第九章-金属压力加工----第三节-板料冲压.ppt

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1、材料及热加工工艺第九章 金属压力加工西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT1第三节 板料冲压常见冲压材料常见冲压材料-低碳钢、铜合金、铝合金及高塑性合低碳钢、铜合金、铝合金及高塑性合金钢。非金属材料如橡胶、皮革、毛毡、硬纸板等。金钢。非金属材料如橡胶、皮革、毛毡、硬纸板等。板料冲压板料冲压- 利用装在压力机上的冲模，使板料产利用装在压力机上的冲模，使板料产 生分离或变形的加工方法。生分离或变形的加工方法。加工范围加工范围- 冷态下冷态下8毫米：毫米： 冷冲压冷冲压 热态冲压热态冲压8-10毫米：毫米：

2、 热冲压热冲压冲压常用设备冲压常用设备- 剪床和冲床剪床和冲床 剪床为冲床备料，将板料切成条料；剪床为冲床备料，将板料切成条料； 而冲压加工主要在各类冲床上进行。而冲压加工主要在各类冲床上进行。材料及热加工工艺第九章 金属压力加工西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT2冲冲 床床剪剪 床床剪板机剪板机剪床用于剪切，剪床用于剪切，为冲压提供坯料。为冲压提供坯料。 数控钣金中心数控钣金中心材料及热加工工艺第九章 金属压力加工西安理工大学材料科学与工程学院 school of material scienc

3、e and engineering of XAUT3图：典型的冲压件图：典型的冲压件 材料及热加工工艺第九章 金属压力加工西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT4 板料冲压具有如下特点：板料冲压具有如下特点： （3）冲压件尺寸精度高，质量稳定，互换性好，）冲压件尺寸精度高，质量稳定，互换性好， 一般不在进行切削加工；一般不在进行切削加工；（4）冲压生产操作简单，生产率高，便于机械）冲压生产操作简单，生产率高，便于机械 化和自动化。化和自动化。（1）要求板料具有足够的塑性，较低的变形抗力；）要求板料具有

4、足够的塑性，较低的变形抗力；（2）板料经塑性变形产生冷变形强化作用，具有）板料经塑性变形产生冷变形强化作用，具有 结构轻，强度硬度较高的优点；结构轻，强度硬度较高的优点；（5）但冲压模具结构复杂，精度要求高，制造费用）但冲压模具结构复杂，精度要求高，制造费用 高，适于大批量生产。高，适于大批量生产。材料及热加工工艺第九章 金属压力加工西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT5修 整落 料 、 冲 孔切 舌切 断分 离 工 序翻 边拉 深成 型弯 曲变 形 工 序基 本 工 序一、板料冲压的基本工序一、板

5、料冲压的基本工序材料及热加工工艺第九章 金属压力加工西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT6变形工序（拉深）变形工序（拉深）分离工序（冲孔）分离工序（冲孔）材料及热加工工艺第九章 金属压力加工西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT7-使坯料的一部分与另一部分相互分离的工序；使坯料的一部分与另一部分相互分离的工序；如：剪切、落料、冲孔和修整等工序如：剪切、落料、冲孔和修整等工序1、分离工序、分离工序（1）剪切）

6、剪切图：剪切示意图图：剪切示意图 -是使板料沿直线或不封闭轮廓相互分离的工序；是使板料沿直线或不封闭轮廓相互分离的工序；备料工序备料工序设备为剪床设备为剪床材料及热加工工艺第九章 金属压力加工西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT8（ 2 ） 落料及冲孔（冲裁落料及冲孔（冲裁）落料落料：使坯料按封闭轮廓分离：使坯料按封闭轮廓分离的一种工序，被分离的材料成的一种工序，被分离的材料成为工件，周边为废料。为工件，周边为废料。冲孔冲孔：使坯料按封闭轮廓分离：使坯料按封闭轮廓分离的一种工序，被分离的材料成的一种

7、工序，被分离的材料成为废料，周边为成品。为废料，周边为成品。材料及热加工工艺第九章 金属压力加工西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT9落料变形过程分为以下三个阶段落料变形过程分为以下三个阶段：弹性变形阶段塑性变形阶段断裂分离阶段圆角带圆角带是在冲裁变形开始时，由于是在冲裁变形开始时，由于金属纤维的弯曲与拉伸所形成。金属纤维的弯曲与拉伸所形成。光亮带光亮带是由于金属挤入凹模内是由于金属挤入凹模内产生挤压变形所引起的。产生挤压变形所引起的。断裂带断裂带是金属层被拉断的结果。是金属层被拉断的结果。材料及热

8、加工工艺第九章 金属压力加工西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT10材料及热加工工艺第九章 金属压力加工西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT11影响冲裁件的主要因素：影响冲裁件的主要因素：凸凹模间隙凸凹模间隙、刃口的锋利程度及冲裁力。、刃口的锋利程度及冲裁力。材料及热加工工艺第九章 金属压力加工西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineeri

9、ng of XAUT12材料及热加工工艺第九章 金属压力加工西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT13 冲裁件的排样冲裁件的排样 合理排样可提高材料利用率。合理排样可提高材料利用率。冲压件排样方式（有接边和无接边）冲压件排样方式（有接边和无接边）材料及热加工工艺第九章 金属压力加工西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT14正确选择合理的间隙值对冲裁生产是至关重要的。正确选择合理的间隙值对冲裁生产是至关重要的。

10、 当冲裁件断面质量要求较高时：当冲裁件断面质量要求较高时： 应选取较小的间隙值；应选取较小的间隙值； C=（0.06-0.12）对冲裁件断面质量无严格要求时：对冲裁件断面质量无严格要求时： 应尽可能加大间隙，以利于提高冲模寿命。应尽可能加大间隙，以利于提高冲模寿命。材料及热加工工艺第九章 金属压力加工西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT15落料件：落料件：尺寸取决于凹模刃口的尺寸。尺寸取决于凹模刃口的尺寸。 设计时，取凹模作设计基准，然后根据凸凹模间隙设计时，取凹模作设计基准，然后根据凸凹模间隙Z

11、Z值值 确定凸模尺寸（确定凸模尺寸（用缩小凸模刃口尺寸来保证间隙值用缩小凸模刃口尺寸来保证间隙值）。）。冲孔件：冲孔件：尺寸取决于凸模刃口尺尺寸取决于凸模刃口尺寸。设计时，取凸模作设计基准，寸。设计时，取凸模作设计基准，然后根据凸凹模间隙然后根据凸凹模间隙Z Z值确定凹模值确定凹模尺寸（尺寸（用扩大凹模刃口尺寸来保用扩大凹模刃口尺寸来保证间隙值证间隙值）。）。冲孔：凸模为准冲孔：凸模为准 d孔孔 = d凸凸 d 凹凹= d孔孔 + Z落料：凹模为准落料：凹模为准 d落料落料= d 凹凹 d凸凸 =d落料落料-Z冲裁凸、凹模刃口尺寸确定：冲裁凸、凹模刃口尺寸确定：材料及热加工工艺第九章 金属压力

12、加工西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT16 （3）修整）修整 修整修整-利用修整模沿冲裁件外缘或内孔刮削一薄层金利用修整模沿冲裁件外缘或内孔刮削一薄层金属，以切掉普通冲裁时在冲裁件断面上存留的剪裂带属，以切掉普通冲裁时在冲裁件断面上存留的剪裂带和毛刺。其目的和毛刺。其目的 在于提高冲裁在于提高冲裁 件的尺寸精度件的尺寸精度 和降低表面粗和降低表面粗 糙度。糙度。 材料及热加工工艺第九章 金属压力加工西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and eng

13、ineering of XAUT17思考题思考题用用50冲孔模具来生产冲孔模具来生产50落料件能否保证冲压落料件能否保证冲压件的精度？为什么？件的精度？为什么？ 答：不能保证冲压件的精度，落料件的直径大于答：不能保证冲压件的精度，落料件的直径大于50mm。因为凹模的尺寸决定落料件尺寸，此题中使用的凸模因为凹模的尺寸决定落料件尺寸，此题中使用的凸模直径为直径为50mm，而凹模的直径为，而凹模的直径为5 50+Z mm（Z为凸凹为凸凹模之间的间隙），所以落料件的直径大于模之间的间隙），所以落料件的直径大于50mm。 材料及热加工工艺第九章 金属压力加工西安理工大学材料科学与工程学院 school

14、of material science and engineering of XAUT182 变形工序变形工序-使坯料的一部分相对另一部分产生位移而不破裂使坯料的一部分相对另一部分产生位移而不破裂的工序。包括拉深、弯曲、翻边、成形等工序。的工序。包括拉深、弯曲、翻边、成形等工序。（1 1）拉深）拉深拉深是将平板坯料放在凹模上，冲头推压金属料通过拉深是将平板坯料放在凹模上，冲头推压金属料通过凹模形成开口中空工件的过程凹模形成开口中空工件的过程。 材料及热加工工艺第九章 金属压力加工西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering

15、 of XAUT19在凸模作用下，板料产生塑性变形，被拉入凸模和在凸模作用下，板料产生塑性变形，被拉入凸模和凹模的间隙中，使坯料直径缩小高度增加，形成开凹模的间隙中，使坯料直径缩小高度增加，形成开口中空零件。口中空零件。 1)1)、拉深过程、拉深过程材料及热加工工艺第九章 金属压力加工西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT20 2)、拉深中的废品拉穿：一拉穿：一般出现在直壁与底部的过渡圆角处。般出现在直壁与底部的过渡圆角处。 起皱：坯料边缘在切线方向受到压缩，产生波浪变起皱：坯料边缘在切线方向受到压缩

16、，产生波浪变形，导致起皱。形，导致起皱。拉穿拉穿起皱起皱图：拉深废品图：拉深废品 材料及热加工工艺第九章 金属压力加工西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT213)、拉深工艺要求、拉深工艺要求凸、凹模均无锋利刃口，而有圆角；（冲裁模有刃凸、凹模均无锋利刃口，而有圆角；（冲裁模有刃 口，无圆角）口，无圆角） r凸凸 r凹凹 = (515) S S为板厚为板厚凸、凹模间隙凸、凹模间隙 Z= (1.11.2)S，比冲裁，比冲裁Z= (0.06-0.12)S 大大采用压边圈采用压边圈，防止折皱，造成废品；，防

17、止折皱，造成废品； 一般一般 （板厚（板厚S / 直径直径D）100 2 不用不用 （板厚（板厚S / 直径直径D）100 2 不用压边圈不用压边圈 （板厚（板厚S / 直径直径D）100(1.52) ；3) 弯曲边的长度弯曲边的长度 H2 ；太小时可先留余量后切除；太小时可先留余量后切除材料及热加工工艺第九章 金属压力加工西安理工大学材料科学与工程学院 school of material science and engineering of XAUT374）拉深件最小允许半径如右下图所示。）拉深件最小允许半径如右下图所示。3、冲压件的精度要求：、冲压件的精度要求：落料件应小于落料件应小于 IT10； 冲孔件应小于冲孔件应小于 IT9； 弯曲件应小于弯曲件应小于 IT10IT9拉深件应小于拉深件应小于 IT10IT8经整形后的尺寸精度可达经整形后的尺寸精度可达 IT7IT6。