热加工工艺基础板料冲压.pptx

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1、 板料冲压的特点：（板料冲压的特点：（P93P93）1）在在常常温温下下加加工工，金金属属板板料料必必须须具具有有足足够够的的塑塑性性和和较较低低的变形抗力。的变形抗力。2）金金属属板板料料经经冷冷变变形形强强化化，并并获获得得一一定定的的几几何何形形状状后后，结构轻巧，强度和刚度较高。结构轻巧，强度和刚度较高。3）冲冲压压件件尺尺寸寸精精度度高高，质质量量稳稳定定，互互换换性性好好，一一般般不不需需机械加工即可作零件使用。机械加工即可作零件使用。4）冲冲压压生生产产操操作作简简单单，生生产产率率高高，便便于于实实现现机机械械化化和和自自动化。动化。第1页/共31页板料冲压的特点：（板料冲压的

2、特点：（P94P94）5）可以冲压形状复杂的零件，废料少。）可以冲压形状复杂的零件，废料少。6）冲冲压压模模具具结结构构复复杂杂，精精度度要要求求高高，制制造造费费用用高高，只只适适用于大批量生产。用于大批量生产。冲冲压压工工艺艺广广泛泛应应用用于于汽汽车车、飞飞机机、农农业业机机械械、仪仪表表电电器、轻工和日用品等工业部门。器、轻工和日用品等工业部门。常用冲压件演示常用冲压件演示第2页/共31页二、冲裁（二、冲裁（P94P94）冲冲裁裁是是利利用用冲冲模模使使板板料料沿沿封封闭闭轮轮廓廓分分离离的的工工序序：包包括括冲冲孔孔和和落落料料两两个个具具体体工序。工序。冲冲孔孔和和落落料料两两个个

3、工工序序的的变变形形过过程程和和模模具具结结构构是是一样的一样的 冲冲孔孔是是在在板板料料上上冲冲出出孔洞孔洞 而而落落料料是是得得到到与与孔孔洞洞同样形状的板料。同样形状的板料。如图所示。如图所示。第3页/共31页1 1、冲裁过程：、冲裁过程：板料冲裁时有板料冲裁时有变形和分离变形和分离两个过程；两个过程；如如图图所所示示，当当凸凸模模向向下下运运动动压压住住板板料料时时，板板料料受受到到挤挤压压，产产生生弹弹性性变变形形并并进进而而产产生生塑塑性性变变形形，当当上上下下刃刃口口附附近近材材料料内内的的应应力力超超过过一一定定限限度度后后，即即开开始始出出现现裂裂纹纹，裂裂纹纹扩扩展展，板板

4、料料切离。切离。第4页/共31页冲冲裁裁区区可可分分为为塌塌角角、光光亮亮带带、剪剪裂裂带带和和毛毛刺刺四四部部分分。光光亮亮带带具具有有最最好好的的尺尺寸寸精精度度和和光光洁洁的的表表面面。其其它它三三个个区区域域降降低低冲冲裁裁件件质质量量。这这与与凹凹凸凸模模间间隙隙、刃刃口口锋锋利利程程度度、模模具具结结构构、材材料料的的性性质质，板料厚度板料厚度等等有关。有关。第5页/共31页2 2、模具间隙（、模具间隙（P95P95）模模具具间间隙隙对对冲冲裁裁质质量量和和模模具具寿寿命命有有重重大大影影响响，是是冲裁的重要工艺参数。冲裁的重要工艺参数。间间隙隙合合适适，上上下下裂裂纹纹重重合合，

5、断断口口表表面面平平整整，毛毛刺刺小，冲裁力小。小，冲裁力小。间间隙隙太太大大，材材料料的的拉拉伸伸变变形形增增大大，塌塌角角、毛毛刺刺、剪裂带均增大，冲裁质量恶化；剪裂带均增大，冲裁质量恶化；间间隙隙太太小小，上上下下裂裂纹纹不不重重合合，断断口口中中部部出出现现撕撕裂裂，毛毛刺刺也也会会增增大大，还还会会加加速速模模具具模模损损，冲冲裁裁质质量量很很快快恶恶化；化；（1）简化模具制造，降低生产成本。）简化模具制造，降低生产成本。（2）考虑排料方便，节约原材料。）考虑排料方便，节约原材料。如图为四种不同排样方法消耗材料的对比。如图为四种不同排样方法消耗材料的对比。排排样样可可分分为为无无搭搭

6、边边排排样样（图图d d）和和有有搭搭边边排排样样（如如图图a a、b b、c)c)。第6页/共31页 冲冲裁裁后后，冲冲下下件件的的尺尺寸寸和和余余料料的的相相应应尺尺寸寸是是不不同同的的，二者相差数值为模具间隙的两倍。二者相差数值为模具间隙的两倍。d1=d0+Z d1=d0+Z 故故在在设设计计冲冲孔孔模模具具时时，应应使使凸凸模模刃刃口口尺尺寸寸等等于于孔孔的的尺尺寸，凹模刃口尺寸为孔的尺寸加两倍间隙值寸，凹模刃口尺寸为孔的尺寸加两倍间隙值；落落料料模模具具时时，凹凹模模刃刃口口尺尺寸寸为为成成品品尺尺寸寸，凸凸模模刃刃口口尺尺寸寸为为成成品品尺尺寸寸减减去去相相应应间间隙隙值值。模模具

7、具间间隙隙一一般般为为板板料料厚厚度度的的5 510%10%，第7页/共31页3 3、设计冲裁件的要求、设计冲裁件的要求（1）简化模具制造，降低生产成本。）简化模具制造，降低生产成本。（2）考虑排料方便，节约原材料。）考虑排料方便，节约原材料。如图为四种不同排样方法消耗材料的对比。如图为四种不同排样方法消耗材料的对比。排排样样可可分分为为无无搭搭边边排排样样（图图d d）和和有有搭搭边边排排样样（如如图图a a、b b、c)c)。第8页/共31页*冲裁件的修整：冲裁件的修整：利利用用修修整整模模沿沿冲冲裁裁件件的的外外缘缘或或内内孔孔，切切去去一一薄薄层层金金属属，以以除去塌角、剪裂带和毛刺，

8、提高尺寸精度和降低表面粗糙度。除去塌角、剪裂带和毛刺，提高尺寸精度和降低表面粗糙度。修整冲裁件的外形为外缘修整，修整内孔为内缘修整。修整冲裁件的外形为外缘修整，修整内孔为内缘修整。如图所示。如图所示。第9页/共31页（4 4）R R和和L L继继续续减减小小，板板料料内内侧侧开开始始于于凸凸模模的的工工作作表面接触。表面接触。（5 5）L2L2段段以以外外语语凸凸模模接接触向反方向弯曲。触向反方向弯曲。（6 6）RLRL继续减小继续减小.（7 7）板板料料与与凸凸凹凹模模完完全全贴合。贴合。三、弯曲：（三、弯曲：（P96P96）弯曲是将平直板料弯成一定角度和圆弧的工序。弯曲是将平直板料弯成一定

9、角度和圆弧的工序。1.1.弯曲过程弯曲过程（1 1）冲头下降与板料接触后，板料开始弯曲。）冲头下降与板料接触后，板料开始弯曲。（2 2）RORO较大，较大，LOLO较大。较大。（3 3）RORO减小为减小为R1.L0R1.L0减小为减小为L1.L1.第10页/共31页三、弯曲：三、弯曲：如如图图所所示示变变形形区区外外层层金金属属受受切切向向拉拉应应力力作作用用，发发生生伸伸长变形；长变形；内层金属内层金属受切向压应力作用，产生压缩变形；受切向压应力作用，产生压缩变形；在在这这两两个个应应力力-应应变变区区之之间间存存在在一一个个不不产产生生应应力力和和应应变变的中性层，位置在板料的中心部位。

10、的中性层，位置在板料的中心部位。板板料料的的外外层层金金属属产产生生的的拉拉伸伸量量最最大大，所所受受的的拉拉应应力力最最大，甚至可能被拉裂。大，甚至可能被拉裂。第11页/共31页 弯弯曲曲变变形形区区的的外外表表层层存存在在最最大大的的切切向向拉拉应应力力和和最最大大的的伸伸长长变变形形，是是最最危危险险的的部部位位，如如果果最最大大拉拉应应力力超超过过材材料料的的强强度度极极限限，则会造成板料破裂。则会造成板料破裂。最大拉应力与弯曲半径，板料厚度，材料性能有关。最大拉应力与弯曲半径，板料厚度，材料性能有关。为为了了防防止止拉拉裂裂，（1 1）应应尽尽量量选选用用强强度度高高而而塑塑性性好好

11、的的材材料料。（2 2）限限制制弯弯曲曲半半径径，使使实实际际弯弯曲曲半半径径大大于于材材料料允允许许的的最最小小半半径径。（3 3）并并在在下下料料时时，使使拉拉应应力力方方向向和和锻锻造造流流线线方方向向一一致致。如如图图所所示。示。（4 4）防止板料表面划伤。）防止板料表面划伤。第12页/共31页 2 2、弯曲件弹复（回弹）：、弯曲件弹复（回弹）：塑塑性性弯弯曲曲使使板板料料产产生生弹弹性性变变形形和和塑塑性性变变形形，当当外外载载荷荷去去除除后后，弹弹性性变变形形部部分分恢恢复复，从从而而使使板板料料产产生生与与弯弯曲曲方方向向相反的变形相反的变形。如图所示。如图所示。第13页/共31

12、页 2 2、弯曲件弹复（回弹）：、弯曲件弹复（回弹）：弹复现象会影响弯曲件的尺寸精度，材料的屈服强度越高，弹复角越大；弯曲半径越大，弹性变形所占比例越大，弹复角越大；弯曲半径不变时，弯曲角越大，弹复角越大。弯曲生产过程弯曲生产过程第14页/共31页 2.2.弯曲件弹复（回弹）：弯曲件弹复（回弹）：克服弹复现象的措施有：克服弹复现象的措施有：1 1）利利用用弹弹复复规规律律，改改变变弯弯曲曲角角度度(增增加加弯弯曲曲度度，使使弯弯曲曲后后的角度小于规定角度的角度小于规定角度)第15页/共31页2.2.弯曲件弹复（回弹）：弯曲件弹复（回弹）：克服弹复现象的措施有：克服弹复现象的措施有：2 2）采采

13、用用整整形形弯弯曲曲，如如下下图图所所示示，即即减减少少凸凸模模与与板板料料的的接接触触面面积积，使使冲冲压压力力集集中中在在弯弯曲曲变变形形区区，改改变变变变形形区区金金属属内内侧受压、外侧受拉的应力状态。侧受压、外侧受拉的应力状态。第16页/共31页2.2.弯曲件弹复（回弹）：弯曲件弹复（回弹）：克服弹复现象的措施有：克服弹复现象的措施有：2 2）采采用用拉拉弯弯工工艺艺。拉拉弯弯时时先先加加一一个个纵纵向向拉拉力力，使使板板料料的的应应力力大大于于板板料料的的屈屈服服强强度度，然然后后再再拉拉力力作作用用下下进进行行弯弯曲曲，由由于于板板料料的的整整个个横横截截面面都都处处于于拉拉应应力

14、力状状态态，应应力力分分布布于于均均匀拉伸相似，卸载后不发生角度弹复。匀拉伸相似，卸载后不发生角度弹复。第17页/共31页 四、拉深：四、拉深：是是使使平平面面板板料料变变为为开开口口的的中中空空形形状状零零件件的的冲冲压压工工序序，又称拉延。又称拉延。拉拉深深件件种种类类很很多多，大大体体可可分分为为旋旋转转件件、矩矩形形件件和和复复杂件，如图所示。杂件，如图所示。第18页/共31页 四、拉深：四、拉深：对较深零件还可采用多次拉深法，如图所示。对较深零件还可采用多次拉深法，如图所示。第19页/共31页1 1）拉深变形过程：）拉深变形过程：拉深过程如图所示，拉深过程如图所示，拉深生产过程拉深生

15、产过程在在凸凸模模压压力力作作用用下下，处处于于凸凸模模底底部部的的板板料料被被压压入入凹凹模模，形成筒底，在拉深过程中基本不变形；形成筒底，在拉深过程中基本不变形；冲头周围环形区域的金属，则变形为拉深件的筒壁。冲头周围环形区域的金属，则变形为拉深件的筒壁。第20页/共31页1 1）拉深变形过程：）拉深变形过程：板板料料在在拉拉深深过过程程中中的的变变形形过过程程和和应应力力分分布布如图示，如图示，拉拉深深零零件件的的侧侧壁壁由由底底部部以以外外的的环环形形部部分分变变形形后后形形成成，受受轴轴向向拉拉应应力；力；尚尚未未进进入入凹凹模模的的环环形形区区存存在在径径向向拉拉应应力力和和切向压应

16、力。切向压应力。第21页/共31页2.2.拉深缺陷及其防止拉深缺陷及其防止 底底部部和和侧侧壁壁的的拉拉应应力力应应限限制制在在不不使使材材料料发发生生塑塑性性变变形形内内，而而环环形形区区内内的的径径向向拉拉应应力力应应达达到到或或超超过过材材料料的的屈屈服服极极限限，任任何何部部位位的的应应力力总总和和应应小小于于强强度度极极限限。否否则则会会造成拉穿缺陷。造成拉穿缺陷。环环状状变变形形区区的的切切向向压压力力不不宜宜过过多多，以以防防止止板板料料出出现现皱折，并采取皱折，并采取措施预防。措施预防。拉深缺陷拉深缺陷 第22页/共31页*拉深系数与拉深次数。拉深系数与拉深次数。拉拉深深系系数

17、数，板板料料拉拉深深时时的的变变形形程程度度，即即拉拉深深后的工件直径与板料直径或半成品直径之比。后的工件直径与板料直径或半成品直径之比。拉拉深深系系数数越越小小，生生产产率率越越高高，拉拉深深应应力力越越大大，能能保保证证拉深过程正常进行的最小拉深系数，称为极限拉深系数。拉深过程正常进行的最小拉深系数，称为极限拉深系数。它它与与材材料料的的内内部部组组织织，机机械械性性能能，板板料料相相对对厚厚度度，冲冲模的圆角半径，间隙值及润滑条件有关。模的圆角半径，间隙值及润滑条件有关。对对不不能能一一次次拉拉制制成成形形的的可可多多次次拉拉深深，拉拉深深系系数数可可取取大大些。些。第23页/共31页*

18、拉深缺陷预防具体措施：拉深缺陷预防具体措施：1 1）拉深模具的工作部分，应加工成合理的圆角，）拉深模具的工作部分，应加工成合理的圆角，2 2）控制凸模和凹模之间的间隙）控制凸模和凹模之间的间隙 ；3 3）合理的拉深系数；）合理的拉深系数；4 4）为为减减少少由由于于摩摩擦擦引引起起的的拉拉深深件件内内应应力力的的增增加加及及减减少少模模具磨损，应涂润滑剂。具磨损，应涂润滑剂。5 5）为为防防止止皱皱折折，通通常常用用压压边边圈圈将将工工件件压压住住，但但压压力力应应适适中。中。第24页/共31页五、其他成形工序五、其他成形工序其他成形工序有：其他成形工序有：（1）起伏）起伏（2）胀形）胀形（3

19、）翻边）翻边（4）缩口）缩口（5 5）扩口）扩口等等。第25页/共31页（1）起伏）起伏 起起伏伏是是在在板板料料或或半半成成品品上上使使局局部部金金属属变变薄薄以以形形成成局局部部凸凸起或凹陷的变形工序，常用的有压制肋条，凸台、凹槽等。起或凹陷的变形工序，常用的有压制肋条，凸台、凹槽等。压肋生产过程压肋生产过程第26页/共31页（2）胀形）胀形 胀形是将板料或空心半成品上的局部表面胀大的工序。胀形是将板料或空心半成品上的局部表面胀大的工序。胀形生产过程胀形生产过程第27页/共31页（3）翻边：是使平板坯料上的孔或外圆获得内、外凸缘的变形工步。如图所示。翻边生产过程（4）收口）收口。收口生产过

20、程收口生产过程第28页/共31页六、典型冲压件工序实例六、典型冲压件工序实例 冲冲压压件件变变形形工工序序的的选选择择是是根根据据冲冲压压件件的的形形状状、尺尺寸寸和每个变形工步所允许的变形程度确定的。和每个变形工步所允许的变形程度确定的。例：汽车消声器的冲压工序例：汽车消声器的冲压工序第29页/共31页练习:弹复现象会影响弯曲件的尺寸精度，弯曲半径越大，弹性变形所占比例越大，弹复角越_；弯曲半径不变时，弯曲角越大，弹复角越_。练习:冲孔时，工件尺寸为_模尺寸，落料时，工件的尺寸为_尺寸。练习：拉深变形过程中，底部和侧壁的拉应力应限制在不使材料发生塑性变形内，而环形区内的径向拉应力应达到或超过材料的（），任何部位的应力总和应小于（），否则会造成拉穿缺陷。A.屈服极限 B.强度极限 C.比例极限 D.弹性极限第30页/共31页感谢您的观看！第31页/共31页