沖壓成型工藝PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1沖壓成型工藝沖壓成型工藝第 頁2沖壓的特點沖壓的特點1. 可以沖出形狀復(fù)雜的零件，廢料較少?？梢詻_出形狀復(fù)雜的零件，廢料較少。2. 產(chǎn)品精度高，表面光潔，互換性好。產(chǎn)品精度高，表面光潔，互換性好。3. 零件質(zhì)量輕、強度和剛度較高。零件質(zhì)量輕、強度和剛度較高。4. 操作簡單，便于機械化和自動化，生產(chǎn)率很高，故零件成本低。操作簡單，便于機械化和自動化，生產(chǎn)率很高，故零件成本低。機械化、自動化示例機械化、自動化示例沖壓件與鑄件的比較沖壓件與鑄件的比較第1頁/共48頁第 頁3本節(jié)內(nèi)容本節(jié)內(nèi)容一、沖壓成形基本工序一、沖壓成形基本工序二、沖壓模具及其結(jié)構(gòu)二、沖壓模具及其結(jié)構(gòu)三、沖壓件結(jié)構(gòu)設(shè)計三、沖

2、壓件結(jié)構(gòu)設(shè)計第2頁/共48頁第 頁4 使坯料的一部分與另一部分沿一定的輪廓線相互分離的工序使坯料的一部分與另一部分沿一定的輪廓線相互分離的工序落料沖孔切斷修整分離工序1.分離工序分離工序 (cutting process)一、沖壓成形基本工序一、沖壓成形基本工序第3頁/共48頁第 頁5（1 1）落料與沖孔（統(tǒng)稱沖裁）落料與沖孔（統(tǒng)稱沖裁）使坯料按封閉的輪廓分離的工序使坯料按封閉的輪廓分離的工序落料落料 (blanking)工件工件工件工件廢料廢料沖孔沖孔(punching)條料條料動畫動畫第4頁/共48頁第 頁6沖裁過程沖裁過程: :斷裂帶斷裂帶光亮帶光亮帶圓角帶圓角帶斷裂帶斷裂帶圓角帶圓角帶

3、光亮帶光亮帶l沖裁時經(jīng)歷彈性變形、塑性沖裁時經(jīng)歷彈性變形、塑性變形、斷裂分離三個階段。變形、斷裂分離三個階段。l沖裁件斷面上存在圓角帶、沖裁件斷面上存在圓角帶、光亮帶和斷裂帶。光亮帶和斷裂帶。l沖裁件質(zhì)量一般不高，其粗沖裁件質(zhì)量一般不高，其粗糙度一般為，尺寸精度一般糙度一般為，尺寸精度一般IT10IT10。 綜上所述綜上所述: :沖裁是利用凸模沖裁是利用凸模與凹模刃口的作用與凹模刃口的作用, ,使板料產(chǎn)生使板料產(chǎn)生分離的分離的. .它具有以下特點它具有以下特點: :動畫動畫第5頁/共48頁第 頁7沖裁過程沖裁過程: :斷裂帶斷裂帶光亮帶光亮帶塌塌 角角l沖裁時經(jīng)歷彈性變形、塑性沖裁時經(jīng)歷彈性變

4、形、塑性變形、斷裂分離三個階段。變形、斷裂分離三個階段。l沖裁件斷面上存在塌角、光沖裁件斷面上存在塌角、光亮帶、斷裂帶毛刺。亮帶、斷裂帶毛刺。l沖裁件質(zhì)量一般不高，其粗沖裁件質(zhì)量一般不高，其粗糙度一般為，尺寸精度一般糙度一般為，尺寸精度一般IT10IT10。 綜上所述綜上所述: :沖裁是利用凸模與沖裁是利用凸模與凹模刃口的作用凹模刃口的作用, ,使板料產(chǎn)生分離使板料產(chǎn)生分離的的. .它具有以下特點它具有以下特點: :動畫動畫斷裂帶斷裂帶塌塌 角角光亮帶光亮帶毛刺毛刺第6頁/共48頁第 頁8(2)(2)修整修整 (shaving)(shaving) 利用修整模沿沖裁件的外緣或內(nèi)孔刮去一層薄薄的切

5、屑，以提高沖裁件的加工精度和斷面光潔度的沖壓方法利用修整模沿沖裁件的外緣或內(nèi)孔刮去一層薄薄的切屑，以提高沖裁件的加工精度和斷面光潔度的沖壓方法使板料沿使板料沿不封閉不封閉輪廓分離的工序輪廓分離的工序（3 3）切斷）切斷 (shearing)(shearing)內(nèi)孔修整動畫內(nèi)孔修整動畫外緣修整動畫外緣修整動畫切斷動畫切斷動畫第7頁/共48頁第 頁92. 變形工序變形工序 (forming process) 使坯料的一部分相對于另一部分產(chǎn)生位移而不破裂的工序使坯料的一部分相對于另一部分產(chǎn)生位移而不破裂的工序拉深變薄拉深拉深彎曲卷曲扭曲彎曲翻孔翻邊擴口縮口起伏卷邊脹形整形較平壓印成形變形工序第8頁/

6、共48頁第 頁10（1 1）彎曲）彎曲 (bending)(bending) 使坯料的一部分相對于另一部分彎曲成一定角度的使坯料的一部分相對于另一部分彎曲成一定角度的工藝工藝彎曲視頻彎曲視頻彎曲動畫彎曲動畫1彎曲動畫彎曲動畫2彎曲動畫彎曲動畫3第9頁/共48頁凹模凹模凸模凸模1 1）彎曲特點（以）彎曲特點（以V V形件為例）形件為例）第10頁/共48頁凹模凹模1 1）彎曲特點（以）彎曲特點（以V V形件為例）形件為例）第11頁/共48頁凹模凹模1 1）彎曲特點（以）彎曲特點（以V V形件為例）形件為例）第12頁/共48頁凹模凹模 變形僅僅發(fā)生在與凸模接觸的圓角范圍內(nèi)變形僅僅發(fā)生在與凸模接觸的圓

7、角范圍內(nèi) 坯料內(nèi)側(cè)受壓縮，外側(cè)受拉伸坯料內(nèi)側(cè)受壓縮，外側(cè)受拉伸從網(wǎng)格線前后的變化可以看出從網(wǎng)格線前后的變化可以看出1 1）彎曲特點（以）彎曲特點（以V V形件為例）形件為例）第13頁/共48頁第 頁15r2) 2) 彎曲的質(zhì)量問題及防止彎曲的質(zhì)量問題及防止 彎裂彎裂 板料外側(cè)因拉應(yīng)力過大而產(chǎn)生裂紋板料外側(cè)因拉應(yīng)力過大而產(chǎn)生裂紋防止辦法：防止辦法： 限制彎曲件的彎曲半徑，限制彎曲件的彎曲半徑， 使使 r rr rminminrmin-最小彎曲半徑最小彎曲半徑; ; 對應(yīng)著材料的極限變形程度對應(yīng)著材料的極限變形程度。第14頁/共48頁第 頁16 彎曲線應(yīng)盡可能與纖維方向垂直彎曲線應(yīng)盡可能與纖維方向

8、垂直纖維方向纖維方向彎曲線彎曲線好好差差兩種落料方式兩種落料方式 回彈回彈回彈動回彈動畫畫解決方法：模具角度略小于工件角度解決方法：模具角度略小于工件角度回彈視頻回彈視頻第15頁/共48頁第 頁17把平板毛坯變?yōu)殚_口的空心工件的工序把平板毛坯變?yōu)殚_口的空心工件的工序（2 2）拉深）拉深 (drawing)(drawing)工件工件毛坯毛坯第16頁/共48頁第 頁18零件零件毛坯毛坯1）拉深過程（以圓筒形零件為例）拉深過程（以圓筒形零件為例）拉深動畫拉深動畫拉深視頻拉深視頻拉深件實例拉深件實例第17頁/共48頁第 頁19 拉裂拉裂原因：毛坯被強制拉入凹模時，拉應(yīng)力原因：毛坯被強制拉入凹模時，拉應(yīng)

9、力 超過了材料本身的強度極限超過了材料本身的強度極限拉裂廢品拉裂廢品視頻視頻第18頁/共48頁第 頁20 起皺起皺原因：毛坯邊緣受壓應(yīng)力過大原因：毛坯邊緣受壓應(yīng)力過大褶皺的形成褶皺的形成起皺的工件起皺的工件正常的工件正常的工件視頻視頻第19頁/共48頁第 頁21 實踐證明，能否拉深成形很大程度上取決于坯料與工件的相實踐證明，能否拉深成形很大程度上取決于坯料與工件的相對尺寸。相對尺寸越大，則變形程度越大，越容易出現(xiàn)質(zhì)量問題對尺寸。相對尺寸越大，則變形程度越大，越容易出現(xiàn)質(zhì)量問題。因此，生產(chǎn)中采用了一個重要的工藝參數(shù)以防止拉裂或起皺，。因此，生產(chǎn)中采用了一個重要的工藝參數(shù)以防止拉裂或起皺，此參數(shù)即

10、拉深系數(shù)。此參數(shù)即拉深系數(shù)。D 5050 40703580(drawing coefficient)第20頁/共48頁第 頁22 m m =dD拉深件直徑拉深件直徑坯料直徑坯料直徑m m 越小越小, , 變形程度越大。變形程度越大。每一種材料，變形程度都是有極限的，所以都有一個極限拉深系數(shù)每一種材料，變形程度都是有極限的，所以都有一個極限拉深系數(shù) m mminmin。 拉深時，拉深時，m m 都不應(yīng)該小于都不應(yīng)該小于m mmin min 。即。即 顯然，顯然， m m小于小于1。 一般一般 m mmin 在范圍內(nèi)。在范圍內(nèi)。當(dāng)不能一次成形時，可采用多次拉深。當(dāng)不能一次成形時，可采用多次拉深。零

11、件零件毛坯毛坯dD拉深系數(shù)用拉深系數(shù)用 m m 表示表示成形條件成形條件m m m mminmin第21頁/共48頁第 頁23d1d2總拉深系數(shù)等于每次拉深系數(shù)的總拉深系數(shù)等于每次拉深系數(shù)的乘積乘積。第二次拉深系數(shù)第二次拉深系數(shù) m m2 2 = d= d2 2 / d/ d1 1 ; ;第三次拉深系數(shù)第三次拉深系數(shù) m m3 3 = d = d3 3 / d / d2 2 ; ;第第 n n 次次拉深系數(shù)拉深系數(shù) m mn n= d= dn n/d/dn-1n-1 ; ;二次拉深動畫二次拉深動畫第22頁/共48頁第 頁24l拉深件的質(zhì)量問題是拉深件的質(zhì)量問題是 拉裂拉裂 和和 起皺起皺 ；l

12、拉深時是否會拉裂和起皺與變形程度有關(guān)，變形程度可以用拉深系數(shù)拉深時是否會拉裂和起皺與變形程度有關(guān)，變形程度可以用拉深系數(shù)m m來表示。來表示。 m m越小，變形程度越越小，變形程度越 大大 ；l每一種材料都有其極限變形程度，也就有其極限拉深系數(shù)每一種材料都有其極限變形程度，也就有其極限拉深系數(shù)m mminmin ，拉深時，應(yīng)使，拉深時，應(yīng)使 m m m mminmin ；l在多次拉深時，應(yīng)使每一次的拉深系數(shù)在多次拉深時，應(yīng)使每一次的拉深系數(shù)m mn n= d= dn n/d/dn-1n-1都都大大于極限拉深系數(shù)于極限拉深系數(shù)m mminmin ，并且應(yīng)使后一次，并且應(yīng)使后一次m m值比前一次值

13、比前一次m m值略值略 大大 些。些。第23頁/共48頁第 頁25l拉深凸凹模間隙與沖裁模比有什么不同？拉深凸凹模間隙與沖裁模比有什么不同？ 拉深的凸模和凹模間隙比落料時的凸凹模間隙大，一般大于板料的厚度。落料的凸凹模間隙小于板的厚度拉深的凸模和凹模間隙比落料時的凸凹模間隙大，一般大于板料的厚度。落料的凸凹模間隙小于板的厚度，且凸凹模間隙要求合適，這樣上下裂紋重合一致，沖裁力、卸料力和推件力適中，模具才具有足夠的壽命，落料的尺寸幾乎與模具一致，且塌角、毛刺和斜度均很小。過大或過小的間隙都會影響模具的使用壽命和零件質(zhì)量。，且凸凹模間隙要求合適，這樣上下裂紋重合一致，沖裁力、卸料力和推件力適中，模

14、具才具有足夠的壽命，落料的尺寸幾乎與模具一致，且塌角、毛刺和斜度均很小。過大或過小的間隙都會影響模具的使用壽命和零件質(zhì)量。 l凸凹模形狀與沖裁模相比有什么不同？凸凹模形狀與沖裁模相比有什么不同？ 沖裁是分離工序，凹模與凸模邊緣是鋒利的沖裁是分離工序，凹模與凸模邊緣是鋒利的刃口刃口，而拉深是變形工序，凸凹模邊緣是，而拉深是變形工序，凸凹模邊緣是圓角圓角。拉深動畫拉深動畫沖裁動畫沖裁動畫第24頁/共48頁第 頁26a.直徑 80mm 高 100mmc.直徑 60mm 高 75mmb.直徑 70mm 高 75mm多次拉深；合適的凸凹模圓角半徑；合適的凸凹模間隙，過小，模具與拉深件的摩擦力增大，易拉穿

15、工件和擦傷工件表面，且降低模具壽命。間隙過大，又容易使拉深件起皺，影響拉深件的尺寸精度。潤滑，為減少摩擦，降低拉深件壁部的拉應(yīng)力和減少模具的磨損；壓邊力，壓邊圈上的壓力不要過大，以不產(chǎn)生皺折為宜。多次拉深；合適的凸凹模圓角半徑；合適的凸凹模間隙，過小，模具與拉深件的摩擦力增大，易拉穿工件和擦傷工件表面，且降低模具壽命。間隙過大，又容易使拉深件起皺，影響拉深件的尺寸精度。潤滑，為減少摩擦，降低拉深件壁部的拉應(yīng)力和減少模具的磨損；壓邊力，壓邊圈上的壓力不要過大，以不產(chǎn)生皺折為宜。 第25頁/共48頁第 頁27將制件的孔邊緣或外邊緣翻轉(zhuǎn)成豎立或一定角度的直邊的工藝將制件的孔邊緣或外邊緣翻轉(zhuǎn)成豎立或一

16、定角度的直邊的工藝dD內(nèi)孔翻內(nèi)孔翻邊邊外緣翻外緣翻邊邊（3 3）翻邊）翻邊 (flanging)(flanging)翻邊視頻翻邊視頻內(nèi)孔翻邊最容易出現(xiàn)的質(zhì)量問題：內(nèi)孔翻邊最容易出現(xiàn)的質(zhì)量問題：孔邊緣受拉伸破裂孔邊緣受拉伸破裂內(nèi)孔翻邊動畫內(nèi)孔翻邊動畫第26頁/共48頁第 頁28使局部材料厚度變薄而成形的方法使局部材料厚度變薄而成形的方法（4 4） 起伏起伏應(yīng)用舉例：夏利車前蓋應(yīng)用舉例：夏利車前蓋起伏視頻起伏視頻通過模具使空心件或管狀坯料向外擴張，通過模具使空心件或管狀坯料向外擴張，脹出所需的凸起曲面脹出所需的凸起曲面（5 5） 脹形脹形脹形視頻脹形視頻（6 6） 旋壓旋壓旋壓視頻旋壓視頻脹形動畫

17、脹形動畫第27頁/共48頁第 頁29200a)729514036b)744057c)4457d)4413248e)4513258f)10120g)162h)汽車消音器零件的沖壓工序汽車消音器零件的沖壓工序16104558120成形過程視頻成形過程視頻第28頁/共48頁第 頁30簡單模連續(xù)模復(fù)合模沖模二、沖壓模具及其結(jié)構(gòu)二、沖壓模具及其結(jié)構(gòu)第29頁/共48頁第 頁311.簡單模簡單模在沖床的在沖床的一次沖程中，一次沖程中，只完成一個工序只完成一個工序的沖模的沖模(simple die)在沖床的在沖床的一次沖程中，在模具不同部位上完成一次沖程中，在模具不同部位上完成數(shù)道工序數(shù)道工序的沖模的沖模2.

18、連續(xù)模連續(xù)模(progressive die)3.復(fù)合模復(fù)合模在沖床的在沖床的一次沖程中，在模具同一部位上同一次沖程中，在模具同一部位上同時完成數(shù)道工序時完成數(shù)道工序的沖模的沖模(compound die)動畫動畫動畫動畫1落料拉深復(fù)合模落料拉深復(fù)合模1切斷彎曲復(fù)合模切斷彎曲復(fù)合模落料拉深復(fù)合模落料拉深復(fù)合模2第30頁/共48頁第 頁32三、沖壓件結(jié)構(gòu)設(shè)計三、沖壓件結(jié)構(gòu)設(shè)計1.1.沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性（1 1） 形狀應(yīng)盡量簡單，最好由直線與圓弧組成。應(yīng)避免過長的懸臂和窄槽，它們的寬度形狀應(yīng)盡量簡單，最好由直線與圓弧組成。應(yīng)避免過長的懸臂和窄槽，它們的寬度b b應(yīng)大于料厚應(yīng)大于料

19、厚s s 的兩倍。的兩倍。B2sB2sB2sB2s（2 2） 內(nèi)、外轉(zhuǎn)角處應(yīng)用圓弧連接，圓角半徑應(yīng)大于料厚的一半。內(nèi)、外轉(zhuǎn)角處應(yīng)用圓弧連接，圓角半徑應(yīng)大于料厚的一半。( (參見表參見表2-62-6）第31頁/共48頁第 頁33（4 4） 孔間距離或孔與邊緣距離不能太小，一般孔間距離或孔與邊緣距離不能太小，一般a 2s , a 2s , 但要保證但要保證a 3 a 3 4 mm 4 mm 。aaaa（3 3） 沖孔尺寸不能太小，最小孔徑或最小邊長要大于（沖孔尺寸不能太小，最小孔徑或最小邊長要大于（0.5 0.5 ）s s 。第32頁/共48頁第 頁342.2.彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性（1 1