冲压成形原理剖析.ppt

二、冲压成形 利用模具使板料分离或变形的加工方法。 生产效率高、质量好且稳定、重量轻，常用作结构件。 1、基本工序 A、冲裁 成形过程：弹性、塑性、断裂。 分为落料与冲孔。 B、拉深 板料在凸凹模的作用下变形成为开口 空心件。 基本过程 受力状态 破坏现象 C、弯曲 板料受压弯曲成所需（模具）形状。 受力状态 回弹 D、翻边、胀形、收口、压筋 2、冲压设备：剪床 冲床 3、常用方法 A、简单：一个冲程完成一个工序。 B、连续：一个冲程在模具不同位置完成多个工序。 C、复合：一个冲程在模具同一位置上下完成多个工序。 塌角是因冲模压入时,刃口附近的材料被拉入凹模发生弯曲与拉伸形成的; 光亮带是凸凹模挤入材料产生剪切变形时形成的,有光滑的垂直面; 剪裂带是由于刃口处的微裂纹在拉应力作用下不断扩展形成的撕裂带,表面粗糙,略带斜度. 1、精密：高温精锻－温热精压；精冲 2、液态：铸锻结合 3、高速：变形速度 4、超塑性：超细晶粒 5、多点板料成形：无模具 6、数控冲裁、弯曲、成形 7、其他：1,2-3 多点成形 数控弯曲 拉深变形过程的应力和应变如图所示。 拉深变形过程的应力和应变 1—凸缘区 2—变形区 3—不变形区 拉深过程中的主要缺陷是起皱和拉裂。 起皱是拉深时由于较大的切向压应力使板料失稳造成的，生产中常采用加压边圈的方法予以防止。 拉裂一般出现在直壁与底部的过渡圆角处，当拉应力超过材料的抗拉强度时，此处将被拉裂。 拉深件废品 a）起皱 b）拉裂 为防止拉裂，应采取如下工艺措施： （1）限制拉深系数 这是防止拉裂的主要工艺措施。拉深系数是衡量拉深变形程度大小的主要工艺参数，它用拉深件直径与毛坯直径的比值m表示，即m=d/D0。m取值一般不小于0.5~0.8，塑性好的材料m可取小值。拉深系数越小，表明变形程度越大，拉深应力越大，容易产生拉裂废品。能保证拉深正常进行的最小拉深系数，称为极限拉深系数。 （2）凹凸模工作部分，必须加工成圆角 凹模圆角半径为R凹=(5~15）t，凸模圆角为半径R凸=（0.6~1）t。 （3）合理的凸凹模间隙 间隙过小，容易拉穿；间隙过大，容易起皱。一般，凸凹模之间的单边间隙Z=（1.1~1.2）tmax。 （4）减小拉深时的阻力 例如，压边力要合理不应过大；凸、凹模工作表面要有较小的表面粗糙度；在凹模表面涂润滑剂来减小摩擦。 筒形件的拉深工艺 分为：拉深件毛坯尺寸计算，拉深系数和拉深次数的确定，拉深力的计算和拉深件结构工艺性分析等。 （1）拉深件毛坯尺寸计算 对于不变薄拉深，毛坯的尺寸是按变形前后表面积相同，且形状相似的原则确定的。为了补偿在变形时由于材料的各向异性引起的变形不均匀，在计算毛坯时应加上修边余量δ，如图2-56所示。筒形件的毛坯为圆，直径D可按下式计算： 式中 D ——毛坯直径，单位为mm； d ——工件直径，单位为mm； h ——工件高度，单位为mm； r ——工件底部的圆角半径，单位为mm。 当板厚t≥1mm时，工件直径d应按拉深件的中线尺寸计算，工件高度h应包括修边余量δ。 筒形件的修边余量 （2）拉深次数的确定 深度小的工件可以一次拉深成形，深度大的工件则需两次或多次拉深，每道次的拉深系数应小于极限拉深系数。低碳钢筒形件带压边圈的极限拉深系数见表2-13。 0.60~0.63 0.80~0.82 0.82~0.84 0.85~0.86 0.87~0.88 0.58~0.60 0.79~080 0.81~0.82 0.83~0.85 0.86~0.87 0.55~`0.58 0.78~0.79 0.80~0.81 0.82~0.83 0.85~0.86 0.53~0.55 0.76~0.78 0.79~0.80 0.81~0.82 0.84~0.85 0.50~0.63 0.75~0.76 0.78~0.79 0.80~0.81 0.82~0.84 0.48~0.50 0.73~0.75 0.76~078 0.78~0.80 0.80~0.82 第一次 第二次 第三次