金属塑性成型三板料冲压.ppt

§7.3 板料冲压 定义:利用冲模使板料产生分离或变形而得到冲压件的加工方法。 一. 板料冲压的基本工序 ① 冲裁件的变形分离过程 板料的变形过程分为三个阶段： 弹性变形阶段—凸模接触板料后，继续向下运动的阶段。此时，刃口处的板料产生弹性变形，一部分相对另一部分发生错移，但无明显裂纹。 塑性变形阶段—坯料达到弹性极限后，凸模继续压入的阶段。此时，板料被凸模压进凹模孔内，材料的内应力将超过其屈服点而产生塑性变形，当内应力超过了其抗拉强度，板料的上下两面均出现微裂纹。 冲裁件断面变形特征 冲裁件断面有四个区域： 毛刺 剪裂带 ＊材料剪断分离时形成的粗糙表面 光亮带 ＊材料塑性变形，凸模挤压时形成的光洁表面 圆角带 冲裁间隙： Z =（D-d）/2 Z =(0.05～0.1)δ ② 冲裁工艺设计 1〉确定模具间隙 ＊间隙过小，材料所受压应力大，上下裂纹不能 2〉确定刃口尺寸 从剪切考虑： F = KLδτ （K 一般取1.3） L：冲裁周边长度 δ：板料厚度 τ：材料抗剪强度 从拉伸考虑 F = Lδσb σb：材料抗拉强度 ③冲裁件的结构工艺性 冲裁件的形状应力求简单、对称，有利于排样，能合理利用材料； 冲裁件的转角处应设计圆角，避免尖角，以减小模具角部的磨损； 冲裁件应避免长槽和细长悬臂结构； 注意孔与孔距间的最小尺寸要求； 特点 弯曲变形区：主要在弯曲变形 角φ对应的范围内发生变形。 最小弯曲半径：材料不出现裂纹的弯曲半径。 rmin =（0.25～1）δ 中性层：材料弯曲时，内侧受压变短，外侧受拉变长。在拉伸和压缩两个变形区之间，有一层金属在变形前后长度无变化，这一层金属就是中性层。 回弹：材料弯曲时，其变形由塑性变形和弹性变形两部分组成，外载荷去除后，塑性变形保持而弹性变形消失，使弯曲件的形状和尺寸发生与加载方向相反的变化，抵消了一部分弯曲变形的结果，即：回弹。 弯曲件的弯曲部位破裂 原因： ＊材料的强度偏低； ＊弯曲半径太小； ＊弯曲轴线与纤维方向平行； 弯曲件的尺寸、形状不合格 原因： ＊弯曲回弹现象； ＊零件形状不对称, 弯曲过程中零件产生移动； ＊弯曲件的直边高度太短； 计算弯曲件的毛坯尺寸（即：计算展开长） L总=L直+L弯 弯曲部分计算中性层长度： L总=πφ/180（R+xδ） X — 中性层系数 φ— 弯曲区中心角（°） L总 — 弯曲部分圆弧长度（mm） R — 弯曲半径（mm） δ— 板厚（mm） （一般可用板厚中间处的弯曲半径直接计算弧长） 弯曲力计算（可计算校正力） F校=Sp S—校正部分的投影面积 p—单位面积的校正力 工序安排 简单件：一次弯曲； 复杂件：多次弯曲（先弯两头，后弯中间）； 合理选择弯曲半径 R R rmin =( 0.25～1 )δ 如要 R rmin 时,需多 次弯曲或热弯。 设计弯曲件的直边高度 应大于二倍的板厚 弯曲时要注意纤维方向 ＊两者垂直，弯曲半径小，不易裂； ＊反之，弯曲半径大，容 易裂； 处于凸模底部的金属基本不变形（称为不变形区）； 环形部分的受力状态是：切向受压，径向受拉，直径逐渐减小，逐步转化为侧壁（称为变形区）； 起皱 原因：切向压应力较大而使板料失稳； 凸、凹模之间间隙偏大； 拉裂 原因：拉应力超过 了材料的抗拉强度； 凸、凹模之间 间隙偏小； 合理的选用拉深系数( m ) 拉深系数：m = d / D = 0.5～0.8 合理的采用拉深工艺 在合理的拉深系数范围内,采用多次拉深 工艺。M总=m1 · m2 …… mn；且：m3＞m2＞m1； 使用压边圈拉深工艺 力求形状简单、对称，最好是直径不变的回转体； 尽量避免直径小而深度大，否则，工艺复杂且易出废品； 转角处应设计圆角； 拉深件的表面质量不宜要求过高； * 冲 压 冷冲压（δ＜4 mm） 热冲压（δ＞8 mm） 特点： ＊冲压件的尺寸精度和表面质量高。 ＊冲压件的互换性好, 强度高, 刚性好。 ＊生产零件尺寸的适应性强。 ＊生产率高，易实现机械化和自动化，适合大批量生产。 ＊冲模结构复杂，精度要求高，成本高。 板料冲压设备 剪 床 剪床可将板料剪成一定宽度的条料，多用于冲压前的备料。 平口刀刃适用于剪较窄的板料；圆盘刀刃用于曲线裁剪。 冲 床 冲床实现冲压工序，将零件冲压成型。 双动冲床传动图 单柱冲床传动图 变形工序 分离工序 1.分离工序 （1）切断：将板料沿不封闭的曲线（轮廓线）分离的冲压方法。主要用于