-4 板料冲压Stamping.PPT

?3-4 板料冲压Stamping 金属塑性加工的基本方法之一 通过装在压力机上的模具对板料施压，使之产生分离或变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件或毛坯 冷冲压和热冲压 板料冲压的特点及应用 可制造其它加工方法难以加工或无法加工的形状复杂薄壁零件； 冲压件尺寸精度高，表面光洁，质量稳定，互换性好，一般不再进行机械加工即可装配使用； 生产率高，操作简便，成本低，工艺过程易实现机械化和自动化； 可利用加工硬化提高零件的力学性能 冲压模具结构较复杂，加工精度要求高，制造费用大，因此板料冲压加工适用于大批量生产。 板料冲压的原材料及应用 原材料：必须具有足够的塑性 金属板料：低碳钢、高塑性的合金钢、不锈钢、铜、铝、镁及其合金等。 非金属材料：石棉板、硬橡胶、皮革、绝缘纸、纤维板等 应用:在现代汽车、家用电器、仪器仪表、飞机、导弹及日用品生产中占有主要地位. 二、板料冲压的基本工序 分离工序 Cutting Process :使冲压件与板料沿一定的轮廓线相互分离的工序。包括:冲裁(落料与冲孔）. 成形工序 Forming Process：除分离工序外，使坯料塑性变形，获得所需要形状、尺寸的制件的冲压工序。包括:弯曲、拉深和成形. 1. 冲裁 Blanking 使板料沿封闭轮廓线分离的工序，包括落料与冲孔。 落料 Blanking：得到冲压件上的孔 冲孔 Punching ：得到片状冲压件的外形 (1) 冲裁变形过程 受力：纵向压力、横向挤压力、摩擦力 变形：剪切外，还有拉伸、弯曲和横向挤压等变形 冲裁断面的质量 圆角带Rollover 光亮带Burnish Zone 断裂带fracture 毛刺burr (2) 冲裁间隙 指凸、凹模刃口同位尺寸之缝隙的距离，用c表示单面间隙 对冲裁过程及冲裁件断面质量具有重要影响 还影响到模具寿命和冲裁力的大小 冲裁间隙的确定 间隙合理时，上下剪裂纹会基本重合，获得工件断面较光洁，毛刺最小。合理冲裁单面间隙间隙值 C= m t t ：冲裁板料厚度，mm； m：与材料性能及板厚有关的系数，通常（3~8）%， 间隙过小，上下剪裂纹向外错开，在冲裁件断面上会形成毛刺和迭层； 间隙过大，材料中拉应力增大，塑性变形阶段过早结束，裂纹向里错开，不仅光亮带小，毛刺和剪裂带均较大 (3) 凸、凹模刃口尺寸的确定 凸模 Punch 凹模 Die 模具间隙 Die Clearance (4) 冲裁力的计算 为选择冲压设备和设计模具提供依据 平刃冲裁力按下式计算： P =KLtτ≈Ltσb P ——冲裁力，N； L ——冲裁周边长度，mm； t ——板料厚度，mm； τ——材料抗剪强度，MPa； σb———材料抗拉强度，MPa； K——安全系数，一般取K=1.3。 2. 弯曲 Bending 利用模具或其它工具将坯料一部分相对另一部分弯曲成一定的角度和圆弧的变形工序。 弯曲时受力分析 变形区： 外层：受切向拉力作用，发生伸长变形。为最危险部位。 内层：受切向压力作用，发生压缩变形 中性层Neutral Line：切向应力或切向应变为零，位于板料中心部位 为避免造成板料的破裂: 相对弯曲半径（r/t） ：表示弯曲变形程度 坯料越厚，弯曲半径越小，其变形程度越大。 最小相对弯曲半径rmin/t ≥（0.25~1.0）。 材料塑性好，相对弯曲半径可小些。 弯曲时的回弹现象 回弹 Spring Back：当外力去掉后，塑性变形保留下来，而弹性变形部分则恢复，从而使坯料产生与弯曲变形方向相反的变形。回弹角(0～ 10)0 影响因素：材料的力学性能、板料厚度、弯曲形状、相对弯曲半径以及弯曲力的大小等。 措施： 利用回弹规律，在设计弯曲模时，使模具角度与工件角度差一个回弹角。 校正 3.拉深 Drawing 利用模具将已落料的平面板坯压制成各种开口空心零件，或将已制成的开口空心件毛坯，制成其他形状空心零件的一种变形工艺，又称拉延。 (1) 拉深过程 变形过程： 凸模底部金属不变形 底部以外环形部分变形后形成侧壁 应力分布 底部：径向和切向拉应力 侧壁：单向轴向拉应力 环形区：径向拉应力和切向压应力 壁厚变化 侧壁上部壁厚最大 靠近底部圆角附近壁厚最小，最易破裂 (2)拉深件的主要质量问题 主要缺陷： 起皱 Wrinkles：凸缘区 ，切向压应力最大 拉裂：筒形件底部圆角附近。该区加工硬化程度最小，且壁厚减薄最严重。 防止措施 限制拉深系数Drawing Coefficience： m =d / D0 d —拉深后的工件直径，mm； D0—拉深前坯料直径，mm。 极限