《冲压基础知识培训》PPT课件.ppt

冲压基础知识,第一章 冲压概述,一、冲压定义 冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件(冲压件)的成形加工方法。 又名板金冲压加工定义为“Sheet metal stamping“ 。,二、分类 冷冲压：金属在常温下的加工，一般板料厚度4mm； 热冲压：将金属加热到一定的温度范围的冲压加工方法。 板料厚度810mm以上时，需加热后冲压。,三、冲压的坯料 主要是热轧和冷轧的钢板和钢带。 常用低碳钢、不锈钢、高塑性合金钢、铜、镁、铝及其合金及等金属材料，非金属材料如胶木、云母、纤维板、皮革等亦广泛地采用冲压。 冲压加工要求被加工材料具有较高的塑性和韧性，较低的屈强比和时效敏感性，一般要求碳素钢伸长率16%、屈强比s/b70%，低合金高强度钢14%、 s/b 80%。,四、冲压特点,冲压特点是： 1.制件复杂废料少； 2.精细光滑互换好； 3.刚强较高节省料； 4.易于控制效率高； 5.大批生产成本低.,五、冲压用设备,1.剪板机 剪板机是剪切方法使板料分离的冲压设备。 下料用设备，将板料剪成一定宽度的条料，以供冲压之用 按传动形式分为机械剪板机和液压剪板机。,2.压力机 压力机是一种能使滑块作往复运动，并按所需方向给模具施加压力的机器，是冲压的基本设备。 按其床身结构不同有开式和闭式两种压力机。 压力机使用千万、万千要注意安全！,机械式冲压机：曲柄冲压机、连动冲压机、凸轮冲压机、螺纹冲压机等。 使用油压的为油压冲压机、 使用空气压力的为空压冲压机。 利用人力完成的有脚踏冲压机(俗称:一脚踹)、手动冲压机等种类。,冲压机的工作原理如下：,六、 冲压基本工序及模具 1.冲压工序 分离工序：指冲压过程中使冲压件与板料沿一定 的轮廓相互分离的工序。 基本工序：冲孔、落料、切断、切口、切边、剖 切、整修等。,冲孔、落料,冲孔、剖切,2、塑性成形工序： 指材料在不破裂的条件下产生塑性变形，从而获得一定形状、尺寸和精度要求的零件。 基本工序：弯曲、拉深、成形、冷挤压等。,1）分离工序 （1）冲孔：用冲孔模沿封闭轮廓冲裁工件或毛坯， 冲下部分为废料。,（2）落料：用落料模沿封闭轮廓冲裁板料或条 料，冲下部分为制件。,（3）切断：用剪刃或模具切断板料或条料的部分 周边，并使其分离。,（4）切口：用切口模将部分材料切开，但并不 使它完全分离，切开部分材料发生弯曲。,（5）切边：用切边模将坯件边缘的多余材料冲切 下来。,（6）剖切：用剖切模将坯件(弯曲件或拉深件) 剖成两部分或几部分。,（7）整修：用整修模去掉坯件外缘或内孔的余 量，以得到光滑的断面和精确的尺寸。,外缘整修,内孔整修,2）塑性变形工序 （1）弯曲：把平面毛坯料制成具有一定角度和 尺寸要求的一种塑性成形工艺。 压弯：用弯曲模将平板(或丝料、杆件)毛坯压弯 成一定尺寸和角度，或将已弯件作进一步弯曲。,弯曲时的纤维方向,坯料纤维方向：与弯曲线垂直（如图） 对板料进行弯曲要注意： 1.弯曲线力求与锻造流纹垂直，否则，弯曲半径要大； 2.回弹角 “矫枉过正”，因材因板厚而异。,卷边：用卷边模将条料端部按一定半径卷成圆形。,扭弯：用扭曲模将平板毛坯的一部分相对另一部 分扭转成一定的角度。,（2）拉深：将一定形状的平板毛坯通过拉深模 冲压成各种形状的开口空心件；或以开口空心件 为毛坯通过拉深，进一步使空心件改变形状和尺 寸的冷冲压加工方法。,拉深中的废品 因“多余三角形”等,拉深中易产生缺陷： 起皱与拉穿。 造成拉穿现象的相关因素有： 1)凸凹模的圆角半径守规范 即刃口不能是锋利的,为圆角；(尺寸规范见教材或手册) 2)凸凹模间的间隙(C)适当 一般单边C(1.11.2)t；,间隙( C)偏小，易拉穿工件，使模具加速磨损，降低寿命； 间隙(C)偏大，拉深件精度变差，易起皱。 3)拉深系数 m=d/D 0.50.8 许多工件要经过多次拉深; 多次拉深造成加工硬化，穿插中间退火可消除硬化。 4)充分润滑不可少 5)设置压边圈可防起皱 另外，起皱与相对板厚(t/D)和m有关。,变薄拉深：用变薄拉深模减小空心件毛坯的直径 与壁厚，以得到底厚大于壁厚的空心件。,（3）成形：通过板料的局部变形来改变毛坯的形 状和尺寸的工序的总称。,胀形：指从空心件内部施加径向压力，强迫局部 材料厚度减薄和表面积增大，获得所需形状和尺 寸的冷冲压工艺方法。,起伏成形：平板毛坯或制件在模具的作用下，产 生局部凸起（或凹下）的冲压方法。,翻边：指利用模具将工件上的孔边缘或外缘边缘 翻成竖立的直边的冲压工序。,缩口：指将预先拉深好的圆筒或管状坯料，通过 模具将其口部缩小的冲压工序。,整形：利用模具将弯曲或拉深件局部或整体产生 不大的塑性变形的冲压工序。,校平：指利用模具将有拱弯、翘曲的平板制件压 平的冲压工序。,3、 冲压模具的基本结构组成,冲压模具的构造另一种划分大体上可分为刀具部、保持部和辅助部。 刀具部(打孔机、冲模) 直接作用于材料的部分 保持部(打孔机盘、冲模盘、外套、挡板等) 固定刀具 辅助部(脱模器、量计、衬垫、压力等) 为是刀具发挥作用的辅助部分,1）单工序模：在冲压的一次行程过程中，只能 完成一个冲压工序的模具。,落料模,弯曲模,拉深模,2）级进模：在冲压的一次行程过程中，在不同 的工位上同时完成两道或两道以上 冲压工序的模具。,3）复合模：在冲压的一次行程过程中，在同一 工位上同时完成两道或两道以上冲 压工序的模具。,复合冲压模有正装式和倒装式两种结构。其中正装式是凸模置于上模部分，倒装式则是凸模置于下模部分。,正装复合模,倒装复合模,单工序模、复合模和连续模的特点比较,七、冲压加工分类 1、单发型 每道工序都有独立的模具，模具是被单独使用的。由操作人员将材料装入、取出，一台冲压机上只装一个模具，由人来操作完成作业。,单发型模具(QDC) 单发工序的实例,2 依次传递型 将复数的工序等距离地排放在单一的模具内部。 通过传送装置冲压机每旋转一次向前推进一定的距离，并将工件依次送至下一道工序。 材料采取连续供应的方式，机器的运转也是连续且自动的， 材料采用卷材，通过展卷机、校平器、供卷机等设备连续供应。,依次传送型模具 依次传送型的实例,3、转移型 将每一道工序的独立的模具排列在一台冲压机内部，通常是通过曲柄轴进行驱动，拥有与冲压机本身同步运行的搬运机构，进行连续性的自动加工。 一维移动 只有在传送方向上的往返运动(前进回 车)。没有功的保持及释放系统，需要另 行配置。,二维移动 前进回车 功的保持及释放 (夹紧放开) 夹紧前进放开回车,三维移动 前进回车 功的保持及释放(夹紧放开) 功的上升下降(升降) 夹紧上升前进下降放开回车,材料、半成品的供应方法 材料为卷材，通过抓钳供应器(空压供应器)连续供应 半成品转入货架，通过推送器供应。 将半成品架(半成品冲压)移到冲压机主机的旁边，供应半成品。 与依次传送式相比产品的成品率高。 由于搬运设备的惯量与刚性，不易实现高速化生产。 通用型机器的生产程序改变起来较为困难。 转移型生产工序实例,4、多功能机器人型 每一道工序都并排配置独立的模具，用独立的搬运设备与冲压机同步搬运工件，进行自动化加工。 做功的保持采取真空式和磁性式。,材料、半成品的供应方法 材料为卷材，通过抓钳供应器(空压供应器)连续供应 半成品转入货架，通过推送器供应。 将半成品架(半成品冲压)移到冲压机主机的旁边，供应半成品。 与依次传送式相比产品的成品率高。 由于搬运设备的惯量与刚性，不易实现高速化生产。 通用型机器的生产程序改变起来较为困难。,八、冲压件的结构工艺性,1.冲裁件的要求 ： 1)简单对称不悬细；2)圆弧过渡防应力。 3)板厚影响尺寸多；,冲裁件的内、外形转角处，要尽量避免尖角，应以圆弧连接。以避免尖角处应力集中被冲模冲裂。,冲孔件尺寸与厚度关系合理,冲裁件的形状应力求简单、对称，有利于材料的合理利用，同时应避免长槽与细长悬臂结构，否则制造模具困难。,对冲裁件的要求,2.弯曲件的要求 1)尽量对称弧宜大； 2)曲边直部要留足； 3)孔的位置有要求 3.对拉深件的要求 1)简单对称不宜深； 2)弯曲半径有限制。,弯曲件形状应尽量对称，弯曲半径不能小于材料允许的最小弯曲半径，并应考虑材料纤维方向，以免成型过程中弯裂。,弯曲边过短不易弯成型，故应使弯曲边高度H2s。若H2s，则必须压槽，或增加弯曲边高度，然后加工去掉（如图）。,弯曲带孔件时，为避免孔的变形，孔的边缘距弯曲中心应有一定的距离（如图）。图中L1.52s。当L过小时,可在弯曲线上冲工艺孔,如对零件孔的精度要求较高，则应弯曲后再冲孔。,对弯曲件的要求,对拉伸件的要求,拉深件外形应简单、对称，且不宜太高。以便使拉深次数尽量少，并容易成型。,拉深件的圆角半径（如图示）应满足：rdS，R2S，r（3-5）S。否则，应增加整形工序。,拉深件的壁厚变薄量一般要求不应超出拉伸工艺壁厚变化的规律（最大变薄率约在10%18%左右）。,九、冲压工艺,1、设计时的注意事项 1.简单分冲再焊合； 2.冲孔工艺要用活； 3.满足使用简为上。,(1) 对于有孔或有切口的平板零件，当采用单工序模冲裁时，一般应先落料，后冲孔（或切口）；当采用连续模冲裁时，则应先冲孔（或切口）后落料。 (2) 对于多角弯曲件，当采用简单弯模分次弯曲成型时，应先弯外角，后弯内角。对于孔位于变形区（或靠近变形区）或孔与基准面有较高的要求时，必须先弯曲，后冲孔。否则，都应先冲孔，后弯曲。 (3)对于旋转体复杂拉深件，一般是由大到小的顺序进行拉深，或先拉深大尺寸的外形，后拉深小尺寸的内形；对于非旋转体复杂拉深件，则应先拉深小尺寸的内形，后拉深大尺寸的外形。 (4) 对于有孔或缺口的拉深件，一般应先拉深，后冲孔（或缺口）。对于带底孔的拉深件，有时为了减少拉深次数，当孔径要求不高时，可先冲孔，后拉深。当底孔要求较高时，一般应先拉深后冲孔，也可先冲孔，后拉深，再冲切底孔边缘达到要求。 (5)校平、整形、切边工序，应分别安排在冲裁、弯曲拉深之后进行。,2.确定冲压工序的顺序与数目,