摩擦压力机（刚度大、精度高）u锻模：模腔形状复杂、尺寸精度高。u特点：一般模锻造相比锻件公差小，表面质量高；锻件内部形成按轮廓分布的封闭纤维组织，力学性能好；模具制造复杂，成本高；对坯料尺寸和加热质量要求较高，仅适于大批量生产。u工艺要点：选择合理的成形工艺与制造精密锻造所用模具；选好坯料和加热方法。精密模锻第52页/共74页53锻造新技术新工艺 改进锻件加热方式，精密锻造，提高自动化程度和生产率，改善劳动条件。第53页/共74页 利用冲模对坯料施加压力，使其产生分离或变形，以获得所需制件的加工方法。冷冲压：t 8 mm实例：3.5 板料冲压发动机罩（钢板，冲压）聚光罩（钢板冲压）车门（钢板，冲压）顶盖（钢板，冲压）挡泥板（钢板，冲压）第54页/共74页u 板料冲压的特点冲压设备冲床结构冷冲压件的表面质量好，尺寸精度高，由于产生加工硬化，冲压件的强度较高，质量较轻；可生产形状复杂的零件，操作简单，生产率高，成本低。u 设备剪床 冲床准备坯料切断斜口剪平口剪圆盘剪是冲压加工的基本设备3.5.1 冲压设备第55页/共74页u对材料性能的要求：具有良好的塑性材料的塑性 冲压性能常用材料：低碳钢、不锈钢、铜、铝等塑性好的材料。u 冲压工序分离工序：使坯料的一部分与另一部分相互分离的工序。如冲裁（落料和冲孔）、切断、精冲等。变形工序：使坯料的一部分相对一部分产生位移而不被 破坏的工序。如拉深、弯曲、翻边、成形等。其中，最常用的工序是：冲裁、弯曲、拉深3.5.2 冲压工序第56页/共74页571.冲裁（落料、冲孔）冲孔、落料利用冲模使坯料分离的工序。12冲孔落料冲孔：用冲孔模沿封闭轮廓冲裁工件或毛坯，冲下部分为废料。落料：用落料模沿封闭轮廓冲裁板料或条料，冲下部分为制件。第57页/共74页581）冲裁变形过程及影响冲裁质量的因素u冲裁分离过程的三个阶段（1）弹性变形阶段：凸、凹模刃口略压入材料。此时，板料s时，产生塑性变形，并引起加工硬化。此阶段在板料 剪切面上形成塌角，并在冲裁断面留下了圆角和光亮带。（3）断裂分离阶段：凸、凹模刃口继续压入，上、下微裂纹迅速扩大并向板料内延伸，直至相遇重合，冲裁件与板料断裂分离。凸模再下行一小段，将已分离的冲裁件从板料中推出。此阶段形成了断面粗糙的断裂带。第58页/共74页59u冲裁件剪裂断面的组成 三个区：圆弧带、光亮带和断裂带。光亮带所占比例越大，断裂带越小，冲裁质量越好。弹性变形阶段;塑性变形阶段;断裂分离阶段;剪裂断面特征1-圆角带;2-光亮带;3-断裂带;4-毛刺。图3-52 冲裁变形分离过程第59页/共74页60u影响冲裁质量的因素 板料材质、板料厚度、冲裁间隙、刃口锋利程度板料材质 材料塑性好，变形容易，裂纹不易扩展，断裂带较小，冲裁质量较好，因此冲压件通常采用低碳钢。冲裁间隙 冲裁凸、凹模之间工作部分的尺寸之差，Z=D凹-D凸 Z过大或过小，使引起上、下裂纹不重合，毛刺增大；间隙过小，还使板料与刃口之间的摩擦增加，模具磨损严重；且间隙减小，会使材料所受的拉应力减小，压应力增大，不易断裂分离，冲裁力增大。冲裁间隙Z值取决于板料材质和厚度，如板厚t3mm 的低碳钢，冲裁间隙Z=（74)t。过大过小第60页/共74页61问题：落料模和冲孔模有何区别？1.落料件的尺寸由凹模决定。落料模中，凹模为设计基准。凹模刃口的基本尺寸接近或等于落料件的最小极限尺寸，凸模刃口尺寸=凹模刃口尺寸冲裁间隙，冲裁间隙在凸模上加工出。2.冲孔件的尺寸由凸模决定。冲孔模中，凸模为设计基准。凸模刃口的基本尺寸接近或等于冲孔件的最大极限尺寸，凹模刃口尺寸=凸模刃口尺寸+冲裁间隙，冲裁间隙在凹模上加工出。第61页/共74页622）冲裁后的修整 一般冲裁件断面粗糙，有锥度，尺寸精度不高，需修整。u修整工序 利用修整模，将落料件的外缘或冲孔件的内缘刮去一层薄的切屑（图示），以切去冲裁面上的粗糙层。(a)外缘修整（落料件）(b)内缘修整（冲孔件）第62页/共74页632.弯曲将板料、棒料或管料弯成一定的角度或圆弧的冲压工序。特点：变形区域主要在圆角部位；外层金属受拉应力，内层金属受压应力。第63页/共74页64 凸、凹模与板料接触 凸模下压 弯曲半径逐渐减小（r0r1r2r）凸、凹模与板料吻合，板料弯曲半 径与凹模的相同。1）弯曲变形过程弯曲变形过程 内侧受压，外侧受拉。当外侧拉应力超过板料的抗拉强度时，外层将出现裂纹。弯曲变形量越大，板料越厚，内圆角半径越小，则拉应力越大，越易于断裂。最小弯曲半径r：通常r（0.11）t，以防工件弯曲时断裂。第64页/共74页65u影响最小弯曲半径的主要因素（1）材料的力学性能：材料塑性好，最小弯曲半径r可小些。（2）板料纤维方向：弯曲时，应使弯曲方向与板料纤维方向垂直，半径r可小些，且弯曲后工件的强度高。例如，用弯曲工艺生产汽车大梁槽形构件时，其弯曲方向应与板材纤维方向重合；反之，则易弯裂，图示。（3）板料表面质量：板料表面粗糙或边缘有冲裁毛刺，易引起应力集中，弯曲半径r应大些。（4）回弹现象：由于弹性变形的恢复，坯料略微弹回一点，使被弯曲的角度增大。一般回弹角为010。纤维方向回弹角第65页/共74页66不对称弯曲 2）弯曲件的结构工艺性 弯曲件的形状、尺寸必须适应弯曲的工艺要求。形状应尽量对称，以保证弯曲时板料受力平衡。如图所示不对称件，在弯曲时，板料将按箭头方向滑动。第66页/共74页67 弯曲有孔的板料时，应将弯曲区离开孔边一定距离，即l2 t，图示，否则将引起孔形不圆。2）弯曲件的结构工艺性 局部弯曲某一段边缘时，为防止尖角处由于应力集中而产生撕裂，应将弯曲线移出一定距离b 或增开工艺槽。弯曲区孔边距离 第67页/共74页683.拉深应用：用拉深方法可以制成筒形、阶梯形、锥形、方盒形等多种形状的薄壁零件，如汽车盖板、仪表壳体、生活用器皿等。拉深与其它工艺结合可以制造出十分复杂的零件。示例：利用拉深模将一定形状的坯料变成开口中空件的冲压工序。第68页/共74页691）拉深的变形过程 以筒形件拉深为例：坯料直径D拉深筒形件直径d 高度 h 网格试验分析：图示 圆心附近的板料变为筒底，此区域扇形体塑性变形很小；坯料外部区域变成筒壁，此区域扇形体塑性变形较大，变成了矩形体，经拉深后筒壁上的矩形体长度自下而上逐渐增加，即变形程度愈来愈大。第69页/共74页702）拉深系数和拉深次数的确定指零件直径d与坯料直径D之比，用m表示。m 越小 ，变形程度越大 u拉深系数影响因素：材料塑性好，拉深系数可小些；坯料的相对厚度t/D大，拉深系数可小些；拉深缺陷拉裂起皱凸、凹模的圆角半径大，间隙大（单面间隙取1.11.5t），润滑好，拉深系数可小些。生产中，希望采用较小的拉深系数，减少拉深次数，以简化工艺。多道次拉深时，需用再结晶退火消除加工硬化第70页/共74页1.单工序模（简单冲模）2.连续模（级进模）3.复合模（多工序模）冲床在一次行程中，只完成一个工序的冲模。模具结构简单，制造容易，成本低，生产率低。冲床在一次冲程中，在模具不同部位上同时完成数道冲压工序的模具。模具和设备数量少，生产率高，但要求定位精度高。冲床的一次冲程中，在模具同一部位上同时完成数道冲压工序的模具。模具结构紧凑，精度和生产率高，但模具复杂，成本高。结构特征：有一个凸凹模，既是落料凸模又是冲孔凹模。3.5.3 冲压模具123u冲模的种类、原理及特点第71页/共74页72u冲模原理、种类、特点u冲压实例柴油机底油箱的冲压生产过程工序：落料拉深切断翻边冲孔u冲压生产自动化第72页/共74页73本章小结：思考及作业题：第73页/共74页74感谢您的观看！第74页/共74页