《板料沖壓》PPT課件.ppt

江 蘇 科技大學(xué) 材料成形工藝基礎(chǔ) 主講 張小立 金屬塑性成形工藝方法 金屬塑性成形工藝設(shè)計 金屬塑性成形件結(jié)構(gòu)設(shè)計 材料成形工藝基礎(chǔ) Feb. 2011 一、何謂沖壓成形 板料沖壓成形是利用沖模使板料產(chǎn)生分離或變形的加工方法，板料沖壓 的坯料厚度一般小于 4mm，通常是在常溫下進行的，所以又叫冷沖壓 。 二、工藝分類 分離工序 : 落料、沖孔、切斷 變形工序：拉深、彎曲 三、板料沖壓的特點 1、操作簡單，加工效率高； 2、一般不需再進行切削加工，因而節(jié)約材料，節(jié)約能源消耗； 3、加工質(zhì)量高，基本不需要后序加工； 4、對工人技術(shù)要求低； 5、靈活性差。 第三節(jié) 板料的沖壓成形 材料成形工藝基礎(chǔ) Feb. 2011 四、應(yīng)用 1、較大批量； 2、原始坯料較薄的板材； 3、只能生產(chǎn)薄壁的制件 。 五、常用沖壓方法 (一 ) 沖裁與剪切（ 分離工序 ） 1、剪裁工序及其設(shè)備 材料成形工藝基礎(chǔ) Feb. 2011 2、沖壓設(shè)備 高精密鈑金沖床 剪板機 材料成形工藝基礎(chǔ) Feb. 2011 落料 ：被分離的部分為成品，而留下的部分是廢料； 沖孔 ：被分離的部分為廢料，而留下的部分是成品。 剪切 ： 板料按不封閉輪廓分離的工序叫切斷（剪切） 。 3、落料、沖孔和剪切 4、沖裁變形過程 a）彈性變形階段 b）塑性變形階段 c）剪裂分離階段 材料成形工藝基礎(chǔ) Feb. 2011 4.1 沖裁過程示意圖 材料成形工藝基礎(chǔ) Feb. 2011 4.2 沖裁工藝要素 沖裁間隙 凸、凹模間隙不僅嚴重影響沖裁面的斷面品質(zhì)，而且影響模具 壽命、卸料力、推件力、沖裁力和沖裁件的尺寸精度。只有當間隙合適時， 上下裂紋重合一線，沖裁力、卸料力和推件力適中，模具才有足夠長的壽命。 合理排樣 排樣是指落料件在條料、帶料或板料上合理布置的方法。 排 樣合理可使廢料最少，材料利用率最大。 落料件的排樣有兩種類型：無搭邊排樣和有搭邊排樣。 1 2 3 4 1 塌角區(qū) 2 光亮帶區(qū) 3 剪裂帶區(qū) 4 毛刺 1）沖裁斷面 材料成形工藝基礎(chǔ) Feb. 2011 2）沖裁模設(shè)計及沖裁工藝特點 凸凹模要具有鋒利的刃口 凸凹模間隙要合理 Z 雙邊間隙 Z = （ 5%10%） t 凸凹模刃口尺寸要正確 1 2 落料：以凹模為設(shè)計基準 D凹 = d落 D凸 = D凹 - Z D凸 = d孔 D凹 = D凸 + Z 沖孔：以凸模為設(shè)計基準 材料成形工藝基礎(chǔ) Feb. 2011 排樣要合理 排樣：沖裁件在板料上的布置方式。 有接邊排樣 少無接邊排樣 落料件的排樣有兩種類型：無搭邊排樣和有搭邊排樣。 材料成形工藝基礎(chǔ) Feb. 2011 修正 利用修正模沿沖裁件外緣或 內(nèi)孔刮削一薄層金屬，切掉 剪裂帶和毛刺。提高其尺寸 精度降低表面粗糙度。 IT9-IT7 Ra = 1.6-0.8 m 材料成形工藝基礎(chǔ) Feb. 2011 1、何謂 拉深成形 拉深成形是在壓力機的壓力作用下，利用模具使金屬板料產(chǎn)生塑性變形成為開 口空心件的一種沖壓工藝，不僅能生產(chǎn)鍋、盆、壺等各種各樣的日用品，而且 在汽車、拖拉機、電器、儀表以及在航空工業(yè)中得到極其廣泛的應(yīng)用。 （二）拉深（拉延、壓延 ） 本系列壓機適用于金屬材料 的拉深、彎曲、翻邊、冷擠、 沖裁等工藝。 YQ32系列四柱液壓機 材料成形工藝基礎(chǔ) Feb. 2011 拉深加工產(chǎn)品示例 材料成形工藝基礎(chǔ) Feb. 2011 2 dDh 使坯料在凸模的作用下壓入凹模， 獲得空心體零件的沖壓工序。 1）拉深變形過程 d d h 材料成形工藝基礎(chǔ) Feb. 2011 拉深過程示意圖 材料成形工藝基礎(chǔ) Feb. 2011 2）拉深廢品 拉裂（拉穿 ） 起皺 材料成形工藝基礎(chǔ) Feb. 2011 材料成形工藝基礎(chǔ) Feb. 2011 控制拉深系數(shù)（ m） m = d/D =（ 0.5-0.8） D=100 d=20； h=42 d1=55 d2=32 32/55=0.58 d3=20 20/32=0.628 設(shè)置壓邊圈 涂潤滑油 3）拉深模設(shè)計及工藝特點 凸凹模的工作部分必須具有一定 的圓角； 凸凹模間隙要合理 r凹 =(510)t r凸 =（ 0.7-1） t Z =（ 1.1-1.2） t 材料成形工藝基礎(chǔ) Feb. 2011 3) 旋壓 旋壓 是指板坯與芯模共同旋轉(zhuǎn)，由輥輪進給并施加壓力， 使板坯緊貼芯模逐點局部變形的沖壓成形工藝 . 材料成形工藝基礎(chǔ) Feb. 2011 彎曲是將平板坯料彎成一定角度、一定曲率而形成一定 形狀零件的工序。 彎曲過程示意圖 2、彎曲 材料成形工藝基礎(chǔ) Feb. 2011 材料成形工藝基礎(chǔ) Feb. 2011 材料成形工藝基礎(chǔ) Feb. 2011 材料成形工藝基礎(chǔ) Feb. 2011 1）彎曲的變形特點 變形區(qū)域主要在圓角部位； 外層金屬受拉應(yīng)力，內(nèi)層金屬受壓應(yīng)力。 2）彎曲缺陷 彎裂 回彈 3）彎曲工藝特點 彎曲半徑 rrmin= （ 0.25-1） t ； 毛刺應(yīng)位于內(nèi)側(cè)； 彎曲線應(yīng)盡量與坯料纖維方向垂直 ； “ 回彈”問題 a）設(shè)計補償角 b）對工件進行 退火 c）設(shè)計加強筋 材料成形工藝基礎(chǔ) Feb. 2011 3、翻邊、成形 1）翻邊 在帶孔的平坯料上用擴 孔的方法獲得凸緣的工 序。 2）成形 包括：起 伏、脹形、 壓印等 材料成形工藝基礎(chǔ) Feb. 2011 材料成形工藝基礎(chǔ) Feb. 2011 材料成形工藝基礎(chǔ) Feb. 2011 板料沖壓成形 材料成形工藝基礎(chǔ) Feb. 2011 六、 沖模的分類和結(jié)構(gòu) 1. 簡單沖模 沖床在一次行程中只完成一個沖壓工序 。 2. 連續(xù)沖模 沖床在一次行程中在不同的工位同時完成兩個 以上的沖壓工序。 3. 復(fù)合沖模 沖床在一次行程中在同一工位同時完成兩個以 上的沖壓工序。 材料成形工藝基礎(chǔ) Feb. 2011 材料成形工藝基礎(chǔ) Feb. 2011 第四節(jié) 金屬的其他塑性成形工藝 體積成形 冷、溫和熱擠壓 等溫鍛造、超塑性鍛造 粉末鍛造 液態(tài)模鍛 回轉(zhuǎn)成形 輥鍛 橫軋與斜軋 輾環(huán) 徑向鍛造 控制鍛造 工藝條件 以液態(tài)、粉末為毛坯 按成 形 方 式 分 材料成形工藝基礎(chǔ) Feb. 2011 一 軋制工藝（特種軋制） 回轉(zhuǎn)成形 輥鍛 橫軋與斜軋 輾環(huán) 徑向鍛造 運動特征 ：工件在回轉(zhuǎn)中成形。 成形特征 ：連續(xù)局部成形。 與傳統(tǒng)鍛造比較，具如下優(yōu)點： 1）工作載荷小，是模鍛幾分之一 2）設(shè)備重量輕、生產(chǎn)率高。 3）產(chǎn)品精度高 4）工作環(huán)境好、易實現(xiàn)機械化。 缺點： 1）通用性差，需專用設(shè)備和模具。 2）設(shè)計制造復(fù)雜，適用于大批量生產(chǎn) 。 材料成形工藝基礎(chǔ) Feb. 2011 1 輥鍛 原理 ：縱軋 :軋輥上有扇形 模具，毛坯局部變形。 應(yīng)用 ： 制坯和成形。 材料成形工藝基礎(chǔ) Feb. 2011 2 橫軋與斜軋 : 橫軋 斜軋 分類 齒輪橫軋 螺紋橫軋 楔橫軋：平面和回轉(zhuǎn) 螺旋橫軋（孔型斜軋） 三輥橫軋（仿形斜軋） 材料成形工藝基礎(chǔ) Feb. 2011 1）楔橫軋原理圖 材料成形工藝基礎(chǔ) Feb. 2011 材料成形工藝基礎(chǔ) Feb. 2011 2）螺旋孔型斜軋 材料成形工藝基礎(chǔ) Feb. 2011 3 輾環(huán)： 環(huán)形零件輾擴，加工環(huán)形零件 。 擺輾 ： 擺動輾壓簡稱 原理 ： 局部接觸，順次加壓，連續(xù)成形。 特點 ： 省力、無沖擊振動、無噪聲； 工件精度高、設(shè)備費 用低。 輾環(huán)原理圖 材料成形工藝基礎(chǔ) Feb. 2011 二 體積成形工藝 1） 擠壓 ：受三向壓應(yīng)力 優(yōu)點 ： 節(jié)約原材料 產(chǎn)品強度和精度高、 Ra低，產(chǎn)品高 勞動條件好 生產(chǎn)率高 缺點 ： 變形抗力大，要求設(shè)備有較大能量、剛度 應(yīng)用 ：成批小件生產(chǎn) 特點：（ 1）優(yōu)質(zhì)、生產(chǎn)率高。 （ 2）節(jié)能、節(jié)材。 材料成形工藝基礎(chǔ) Feb. 2011 2）等溫鍛造和超塑性鍛造 原理 ：模具和坯料保持相同溫度。 特點及應(yīng)用 ： 用于鍛造溫度范圍狹窄金屬，如鈦合金、鋁合金等， 尤其航天工業(yè)薄壁零件。 材料成形工藝基礎(chǔ) Feb. 2011 3）液態(tài)模鍛 原理 ：將液態(tài)金屬直接注入模膛，施以靜壓力，使熔融 或半熔融態(tài)金屬在壓力下結(jié)晶凝固，并產(chǎn)生少量塑性變形。 特點 ： 與鑄造比：無須澆注系統(tǒng)，節(jié)約金屬；組織比壓鑄件細密。 與鍛造比：成形壓力小及能耗少 2/33/4；組織比一般模鍛件差。 應(yīng)用 ：用于各種材料、形狀復(fù)雜件， 如鋁合金炮彈引，高壓閥體等。 材料成形工藝基礎(chǔ) Feb. 2011 4）粉末鍛造 原理 ：將粉末冶金和精密模鍛結(jié)合一起。 分類 ：粉末鍛造 - 燒結(jié)鍛造 - 粉末冷鍛 -用粉末成坯，燒結(jié)后冷鍛。 特點 ：尺寸精度高，表面光潔； 性能 、生產(chǎn)效率優(yōu)于粉末冶金產(chǎn)品。 應(yīng)用 ：汽車上火花塞殼；汽車齒輪和連桿。 直接加熱鍛造 燒結(jié)后加熱鍛造 材料成形工藝基礎(chǔ) Feb. 2011 三、其他塑性成形方法 1 爆炸成形 材料成形工藝基礎(chǔ) Feb. 2011 2 軋制 板材軋制 材料成形工藝基礎(chǔ) Feb. 2011 棒 材 軋 制 材料成形工藝基礎(chǔ) Feb. 2011 鋼球軋制 材料成形工藝基礎(chǔ) Feb. 2011 課 后 作 業(yè) P126: (4) (6) P 138: (3)