热能与动力机械制造工艺学 教学课件 作者 陶正良 张华第一篇 工艺基础知识 第3章.ppt

第3章 板料的冲压工艺基础 本章讲述以下几个问题： 3.1 冲压零件的要求及常用材料 3.2 冲压工艺 3.3 制定冲压工艺方案的原则 3.4 冲压设备和模具 3.5 模具材料的选用与热处理 3.1 冲压零件的要求及常用材料 3.1.1 冲压零件的要求 3.1.2 冲压零件的常用材料 3.1.1 冲压零件的要求 零件的冲压加工工艺就是将原材料（板材、管材、型材等）经过冲裁（剪裁）、弯曲、拉深成形的加工过程。而这些加工工艺与原材料的机械性能、化学成份等等因素是密不可分的。也就是说材料的可加工性决定了加工工艺的方法和要求，同时加工工艺的诸多方法也可改变材料的力学性能等。 冲压零件必须具备工艺上的可加工性，对不具备冲压材料的零件决不能采用冲压的方法来加工零件。 3.1.2 冲压零件的常用材料 设计、制造时应考虑以下几个因素： a) 在拉伸和复杂弯曲时，应选用塑性好的原材料； b) 对于弯曲件，应该考虑原材料的轧制（纤维）方向； c) 考虑下道工序的要求，如冲压后需要焊接、喷涂应选用经过除锈的原材料，当冲压件冲压完后，由于各种因素需重新进行除锈处理时，则不需考虑； d) 冲压件应在保证质量的前提下，充分注意其经济性。 3.2 冲压工艺 3.2.1 冲裁件的工艺性 3.2.2 弯曲件的工艺性 3.2.3 拉伸件的工艺性 3.2.4 成形件的工艺性 冲压是利用模具（冲模）使板料、棒料产生分离或塑性变形的工艺加工过程，用以制造薄壁零件的加工方法称为冷冲压，如不锈钢封头的旋压，折流板的冲孔等等。当板厚大于8mm时，则需要对所加工的原材料进行加热到一定的温度后再冲压的加工方法称为热冲压，如封头的热压，锻头的热冲等等。 （1) 分离工序：使原材料一部分与另一部分分离的工序，如剪切、落料、冲孔等。 （2) 变形工序：是改变原材料的形状而小破裂的工序，如弯曲、拉伸，成形和翻边等。 3.2.1 冲裁件的工艺性 通过分离工序中的剪切、落料、冲孔等工艺加工过程所获得的成品零件或半成品零件称为冲裁件。 1、 冲裁件的形状和尺寸要求 1) 在冲裁件的成本中，材料费所占的比重较大，所以仲裁件的几何形状力求简单、对称。 相邻件的间隙和配置要适当，保证从一定尺寸的板料中冲裁出尽量多的零件。 b) 冲裁件的凸出或凹入部分的宽度和深度关系 一般B≥1.5 黑色金属B=（1.3～1.5）×1.5t 有色金属B=（0.75～0.8）×1.5t 2、冲裁件的精度和表面粗糙度 冲裁工艺的一般精度能达到GB/T1804－2000中的m级（中等）或C级（粗糙）要求，如果采用精冲其糙度可达到f级（精密）。表面粗糙度Ra值可达5～80μm，对于精密冲裁可达到0.63～2.5μm。 3、冲裁件的尺寸基准 标注尺寸时应注意冲裁工艺的特点不应从一个基准标注，而应注注孔与孔之间，孔与边缘的尺寸。如图3－5（a）所示，（b）则是不合理的标注方法，这样的标注不能保证孔与孔之间的公差要求。 冲孔件的孔径尺寸基准应尽量选择在冲压过程中不变形的面上，当孔系尺寸为装配尺寸 3.2.2 弯曲件的工艺性 1.最小弯曲半径 弯曲工序中分冷弯和热弯两种，冷弯时要考虑工件的回弹量，热弯时要考虑工作的收缩量。 一般情况下最小弯曲半径为： 黑色金属 r=(2～2.5)t ； 有色金属 r=(1～2.5)t) 。 2. 弯曲件弯边最小高度 当工件弯曲90°角时，由于弯边过短不易变成形，为保证弯曲质量，弯边直丝端高度H应大于2倍材料的厚度大。 3. 弯曲件孔边距离 当弯曲带孔的原材料时，如果孔位在弯曲处附近，会产生弯曲过程中使孔的形状发生变形，为了避免这种缺陷，必须使孔处于变形区之外。 4. 弯曲件的弯曲方向 3.2.3 拉伸件的工艺性 将平板形材料变成各种空心零件的冲压工艺称拉伸 。 3.2.4 形件的工艺性 成形是利用局部变形使坯料和半成品改变形状的工序。 成形工件时材料的允许变形程度与机械性、厚度及模具工作部分形状有密切关系。 3.3 制定冲压工艺方案的原则 1.对单件及不能形成批量的零件不采用冲压的工艺方法（除板料的剪切落料）； 2.对批量的零件采用冲压工艺方法优于其它加工工艺方法； 3.对只能采用冲压工艺方法获得到的零件； 4.对企业冲压设备能力不足或缺少时，用其它加工工艺方法能获取工作时，可不架用冲压工艺，以减轻企业购置设备的资金； 5.设计模具时要考虑冲压设备的能力，如本企业设备能力不足时，则考虑外承包； 6.考虑模具制造成本，力求模具简单化，易操作，易安装、调整及维修； 7.选用模具的材料要合理，以降低材料的成本； 8.设计模具要合理，以降低制造成本。 3.4 冲压设备和模具 3.4.1 冲压设备 3.4.2 模具 3.4.