《板料冲压》PPT课件.ppt

江 苏 科技大学 材料成形工艺基础 主讲 张小立 金属塑性成形工艺方法 金属塑性成形工艺设计 金属塑性成形件结构设计 材料成形工艺基础 Feb. 2011 一、何谓冲压成形 板料冲压成形是利用冲模使板料产生分离或变形的加工方法，板料冲压 的坯料厚度一般小于 4mm，通常是在常温下进行的，所以又叫冷冲压 。 二、工艺分类 分离工序 : 落料、冲孔、切断 变形工序：拉深、弯曲 三、板料冲压的特点 1、操作简单，加工效率高； 2、一般不需再进行切削加工，因而节约材料，节约能源消耗； 3、加工质量高，基本不需要后序加工； 4、对工人技术要求低； 5、灵活性差。 第三节 板料的冲压成形 材料成形工艺基础 Feb. 2011 四、应用 1、较大批量； 2、原始坯料较薄的板材； 3、只能生产薄壁的制件 。 五、常用冲压方法 (一 ) 冲裁与剪切（ 分离工序 ） 1、剪裁工序及其设备 材料成形工艺基础 Feb. 2011 2、冲压设备 高精密钣金冲床 剪板机 材料成形工艺基础 Feb. 2011 落料 ：被分离的部分为成品，而留下的部分是废料； 冲孔 ：被分离的部分为废料，而留下的部分是成品。 剪切 ： 板料按不封闭轮廓分离的工序叫切断（剪切） 。 3、落料、冲孔和剪切 4、冲裁变形过程 a）弹性变形阶段 b）塑性变形阶段 c）剪裂分离阶段 材料成形工艺基础 Feb. 2011 4.1 冲裁过程示意图 材料成形工艺基础 Feb. 2011 4.2 冲裁工艺要素 冲裁间隙 凸、凹模间隙不仅严重影响冲裁面的断面品质，而且影响模具 寿命、卸料力、推件力、冲裁力和冲裁件的尺寸精度。只有当间隙合适时， 上下裂纹重合一线，冲裁力、卸料力和推件力适中，模具才有足够长的寿命。 合理排样 排样是指落料件在条料、带料或板料上合理布置的方法。 排 样合理可使废料最少，材料利用率最大。 落料件的排样有两种类型：无搭边排样和有搭边排样。 1 2 3 4 1 塌角区 2 光亮带区 3 剪裂带区 4 毛刺 1）冲裁断面 材料成形工艺基础 Feb. 2011 2）冲裁模设计及冲裁工艺特点 凸凹模要具有锋利的刃口 凸凹模间隙要合理 Z 双边间隙 Z = （ 5%10%） t 凸凹模刃口尺寸要正确 1 2 落料：以凹模为设计基准 D凹 = d落 D凸 = D凹 - Z D凸 = d孔 D凹 = D凸 + Z 冲孔：以凸模为设计基准 材料成形工艺基础 Feb. 2011 排样要合理 排样：冲裁件在板料上的布置方式。 有接边排样 少无接边排样 落料件的排样有两种类型：无搭边排样和有搭边排样。 材料成形工艺基础 Feb. 2011 修正 利用修正模沿冲裁件外缘或 内孔刮削一薄层金属，切掉 剪裂带和毛刺。提高其尺寸 精度降低表面粗糙度。 IT9-IT7 Ra = 1.6-0.8 m 材料成形工艺基础 Feb. 2011 1、何谓 拉深成形 拉深成形是在压力机的压力作用下，利用模具使金属板料产生塑性变形成为开 口空心件的一种冲压工艺，不仅能生产锅、盆、壶等各种各样的日用品，而且 在汽车、拖拉机、电器、仪表以及在航空工业中得到极其广泛的应用。 （二）拉深（拉延、压延 ） 本系列压机适用于金属材料 的拉深、弯曲、翻边、冷挤、 冲裁等工艺。 YQ32系列四柱液压机 材料成形工艺基础 Feb. 2011 拉深加工产品示例 材料成形工艺基础 Feb. 2011 2 dDh 使坯料在凸模的作用下压入凹模， 获得空心体零件的冲压工序。 1）拉深变形过程 d d h 材料成形工艺基础 Feb. 2011 拉深过程示意图 材料成形工艺基础 Feb. 2011 2）拉深废品 拉裂（拉穿 ） 起皱 材料成形工艺基础 Feb. 2011 材料成形工艺基础 Feb. 2011 控制拉深系数（ 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 设置压边圈 涂润滑油 3）拉深模设计及工艺特点 凸凹模的工作部分必须具有一定 的圆角； 凸凹模间隙要合理 r凹 =(510)t r凸 =（ 0.7-1） t Z =（ 1.1-1.2） t 材料成形工艺基础 Feb. 2011 3) 旋压 旋压 是指板坯与芯模共同旋转，由辊轮进给并施加压力， 使板坯紧贴芯模逐点局部变形的冲压成形工艺 . 材料成形工艺基础 Feb. 2011 弯曲是将平板坯料弯成一定角度、一定曲率而形成一定 形状零件的工序。 弯曲过程示意图 2、弯曲 材料成形工艺基础 Feb. 2011 材料成形工艺基础 Feb. 2011 材料成形工艺基础 Feb. 2011 材料成形工艺基础 Feb. 2011 1）弯曲的变形特点 变形区域主要在圆角部位； 外层金属受拉应力，内层金属受压应力。 2）弯曲缺陷 弯裂 回弹 3）弯曲工艺特点 弯曲半径 rrmin= （ 0.25-1） t ； 毛刺应位于内侧； 弯曲线应尽量与坯料纤维方向垂直 ； “ 回弹”问题 a）设计补偿角 b）对工件进行 退火 c）设计加强筋 材料成形工艺基础 Feb. 2011 3、翻边、成形 1）翻边 在带孔的平坯料上用扩 孔的方法获得凸缘的工 序。 2）成形 包括：起 伏、胀形、 压印等 材料成形工艺基础 Feb. 2011 材料成形工艺基础 Feb. 2011 材料成形工艺基础 Feb. 2011 板料冲压成形 材料成形工艺基础 Feb. 2011 六、 冲模的分类和结构 1. 简单冲模 冲床在一次行程中只完成一个冲压工序 。 2. 连续冲模 冲床在一次行程中在不同的工位同时完成两个 以上的冲压工序。 3. 复合冲模 冲床在一次行程中在同一工位同时完成两个以 上的冲压工序。 材料成形工艺基础 Feb. 2011 材料成形工艺基础 Feb. 2011 第四节 金属的其他塑性成形工艺 体积成形 冷、温和热挤压 等温锻造、超塑性锻造 粉末锻造 液态模锻 回转成形 辊锻 横轧与斜轧 辗环 径向锻造 控制锻造 工艺条件 以液态、粉末为毛坯 按成 形 方 式 分 材料成形工艺基础 Feb. 2011 一 轧制工艺（特种轧制） 回转成形 辊锻 横轧与斜轧 辗环 径向锻造 运动特征 ：工件在回转中成形。 成形特征 ：连续局部成形。 与传统锻造比较，具如下优点： 1）工作载荷小，是模锻几分之一 2）设备重量轻、生产率高。 3）产品精度高 4）工作环境好、易实现机械化。 缺点： 1）通用性差，需专用设备和模具。 2）设计制造复杂，适用于大批量生产 。 材料成形工艺基础 Feb. 2011 1 辊锻 原理 ：纵轧 :轧辊上有扇形 模具，毛坯局部变形。 应用 ： 制坯和成形。 材料成形工艺基础 Feb. 2011 2 横轧与斜轧 : 横轧 斜轧 分类 齿轮横轧 螺纹横轧 楔横轧：平面和回转 螺旋横轧（孔型斜轧） 三辊横轧（仿形斜轧） 材料成形工艺基础 Feb. 2011 1）楔横轧原理图 材料成形工艺基础 Feb. 2011 材料成形工艺基础 Feb. 2011 2）螺旋孔型斜轧 材料成形工艺基础 Feb. 2011 3 辗环： 环形零件辗扩，加工环形零件 。 摆辗 ： 摆动辗压简称 原理 ： 局部接触，顺次加压，连续成形。 特点 ： 省力、无冲击振动、无噪声； 工件精度高、设备费 用低。 辗环原理图 材料成形工艺基础 Feb. 2011 二 体积成形工艺 1） 挤压 ：受三向压应力 优点 ： 节约原材料 产品强度和精度高、 Ra低，产品高 劳动条件好 生产率高 缺点 ： 变形抗力大，要求设备有较大能量、刚度 应用 ：成批小件生产 特点：（ 1）优质、生产率高。 （ 2）节能、节材。 材料成形工艺基础 Feb. 2011 2）等温锻造和超塑性锻造 原理 ：模具和坯料保持相同温度。 特点及应用 ： 用于锻造温度范围狭窄金属，如钛合金、铝合金等， 尤其航天工业薄壁零件。 材料成形工艺基础 Feb. 2011 3）液态模锻 原理 ：将液态金属直接注入模膛，施以静压力，使熔融 或半熔融态金属在压力下结晶凝固，并产生少量塑性变形。 特点 ： 与铸造比：无须浇注系统，节约金属；组织比压铸件细密。 与锻造比：成形压力小及能耗少 2/33/4；组织比一般模锻件差。 应用 ：用于各种材料、形状复杂件， 如铝合金炮弹引，高压阀体等。 材料成形工艺基础 Feb. 2011 4）粉末锻造 原理 ：将粉末冶金和精密模锻结合一起。 分类 ：粉末锻造 - 烧结锻造 - 粉末冷锻 -用粉末成坯，烧结后冷锻。 特点 ：尺寸精度高，表面光洁； 性能 、生产效率优于粉末冶金产品。 应用 ：汽车上火花塞壳；汽车齿轮和连杆。 直接加热锻造 烧结后加热锻造 材料成形工艺基础 Feb. 2011 三、其他塑性成形方法 1 爆炸成形 材料成形工艺基础 Feb. 2011 2 轧制 板材轧制 材料成形工艺基础 Feb. 2011 棒 材 轧 制 材料成形工艺基础 Feb. 2011 钢球轧制 材料成形工艺基础 Feb. 2011 课 后 作 业 P126: (4) (6) P 138: (3)