第三章板料沖壓

第四章板料沖壓板料沖壓——是利用沖模使板料產(chǎn)生分離或變形的加工方法，通常在常溫下進(jìn)行，所以又叫冷沖壓或板料沖壓，簡(jiǎn)稱(chēng)沖壓。只有當(dāng)板厚超過(guò)8~10mm時(shí)，才采用熱沖壓。

板料沖壓在航空、運(yùn)輸機(jī)械、電器、儀表、國(guó)防及日常用品等工業(yè)中占有極其重要的地位。板料沖壓基本工序：沖壓分離變形

剪切

沖裁彎曲拉深翻邊落料沖孔板料沖壓的特點(diǎn):

(1)可沖形狀復(fù)雜的零件，且廢料少。操作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率高。

(2)高精度，低粗糙度。

(3)重量輕，耗材少，強(qiáng)度剛度較好。

(4)沖模成本高,制造復(fù)雜.只用于大批大量生產(chǎn)

常用設(shè)備：剪床和沖床?；竟ば颍?、分離工序

:使板料的一部分與另一部分相互分離的工序.2、變形工序:使板料的一部分與另一部分產(chǎn)生位移而不破壞的工序.對(duì)冷沖壓用原料的要求:

(1)沖壓用的金屬板必須具有一定的彈性和塑性.(2)厚度均勻

(3)材料表面必須光潔平整．無(wú)劃痕．無(wú)銹斑及其它附著物，斷面無(wú)分層現(xiàn)象。常用冷沖壓的原材料

黑色金屬：有普通低碳鋼．優(yōu)質(zhì)碳素鋼和不銹鋼

有色金屬：紫銅、黃銅、磷銅帶材；鋁和鋁合金板沖壓設(shè)備

一剪床二沖床沖床傳動(dòng)圖電機(jī)4→皮帶輪→3軸→齒輪2與離合器1→1軸→滑塊5帶動(dòng)刀片做上下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行剪切。電動(dòng)機(jī)→飛輪→爪形離合器→曲柄滑塊上下移動(dòng)第一節(jié)分離工序

剪切---坯料以不封閉的輪廓線(xiàn)分離.沖裁---坯料按封閉輪廓線(xiàn)分離的工序.沖裁分落料和沖孔一、落料及沖孔（統(tǒng)稱(chēng)沖裁）

落料——落下部分為成品。沖孔——落下部分為廢品。1、沖裁變形過(guò)程

(1)彈性變形階段凸模壓縮板料，使之產(chǎn)生局部彈性接深和彎曲變形。最終會(huì)在工件上呈現(xiàn)出圓角帶。圓角帶：主要是當(dāng)凸模刃口剛壓入板料時(shí)，刃口附近的材料產(chǎn)生彎曲和伸長(zhǎng)變形，材料被帶進(jìn)模具間隙的結(jié)果。(2)塑性變形階段

板料中的應(yīng)力值達(dá)到屈服極限，板料金屬產(chǎn)生塑性變形，材料被擠入凹模,產(chǎn)生冷變形硬化，在工件剪斷面上表現(xiàn)為光亮帶。隨著變形的進(jìn)一步加劇,凹凸模刃口處硬化加劇，出現(xiàn)微裂紋。此時(shí)沖裁力最大。光亮帶：在塑性變形階段，當(dāng)刃口切入金屬板料后，板料與模具側(cè)面擠壓而形成的光亮垂直的斷面。斷裂帶：在斷裂階段形成。是由刃口處產(chǎn)生的微裂紋在拉應(yīng)力的作用下，不斷擴(kuò)展而形成的撕裂面毛刺：由于在塑性變形階段后期，凸模和凹模的刃口切入被加工板料一定深度時(shí)，使微裂紋的起點(diǎn)在模具側(cè)面距刃尖不遠(yuǎn)的地方發(fā)生，在拉應(yīng)力的作用下，裂紋加長(zhǎng)，材料斷裂而產(chǎn)生毛刺。

(3)斷裂分離階段

當(dāng)沖頭繼續(xù)下壓,微裂紋擴(kuò)展,當(dāng)上下裂紋重合，板料被剪斷分離。分離面粗糙.稱(chēng)為剪裂帶.

沖裁件斷面質(zhì)量及影響因素沖裁件斷面1、圓角帶2、光亮帶：表面光滑，斷面質(zhì)量最好；3、剪裂帶：表面粗糙，略帶斜度；4、毛剌：微裂紋出現(xiàn)時(shí)產(chǎn)生，沖頭繼續(xù)下行時(shí)被拉長(zhǎng)。分離面的質(zhì)量主要和下列有關(guān)：a.凹凸模間隙b.刃口鋒利c.模具有關(guān)d.材料有關(guān)e.板厚有關(guān)……二、凸凹模間隙間隙值影響：斷面質(zhì)量，模具壽命，卸料力，推件力，沖裁力，工件尺寸精度間隙過(guò)大：邊緣粗糙,有毛刺

。光亮帶減小，剪切帶粗糙，沖裁件邊緣翹曲嚴(yán)重，卸料力，推件力小，模具壽命高。間隙過(guò)?。汗饬翈г黾?，工件質(zhì)量高，模具壽命小，邊緣粗糙。且模具磨損大,沖裁費(fèi)力

。間隙適中：斷面質(zhì)量最好間隙可按下式計(jì)算:

Z=mtt板料厚度，m為系數(shù)

m=0.06~0.09低碳鋼．純鐵m=0.06~0.1銅、鋁合金m=0.06~0.12高碳鋼三、凸凹模刃口尺寸確定落料模：凸模尺寸=成品尺寸－Z凹模尺寸＝成品尺寸(落料時(shí),落料尺寸由凹模刃口尺寸決定.)沖孔模：凸模尺寸＝孔徑凹模尺寸＝孔徑＋Z(沖孔時(shí),沖孔尺寸由凸模刃口尺寸決定.)考慮磨損：

沖模在工作中必然受磨損,落料件尺寸會(huì)隨凹模刃口的磨損而增大,為提高模具使用壽命,凹模尺寸靠近零件公差范圍內(nèi)的最小尺寸

沖孔時(shí),凸模會(huì)磨損,凸模尺寸靠近零件公差范圍內(nèi)的最大尺寸

它是選用沖床噸位和檢驗(yàn)?zāi)＞邚?qiáng)度的重要依據(jù).沖裁力計(jì)算公式根據(jù)客觀條件不同可在沖壓手冊(cè)相應(yīng)表格中查到.五、修正修正---用修整模沿沖裁件外緣或內(nèi)孔切削一薄層金屬.提高沖裁件的尺寸精度和降低表面粗糙度.它的機(jī)理與沖裁完全不同,與切削加工相似.四、沖裁力的計(jì)算

第二節(jié)變形工序

變形工序有：彎曲、拉伸、翻邊、成型

一.彎曲變形

彎曲---將毛坯彎成一定角度各種形狀的沖壓變形工序.

在彎曲結(jié)束后,由于彈性變形的恢復(fù),使被彎曲的角度增大,稱(chēng)為彎曲回彈現(xiàn)象.

一般回彈角為0~10°.因此在設(shè)計(jì)彎曲模時(shí),必須使模具的角度比成品件角度小一個(gè)回彈角.

影響回彈值大小因素很多。主要有材料的彈性、板料厚度、彎曲形狀、相對(duì)彎曲半徑、及彎曲力大小等。設(shè)計(jì)補(bǔ)償角對(duì)工作進(jìn)行退火增加校正工序設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋彎曲時(shí)板料內(nèi)側(cè)受壓,外側(cè)受拉,當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)極限時(shí)會(huì)發(fā)生彎裂.

防止彎裂:

(1)彎曲的最小半徑為rmin=(0.25~1)t

(2)彎曲時(shí)盡可能使彎曲線(xiàn)

與坯料的纖維方向垂直.

若彎曲線(xiàn)與纖維方向一致

則容易產(chǎn)生破裂.此時(shí)可用

增大最小彎曲半徑來(lái)避免。二.拉深

拉深---利用沖模使毛坯變形制成開(kāi)口空心零件的沖壓工序.可制成筒形．階梯形．錐形和半球形．旋轉(zhuǎn)體空心件等。拉深變形過(guò)程零件的高度大于1.拉深過(guò)程(1)凸緣部分變形區(qū)(2)筒壁部分(受拉力,厚度減小)已變形區(qū)(3)筒底部分(不變形,只起傳遞拉力作用)非變形區(qū)(4)筒底圓角部分危險(xiǎn)區(qū)2.拉深工序的影響因素

(1)拉深系數(shù)m=d/Dm越小,表明拉伸件直徑越小,變形程度越大,坯料拉入凹模越困難。一般m不小于0.5~0.8,材料塑性差取上限，塑性好取下限．工件拉伸件直徑d與毛坯板料直徑D之比3.

拉穿產(chǎn)生原因：

(1)凸凹模圓角半徑太小(2)凸凹模間隙值太小(3)凸凹模潤(rùn)滑作用不佳(４)壓板力太大和拉深系數(shù)太小起皺產(chǎn)生原因：(1)相對(duì)厚度t/D×100＜1.5（ｔ為板厚Ｄ為坯料直徑）(2)拉深系數(shù)太小措施（1）材料的極限拉深系數(shù)若拉深系數(shù)過(guò)小，可采取多次拉深的工藝m:工件拉伸件直徑d與毛坯板料直徑D之比m>0.5~0.8多次拉深過(guò)程中