沖壓成型工藝課件

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通過沖模對(duì)板料施以外力，使其產(chǎn)生分離或變形的方法。沖壓一般在室溫下進(jìn)行，所以又稱為冷沖壓。什么是沖壓（pressing)沖壓過程視頻沖床結(jié)構(gòu)視頻第三節(jié)板料沖壓成形工藝第頁1通過沖模對(duì)板料施以外力，使其第頁2沖壓的特點(diǎn)1.可以沖出形狀復(fù)雜的零件，廢料較少。2.產(chǎn)品精度高，表面光潔，互換性好。3.零件質(zhì)量輕、強(qiáng)度和剛度較高。4.操作簡單，便于機(jī)械化和自動(dòng)化，生產(chǎn)率很高，故零件成本低。機(jī)械化、自動(dòng)化示例沖壓件與鑄件的比較第頁2沖壓的特點(diǎn)1.可以沖出形狀復(fù)雜的零件，廢料第頁3本節(jié)內(nèi)容一、沖壓成形基本工序二、沖壓模具及其結(jié)構(gòu)三、沖壓件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第頁3本節(jié)內(nèi)容一、沖壓成形基本工序二、沖壓模具及其第頁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1.分離工序(cuttingprocess)一、沖壓成形基本工序第頁4使坯料的一部分與另一部分沿一第頁5（1）落料與沖孔（統(tǒng)稱沖裁）使坯料按封閉的輪廓分離的工序落料(blanking)工件工件廢料沖孔(punching)條料動(dòng)畫第頁5（1）落料與沖孔（統(tǒng)稱沖裁）落料(blan第頁6沖裁過程:斷裂帶光亮帶圓角帶斷裂帶圓角帶光亮帶沖裁時(shí)經(jīng)歷彈性變形、塑性變形、斷裂分離三個(gè)階段。沖裁件斷面上存在圓角帶、光亮帶和斷裂帶。沖裁件質(zhì)量一般不高，其粗糙度一般為Ra12.5，尺寸精度一般IT10。

綜上所述:沖裁是利用凸模與凹模刃口的作用,使板料產(chǎn)生分離的.它具有以下特點(diǎn):動(dòng)畫第頁6沖裁過程:斷裂帶光亮帶圓角帶斷裂帶圓角帶光亮第頁7沖裁過程:斷裂帶光亮帶塌角沖裁時(shí)經(jīng)歷彈性變形、塑性變形、斷裂分離三個(gè)階段。沖裁件斷面上存在塌角、光亮帶、斷裂帶毛刺。沖裁件質(zhì)量一般不高，其粗糙度一般為Ra12.5，尺寸精度一般IT10。

綜上所述:沖裁是利用凸模與凹模刃口的作用,使板料產(chǎn)生分離的.它具有以下特點(diǎn):動(dòng)畫斷裂帶塌角光亮帶毛刺第頁7沖裁過程:斷裂帶光亮帶塌角沖裁時(shí)經(jīng)歷彈性變第頁8(2)修整(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不封閉輪廓分離的工序（3）切斷(shearing)內(nèi)孔修整動(dòng)畫外緣修整動(dòng)畫切斷動(dòng)畫第頁8(2)修整(shaving)第頁92.變形工序(formingprocess)

使坯料的一部分相對(duì)于另一部分產(chǎn)生位移而不破裂的工序第頁92.變形工序(formingproc第頁10（1）彎曲(bending)

使坯料的一部分相對(duì)于另一部分彎曲成一定角度的工藝彎曲視頻彎曲動(dòng)畫1彎曲動(dòng)畫2彎曲動(dòng)畫3第頁10（1）彎曲(bending)凹模凸模1）彎曲特點(diǎn)（以V形件為例）凹模凸模1）彎曲特點(diǎn)（以V形件為例）凹模1）彎曲特點(diǎn)（以V形件為例）凹模1）彎曲特點(diǎn)（以V形件為例）凹模1）彎曲特點(diǎn)（以V形件為例）凹模1）彎曲特點(diǎn)（以V形件為例）凹模①變形僅僅發(fā)生在與凸模接觸的圓角范圍內(nèi)②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1）彎曲特點(diǎn)（以V形件為例）凹模①變形僅僅發(fā)生在與凸模接觸的圓角范圍內(nèi)②坯料內(nèi)側(cè)受壓第頁15r2)彎曲的質(zhì)量問題及防止①彎裂板料外側(cè)因拉應(yīng)力過大而產(chǎn)生裂紋防止辦法：◆限制彎曲件的彎曲半徑，使

r>rminrmin------最小彎曲半徑;對(duì)應(yīng)著材料的極限變形程度。第頁15r2)彎曲的質(zhì)量問題及防止防止辦法：◆第頁16◆彎曲線應(yīng)盡可能與纖維方向垂直纖維方向彎曲線好差21兩種落料方式②回彈回彈動(dòng)畫解決方法：模具角度略小于工件角度回彈視頻第頁16◆彎曲線應(yīng)盡可能與纖維方向垂直纖維方向彎第頁17把平板毛坯變?yōu)殚_口的空心工件的工序（2）拉深(drawing)工件毛坯第頁17把平板毛坯變?yōu)殚_口的空心工件的工序（2）拉第頁18零件毛坯1）拉深過程（以圓筒形零件為例）拉深動(dòng)畫拉深視頻拉深件實(shí)例第頁18零件毛坯1）拉深過程（以圓筒形零件為例）拉第頁19①拉裂原因：毛坯被強(qiáng)制拉入凹模時(shí)，拉應(yīng)力超過了材料本身的強(qiáng)度極限拉裂廢品2)最容易出現(xiàn)的質(zhì)量問題視頻第頁19①拉裂原因：毛坯被強(qiáng)制拉入凹模時(shí)，拉應(yīng)力第頁20②起皺原因：毛坯邊緣受壓應(yīng)力過大褶皺的形成起皺的工件正常的工件2)最容易出現(xiàn)的質(zhì)量問題視頻第頁20②起皺原因：毛坯邊緣受壓應(yīng)力過大褶皺的第頁21

實(shí)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(duì)尺寸。相對(duì)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(gè)重要的工藝參數(shù)以防止拉裂或起皺，此參數(shù)即拉深系數(shù)。3)拉深系數(shù)D?5050?4070?3580(drawingcoefficient)第頁21實(shí)踐證明，能否拉深成形很大程度上取第頁22

m=dD拉深件直徑坯料直徑m

越小,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(gè)極限拉深系數(shù)mmin。拉深時(shí)，m都不應(yīng)該小于mmin。即顯然，m小于1。一般mmin

在0.5~0.8范圍內(nèi)。當(dāng)不能一次成形時(shí)，可采用多次拉深。零件毛坯dD拉深系數(shù)用

m表示成形條件m>mmin第頁22m=dD拉深件直徑坯料直徑m越小,第頁23d1d2總拉深系數(shù)等于每次拉深系數(shù)的乘積。第二次拉深系數(shù)m2=d2/d1;第三次拉深系數(shù)m3=d3/d2;第n次拉深系數(shù)mn=dn/dn-1;二次拉深動(dòng)畫第頁23d1d2總拉深系數(shù)等于每次拉深系數(shù)的乘積。第頁24拉深件的質(zhì)量問題是拉裂和起皺；拉深時(shí)是否會(huì)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來表示。

m越小，變形程度越大；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)mmin

，拉深時(shí)，應(yīng)使

m>

mmin

；在多次拉深時(shí)，應(yīng)使每一次的拉深系數(shù)mn=dn/dn-1都大于極限拉深系數(shù)mmin

，并且應(yīng)使后一次m值比前一次m值略大些。拉深內(nèi)容要點(diǎn)第頁24拉深件的質(zhì)量問題是拉裂和起皺；拉深第頁25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(shí)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(huì)影響模具的使用壽命和零件質(zhì)量。

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刃口，而拉深是變形工序，凸凹模邊緣是圓角。討論拉深動(dòng)畫沖裁動(dòng)畫第頁25拉深凸凹模間隙與沖裁模比有什么不同？討論拉第頁26問題：怎樣使拉深件不產(chǎn)生拉裂或起皺？下列筒形拉深件哪個(gè)容易成形？a.直徑80mm

高100mmc.直徑60mm

高75mmb.直徑70mm

高75mm①多次拉深；②合適的凸凹模圓角半徑；③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。④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；⑤壓邊力，壓邊圈上的壓力不要過大，以不產(chǎn)生皺折為宜。第頁26問題：怎樣使拉深件不產(chǎn)生拉裂或起皺？下列筒第頁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dD內(nèi)孔翻邊外緣翻邊（3）翻邊(flanging)翻邊視頻內(nèi)孔翻邊最容易出現(xiàn)的質(zhì)量問題：孔邊緣受拉伸破裂內(nèi)孔翻邊動(dòng)畫第頁27將制件的孔邊緣或外邊緣翻轉(zhuǎn)成豎立或一定角度第頁28使局部材料厚度變薄而成形的方法（4）起伏應(yīng)用舉例：夏利車前蓋起伏視頻通過模具使空心件或管狀坯料向外擴(kuò)張，脹出所需的凸起曲面（5）脹形脹形視頻（6）旋壓旋壓視頻脹形動(dòng)畫第頁28使局部材料厚度變薄而成形的方法（4）起伏第頁29Ф200a)Ф72Ф95Ф14036b)Ф7440Ф57c)44Ф57d)44Ф132Ф48e)45Ф132Ф58f)10Ф120g)162h)汽車消音器零件的沖壓工序161045Ф58Ф120成形過程視頻第頁29Ф200a)Ф72Ф95Ф14036b)Ф第頁30二、沖壓模具及其結(jié)構(gòu)第頁30二、沖壓模具及其結(jié)構(gòu)第頁311.簡單模在沖床的一次沖程中，只完成一個(gè)工序的沖模(simpledie)在沖床的一次沖程中，在模具不同部位上完成數(shù)道工序的沖模2.連續(xù)模(progressivedie)3.復(fù)合模在沖床的一次沖程中，在模具同一部位上同時(shí)完成數(shù)道工序的沖模(compounddie)動(dòng)畫動(dòng)畫1落料拉深復(fù)合模1切斷彎曲復(fù)合模落料拉深復(fù)合模2第頁311.簡單模在沖床的一次沖程中，只完成一個(gè)工第頁32三、沖壓件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性（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b應(yīng)大于料厚s的兩倍。B>2sB>2s（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。(參見表2-6）第頁32三、沖壓件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性（第頁33（4）孔間距離或孔與邊緣距離不能太小，一般a≥2s,但要保證a>3~4mm。aaaa（3）沖孔尺寸不能太小，最小孔徑或最小邊長要大于（0.5~1.5）s。第頁33（4）孔間距離或孔與邊緣距離不能太小，一第頁342.彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性（1）彎曲半徑不能小于材料允許的最小彎曲半徑。（2）彎曲邊過短不易成形，故應(yīng)使彎曲邊的平直部分H>2S。HSRL（3）孔的位置不能離彎曲線太近，一般S<2mm時(shí)，L≥S;S≥2mm時(shí),L≥2S。第頁342.彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性（1）彎曲半徑不第頁353.拉深件的結(jié)構(gòu)工藝性（1）形狀應(yīng)簡單、對(duì)稱，盡量避免深度大的拉深件，以減少拉深次數(shù)。（2）為避免角部產(chǎn)生裂紋，側(cè)壁與底面間圓角半徑r1、側(cè)壁與凸緣間圓角半徑r2以及矩形件四壁間圓角半徑r3應(yīng)盡可能大些。一般應(yīng)滿足：r1≥S,r2≥2S,r3≥3S。Sr1r2r3r1第頁353.拉深件的結(jié)構(gòu)工藝性（1）形