沖壓基礎知識

沖壓基礎知識2016-10-18材

料

知識一、材料知識----板材分類板材的分類板材是指各種形狀的半成品，如：薄板、中板、厚板、窄帶材、帶材等。按生產(chǎn)方法分類：熱軋鋼板、冷軋鋼板按表面特征分類:鍍鋅板（熱鍍鋅板、電鍍鋅板）、鍍錫板、復合鋼板、彩色、涂層鋼板按用途分類:橋梁鋼板、鍋爐鋼板、造船鋼板、裝甲鋼板、汽車鋼板、屋面鋼板、結構鋼板、電工鋼板（硅鋼片）、彈簧鋼板及其他按厚度分：厚板（4MM以上）、中板（3-4MM）、薄板（3MM以下）一、材料知識----鋼板生產(chǎn)流程強度：金屬材料在外力作用下抵抗變形和斷裂的能力。屈服強度、抗拉強度是極為重要的強度指標，是金屬材料選用的重要依據(jù)。強度的大小用應力來表示，即用單位面積所能承受的載荷(外力)來表示，常用單位為MPa。力學性能指標1屈服強度：金屬試樣在拉力試驗過程中，載荷不再增加，而試樣仍繼續(xù)發(fā)生變形的現(xiàn)象，稱為“屈服”。產(chǎn)生屈服現(xiàn)象時的應力，即開始產(chǎn)生塑性變形時的應力，稱為屈服點，用符號σs

表示，單位為MPa。一般的，材料達到屈服強度，就開始伴隨著永久的塑性變形，因此其是非常重要的指標?？估瓘姸龋航饘僭嚇釉诶υ囼灂r，拉斷前所能承受的最大應力，用符號σb

表示，單位為MPa。一、材料知識----力學性能指標一、材料知識----力學性能指標力學性能指標2應變強化指數(shù)n：鋼材在拉伸中實際應力－應變曲線的斜率。其物理意義是，n值高，表示材料在成形加工過程中變形容易傳播到低變形區(qū)，而使應變分布較為均勻，減少局部變形集中現(xiàn)象，因此,n值對拉延脹形非常重要。塑性應變比r值：r值表示鋼板拉伸時，寬度方向與厚度方向應變之比值。r值越大，表示鋼板越不易在厚度方向變形（越不容易開裂），深沖性越好。一、材料知識----鋼板的失效低碳鋼板失效的一般現(xiàn)象：時效失效和表象失效時效失效：由于時效的影響，鋼板及鋼帶的力學性能會隨著儲存時間的延長而變差，如屈服強度和抗拉強度的上升，斷后伸長率的下降，成形性能變差、出現(xiàn)拉伸應變痕等失效。表象失效：由于存儲不當，造成鋼板受潮生銹、外力破損、外力變形等失效；由于鋼廠軋制過程工藝控制部分不足，導致鋼板表面出現(xiàn)凹坑、結疤、裂紋、夾雜，劃傷、壓痕、麻點、輥印及氧化色等影響成形性及涂、鍍附著力的缺陷；鋼板厚度公差超差。伸長率工程應力或名義應力工程應變或名義應變塑性應變材料的拉伸性能彈性應變材料的彈性性能(回復)se

=

F/Aoee=（l-lo)/loeplastic

=(lF–lo)/(wF-wo)eelastic

=(lF–l)/(wF–w)

一、材料知識----力學性能指標工藝知識二、工藝知識----沖壓工藝流程沖壓工藝流程原材料（板料和卷料）入庫→開卷線→大件清洗涂油、小件開卷剪切→沖壓生產(chǎn)線→安裝模具、調試首件合格→投入批量生產(chǎn)→合格件防銹→入庫冷沖壓的定義冷沖壓是指在常溫下，利用安裝在壓力機上的沖模對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需要零件的一種壓力加工方法。冷沖壓的基本分類根據(jù)材料的變形特點，冷沖壓概括起來分兩大類：分離工序和成形工序1、分離工序：是指坯料在沖壓力作用下，變形部分的應力達到強度極限σb以后，使坯料發(fā)生斷裂而產(chǎn)生分離。分離工序主要有落料、沖孔、切斷、修邊等。二、工藝知識----冷沖壓分類二、工藝知識----冷沖壓分類2、成形工序：是指坯料在沖壓力作用下，變形部分的應力達到屈服極限σs，但未達到強度極限σb，使坯料產(chǎn)生塑性變形，成為具有一定形狀、尺寸與精度制件的加工工序。成形工序主要有拉延、翻邊、整形、翻孔、彎曲等。二、工藝知識----冷沖壓分類二、工藝知識----冷沖壓分類二、工藝知識----各工序代號及名稱各工序代號及名稱模具知識三、模具知識----概述概述模具是沖壓生產(chǎn)的基礎，也是一種成本很高的工裝,模具的制造水平直接影響到了產(chǎn)品的質量和企業(yè)的經(jīng)濟效益。三、模具知識----模具類型介紹模具類型介紹：模具主要類型包括：落料模、拉延模、修邊沖孔模、斜楔修邊沖孔模、翻邊、整形模等。三、模具知識----模具結構一般模具的組成1、工作零件：包括凸模和凹模等零件。2、定位零件：主要包括擋料銷、定位銷、側刃等零件。3、壓料、卸料、頂料零件：主要包括卸料板、頂料器、氣動頂料裝置等零件。4、導向零件：包括導柱、導套、導板等零件。5、支持零件：包括上、下模板和凸凹模固定板等零件。6、緊固零件：包括內六角螺釘、卸料螺釘?shù)攘慵?、緩沖零件：包括卸料彈簧、聚氨脂橡膠和氮氣缸等。8、安全零件及其它輔助零件：主要有安全側銷、安全螺釘、工作限制器、存放限制器、上下料架、廢料滑槽、起重棒、吊耳等。安全側銷：主要作用是防止上模壓料板緊固螺釘松動或斷裂，導致壓料板落下，造成人員、工裝的重大損失。存放限制器：主要作用是防止模具彈性元件長期受壓而失效和防止刃口長期接觸影響刃口的壽命（一般采用氮氣彈簧）。工作限制器：主要作用是限制凸凹模的吃入深度。20三、模具知識----典型模具1、沖裁模沖裁是利用模具產(chǎn)生分離的一種沖壓工序，從廣義上講，沖裁是分離工序的總稱，它包括落料、沖孔、切斷、切口、修邊等多種分離工序。在沖壓工藝中，沖裁的用途最為廣泛，它既可以直接沖出所需形狀的成品工件，又可以為其它成形工序如拉深、彎曲、成形等制備毛坯。。21圖示為一典型的落料沖孔復合模，采用導柱導套加導向板導向，擋料銷定位，卸料板加彈性樹脂加卸料螺釘?shù)膹椥孕读涎b置三、模具知識----典型模具22三、模具知識----典型模具結構圖解（沖裁）23三、模具知識----典型模具2、拉深模（Draw，縮寫DR）拉深是利用專用模具將平板毛坯制成空心件的一種沖壓工藝方法，拉深又稱拉延、壓延。用拉深方法可以制成筒形、階梯形、錐形、球形和其它不規(guī)則形狀的薄壁零件。拉深件材料消耗小，零件強度和剛度高，工件精度也較高。凸模、凹模工作表面的技術要求：凸、凹模加工后的表面，不允許有影響使用的砂眼、縮孔、裂紋和機械損傷等缺陷；凹模工作表面和型腔表面的粗糙度數(shù)值一般要求為Ra0.8μm,而凹模圓角處的表面粗糙度數(shù)值一般要求為Ra0.4μm，目的是降低徑向拉應力，保證拉深順利進行。24三、模具知識----典型模具結構圖解（拉深）25三、模具知識----典型模具3、彎曲及翻邊模彎曲是將金屬材料彎成一定角度、曲率和形狀工件的沖壓工藝方法，彎曲所用材料有板料、棒料、管材和型材。彎曲件的形狀一般有V形、U形和L形。為保證彎曲件的精度，彎曲模的結構應考慮以下幾點：1、有合適的定位裝置，保證毛坯能準確、可靠的定位。2、模具結構應能保證毛坯在彎曲時不產(chǎn)生滑動和偏移。3、制造、維修和使用簡單、方便。下翻邊模上翻邊模從模具結構上看分為上翻邊和下翻邊，從翻邊區(qū)域的變形情況看分為伸長翻邊和壓縮翻邊。伸長翻邊料不足，壓縮翻邊料多余，所以對伸長翻邊一般在拉延造型上增加儲料筋，以彌補伸長翻邊料的不足。對于壓縮翻邊盡量減小翻邊的高度，或局部增加工藝缺口等。三、模具知識----典型模具結構圖解（翻邊）27三、模具知識----典型模具3、復合模復合模是在壓力機的一次行程內在模具的一個工位上完成兩道以上沖壓工序的模具。前面沖裁模中介紹的切邊沖孔模也屬于復合模類型，復合模與單工序模相比，生產(chǎn)效率和沖壓件精度高，但模具結構復雜。下圖所示為成形、沖孔、切斷復合模。該模具的凸凹模7和凹模6對落料平片進行成形；沖孔凸模5進行沖孔，切斷凸模4切斷成二個工件。頂出機構由打棒1、推板2和二塊形狀相同頂板3組合而成。質量知識四、質量知識---缺陷及產(chǎn)生原因1、剪切下料缺陷：毛刺過大、變形、表面劃傷、尺寸不符、少孔等。(1)毛刺過大→上下刀片間隙過大或過小,刃口磨損,導向精度差,凸凹模位置不同心等；(2)變形→孔距太小,壓料板與凹模型面配合不好,間隙過大等；(3)表面劃傷→操作時有拖、拉等現(xiàn)象；板料在剪切過程中劃傷等；(4)尺寸超差→上料不到位,定位裝置損壞或松動，位置竄動等；(5)少孔→沖頭折斷,沖頭長度不夠等。四、質量知識---缺陷及產(chǎn)生原因2、落料沖孔（修邊）缺陷：毛刺過大、變形、表面劃傷、尺寸不符、少孔等。(1)毛刺過大→凸凹模間隙過大或過小,刃口磨損,導向精度差,凸凹模位置不同心等(2)變形→孔距太小,壓料板與凹模型面配合不好,間隙過大等；(3)表面劃傷→操作時有拖、拉等現(xiàn)象；板料在剪切過程中劃傷等；(4)尺寸不符→上料不到位,定位裝置損壞或松動，位置竄動等；(5)少孔→沖頭折斷,沖頭長度不夠等。3、彎曲缺陷：彎曲尺寸超差、彎裂、表面擦傷、撓度和扭曲等。(1)形狀與尺寸不符→凸凹模間隙過大，定位不可靠，回彈等。(2)彎裂→彎曲半徑過小、毛坯斷面毛刺或裂紋、潤滑不良、凸凹模圓角半徑磨損或間隙過小、材料塑性差等。(3)表面擦傷→凹模圓角磨損、光潔度低、毛坯表面品質差（銹蝕或結疤等）缺少潤滑等。(4)撓度和扭曲。四、質量知識---缺陷及產(chǎn)生原因4、拉延缺陷：拉裂、起皺、表面拉傷、波浪、鼓包、凹坑、麻點等。(1)拉裂→凸凹模R角半徑過小，壓邊力過大，材料成形，性能差或材料尺寸偏大，凸凹模間隙小，潤滑不當，定位不準，凸凹模R角或拉延筋不順、拉毛等。(2)起皺→凸凹模R角半徑過大，壓邊力過小，材料尺寸偏??；凸凹模間隙太大；潤滑過甚；定位不準；拉延筋布置不良，高度不夠等。(3)表面拉傷→模具工作表面有傷痕，材料表面有缺陷，潤滑油中有雜質或廢屑等。(4)波浪、鼓包、凹坑、麻點→壓邊力小，潤滑不當、模具型腔臟，材料表面臟，透氣孔堵塞，模具型面不平、潤滑油臟