冲压复习知识点汇总.doc

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1、.1/7第一章第一章1.冲压概念冲压概念利用安装在压力机上的冲模对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。冲压加工通常是在室温下进行，故称冷冲压（coldpressing）。2.冲压成形特点冲压成形特点优点：制件复杂废料少；精细光滑互换好；刚度较高节省料；易于控制效率高；大批生产成本低。缺点：单件小批量生产、精度高、技术要求高，技术密集，要求板材有良好的冲压成形性能，制造成本高。生产中有噪声。所以，冲压成形适宜批量生产。3 3 冲压工序的分类冲压工序的分类.分离工序分离工序：即冲裁工序是指使板料按一定的轮廓线断裂分离而获得一定形状、尺寸的冲压件的工序。分离工序

2、主要有冲孔、落料、切断、切舌、切边、剖切、整修与精冲等。成形工序成形工序：冲压成形时，变形材料部的等效应力超过屈服极限，但未达到强度极限，使材料产生塑性变形，从而成形零件。成形工序主要有弯曲、拉深、成形、冷挤压等。第二章第二章1.1.金属塑性变形的基本概念金属塑性变形的基本概念在外力的作用下，金属产生的形状和尺寸变化称为变形，变形分为弹性变形与塑性变形.弹性：卸载后变形可以恢复特性，可逆性塑性塑性：物体产生永久变形的能力，不可逆性2.塑性塑性：指金属在外力的作用下，能稳定的发挥塑性变形而不破坏其完整性的能力。3.变形抗力变形抗力：金属产生塑性变形的力为变形力，金属抵抗变形的力称为变形抗力。4.

3、加工硬化加工硬化：材料的强度指标随变形程度的增加而增加,塑性随之降低。5.硬化指数：硬化指数：是说明材料冷变形硬化性能的重要参数，对板料的冲压性能以与冲压件的质量都有较大的影响。6.成形极限成形极限：指材料在冲压成形过程中能达到的最大变形程度。成形质量成形质量：是指材料经冲压成形以后所得到的冲压件能够达到的质量指标，包括尺寸精度、厚度变化、表面质量与物理力学性能等。第三章第三章1.冲裁变形过程冲裁变形过程：间隙正常、刃口锋利情况下，冲裁变形过程可分为三个阶段：1）弹性变形阶段：变形区部材料应力小于屈服应力。2）塑性变形阶段：变形区部材料应力大于屈服应力。凸、凹模间隙存在，变形复杂，并非纯塑性剪

4、切变形，还伴随有弯曲、拉伸，凸、凹模有压缩等变形。3）断裂分离阶段：变形区部材料应力大于强度极限。裂纹首先产生在凹模刃口附近的侧面凸模刃口附近的侧面上、下裂纹扩展相遇材料分离。2.冲裁间隙对断面质量影响因素冲裁间隙对断面质量影响因素.2/7()材料性能的影响()模具间隙的影响间隙小，出现二次剪裂，产生第二光亮带；间隙大，出现二次拉裂，产生二个斜度()模具刃口状态的影响 当凸模刃口磨钝时，则会在落料件上端产生毛刺；当凹模刃口磨钝时，则会在冲孔件的孔口下端产生毛刺；当凸、凹模刃口同时磨钝时，则冲裁件上、下端都会产生毛刺。3.3.冲裁间隙尺寸精度与其影响因素冲裁间隙尺寸精度与其影响因素冲裁件的尺寸精

5、度：指冲裁件的实际尺寸与图纸上(或公差）基本尺寸之差。该差值包括两方面的偏差：一是冲裁件相对于凸模或凹模尺寸的偏差；二是模具本身的制造偏差。影响因素：影响因素：（1）冲模的制造精度（零件加工和装配）（2）材料的性质（3）冲裁间隙4.4.冲压力：冲压力：是指冲压加工过程中，压力机滑块所必须同时担负的各种压力的总和。冲裁时可能产生的压力包括冲裁力、卸料力、推件力与顶件力。模具结构不同，冲压力所包括的上述压力也有所不同。1）冲裁力的计算冲裁力：冲裁过程中凸模对板料施加的压力。用普通平刃口模具冲裁时，冲裁力 F 一般按下式计算：注：F冲裁力；L冲裁周边长度；t材料厚度；平刃口模具冲裁，估算冲裁力 F=

6、Ltbb 材料的抗拉强度卸料力、推件力与顶件力的计算：卸料力推件力顶件力采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模时：采用弹性卸料装置和上出料方式的冲裁模时：采用刚性卸料装置和下出料方式的冲裁模时：例题：如图，冲裁件材料为 10 钢，板厚 2mm的支架连接板，年产量 20 万件，试计算冲压力，并选择冲压设备。（抗剪强度=350MPa）解（1）落料力：F 落=1.3Lt=1.31502350=136.5KN（2）冲孔力F 冲=21.3Lt=21.3dt=21.33.148.52350=48.58KN（3）卸料力F 卸=K 卸 F 落=0.05136.5=6.83KN（4）推件力F 推=nK 推 F 冲

7、=40.05548.58=10.69KNbKLtFFKFXXFnKFTTFKFDDTXZFFFFDXZFFFFTZFFF.3/7该落料冲孔复合模采用倒装结构与弹压卸料和下料（冲孔废料）方式，则总冲压力为：F总=F落+F冲+F卸+F推=（136.5+48.58+6.83+10.69）=202.6KN5.5.压力中心的确定压力中心的确定冲压力合力的作用点。模具的压力中心应该通过模柄的中心线(压力机滑块的中心线)，否则冲压时滑块就会承受偏心载荷，导致滑块导轨和模具导向部分不正常的磨损，还会使合理的间隙得不到保证，从而影响冲件的质量和降低模具寿命甚至损坏模具。压力中心确定方法:解析法、作图法、悬挂法6

8、.6.冲裁件的工艺性冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲压工艺的适应性，即冲裁件的结构、形状、尺寸与公差等技术要否符合冲裁加工的工艺要求。冲裁工艺性好是指能用普通冲裁方法，在模具寿命和生产率较高、成本较低的条件下得到质量合格的冲裁件。（1 1）冲裁件的结构工艺性）冲裁件的结构工艺性1）冲裁件的形状应力求简单、对称，有利于材料的合理利用。2）冲裁件外形的转角处要尽量避免尖角，应以圆弧过渡，以便于模具制造，减少热处理开裂，减少冲裁时尖角处的崩刃和过快磨损。3）尽量避免冲裁件上过长的凸出悬臂和凹槽，悬臂和凹槽也不宜过小。4）冲裁件的最小孔边距，为避免工件变形，孔边距不能过小。5）在弯曲件或拉深件上冲孔时，孔

9、边与直壁之间应保持一定距离，以免冲孔时凸模受水平推力而折断。6）冲孔时因受凸模强度的限制，孔的尺寸不应太小，否则凸模易折断或压弯。（2 2）冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度）冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度冲裁件的精度一般可分为精密级与经济级两类。1）冲裁件的经济公差等级不高于 IT11 级，一般要求落料件公差等级最好低于 IT10 级，冲孔件最好低于 IT9 级。如果工件要求的公差等级较高时，冲裁后采用整修或采用精密冲裁。2）冲裁件的断面粗糙度与材料塑性、材料厚度、冲裁模间隙、刃口锐钝以与冲模结构等有关。当冲裁厚度为 2mm 以下的金属板料时，其断面粗糙度 Ra 一般可达 12.53.2m。（3）冲

10、裁件尺寸标注冲裁件尺寸的基准应尽可能与其冲压时定位基准重合，并选择在冲裁过程中基本上下不变动的面或线上。（4）冲裁加工的经济性分析1）冲裁件的制造成本冲裁件的制造成本包括：2）降低冲压件成本的途径模工材CCCC.4/7降低小批量生产中的冲压件成本；使工艺合理化；多件同时冲压；冲压过程的高速自动化；提高材料的利用率；节约模具费用。7.7.精密冲裁特点精密冲裁特点(1)变形区处于三向压应力状态使材料以纯剪切的形式实现分离。通过小间隙齿压边圈+顶件块压紧材料来实现。（2）小间隙约为普通冲裁的 10%（3）凹模带有小圆角R=0.1t，避免刃口处应力集中以上三点使材料冲裁时不出现开裂和撕裂，获得平滑塑性

11、剪切断面。（4）更大的冲裁力F=(2.32.5)F 普通第四章第四章1.弯曲变形区的应力、应变分析板料在塑性弯曲时,变形区的应力应变状态取决于弯曲毛坯的相对宽度 b/t以与弯曲变形程度。.5/72.2.应力中性层：应力中性层：板料截面上的应力由外层的拉应力过渡到层的压应力，其间金属的切向应力为零的金属层。变形程度较小时，应力中性层和应变中性层相重合，均位于板料截面中心的轨迹上。变形程度比较大时，由于径向压应力的作用，应力中性层和应变中性层都从板厚的中央向侧移动，应力中性层的位移量大于应变中性层的位移量。应变中型层：应变中型层：是指在变形前后金属纤维的长度没有发生改变的那一层金属纤维。3.3.偏

12、移：偏移：在弯曲过程中，坯料沿凹模边缘滑动时要受到摩擦阻力的作用，当坯料各边所受到的摩擦力不等时，坯料会沿其长度方向产生滑移，从而使弯曲后的零件两直边长度不符合图样要求，这种现象称为偏移。1 1）产生偏移的原因）产生偏移的原因(1)弯曲件坯料形状不对称(2)弯曲件两边折弯的个数不相等(3)弯曲凸、凹模结构不对称。此外，坯料定位不稳定、压料不牢、凸模与凹模的圆角不对称、间隙不对称和润滑情况不一致时，也会导致弯曲时产生偏移现象。2 2）控制偏移的措施）控制偏移的措施(1)采用压料装置，使坯料在压紧状态下逐渐弯曲成形，从而防止坯料的滑动，而且还可得到平整的弯曲件。(2)利用毛坯上的孔或弯曲前冲出工艺

13、孔，用定位销插人孔中定位，使坯料无法移动。(3)根据偏移量大小，调节定位元件的位置来补偿偏移。(4)对于不对称的零件，先成对地弯曲，弯曲后再切断。(5)尽量采用对称的凸、凹结构，使凹模两边的圆角半径相等，凸、凹模间隙调整对称。4.最小弯曲半径最小弯曲半径r rminmin：在板料不发生破坏的条件下，所能弯成零件表面的最小圆角半径。常用最小相对弯曲半径rmin/t 表示弯曲时的成形极限。其值越小越有利于弯曲成形。影响最小弯曲半径的因素影响最小弯曲半径的因素:）材料的力学性能：材料塑性好，允许变形量大，rmin 越小.2）弯曲中心角 弯曲时，直边部分纤维将牵制弯曲区受拉状态。当弯曲中心角90时：弯

14、曲角愈小，对减小rmin 愈有利；当弯曲中心角90时：对减小rmin 作用不大。3）材料的纤维方向（弯曲方向)板料经轧制以后产生纤维组织，使板料性能呈现明显的方向性。一般顺着纤维方向的力学性能较好，不易拉裂。4）板料的表面质量与剪切断面质量质量越好，rmin 越小。5）板料的相对宽度6）板料的厚度5.5.弯裂弯裂.6/7弯曲时板料的外侧受拉伸，当外侧的拉伸应力超过材料的抗拉强度以后，在板料的外侧将产生裂纹，此种现象称为弯裂。实践证明，板料是否会产生弯裂，在材料性质一定的情况下，主要与弯曲半径 r 与板料厚度 t 的比值 rt(称为相对弯曲半径)有关，rt 越小，其变形程度就越大，越容易产生裂纹

15、。6.6.回弹回弹塑性弯曲时伴随有弹性变形，当外载荷去除后，塑性变形保留下来，而弹性变形会完全消失，使弯曲件的形状和尺寸发生变化而与模具尺寸不一致，这种现象叫回弹。7.7.影响回弹的因素影响回弹的因素).材料的力学性能屈模比s/E 越大，回弹越大。即：s 越高，弹性模量 E 越小，回弹量越大。（塑性变形前的弹性变形量大）2).相对弯曲半径 r/t相对弯曲半径 r/t 越小，变形量越大，弹性变形量所占比例越小，回弹越小。3).弯曲中心角弯曲中心角越大，说明变形区的长度越长，故回弹的积累值越大，其回弹角越大。但对弯曲半径的回弹影响不大。4)弯曲方式与校正力大小（1）在无底凹模作自由弯曲时，回弹最大

16、。（2）在有底凹模作校正弯曲时，回弹较小。校正弯曲圆角部分的回弹比自由弯曲时大为减小。校正弯曲时圆角部分的较小正回弹与直边部分负回弹的抵销，回弹可能出现正、零或是负三种情况。（3）在弯曲 U 形件时，凸、凹模之间的间隙对回弹有较大的影响。间隙越大，回弹角也就越大。5)工件的形状工件的形状越复杂，一次弯曲所成形的角度数量越多，使回弹困难，因而回弹角减小。6)模具间隙在压弯 U 形件时，间隙大，材料处于松动状态，回弹就大；间隙小，材料被挤压，回弹就小。8.弯曲件坯料尺寸的计算1)圆角半径 r0.5t 的弯曲件按中性层展开的原理，坯料总长度应等于弯曲件直线部分和圆弧部分长度之和，即2)圆角半径 r0.5t 的弯曲件按变形前后体积不变条件确定坯料长度。通常采用经验公式计算8.8.弯曲件的工序安排原则弯曲件的工序安排原则形状简单的弯曲件：采用一次弯曲成形；形状复杂的弯曲件：采用二次或多次弯曲成形。)(1801802121KtrllllLztllL)6.04.0(21.7/7批量大而尺寸较小的弯曲件：尽可能采用级进模或复合模。需多次弯曲时：先弯两端，后弯中间部分，前次弯曲应考虑后次弯曲有可靠的定位，后次弯曲不能影响前次已成形的形状。弯曲件形状不对称时：尽量成对弯曲，然后再剖切（见图）