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1、1,材料成形工艺基础,任课教师:李振纲,华北电力大学科技学院机械工程系,2,第八章 板料的冲压成形工艺,1.概念： 指利用冲模使板料产生分离或变形的成形工艺。,板料冲压示意图,3,2.特点：,3.应用,（1）生产率高、操作简便，便于实现自动化。 （2）冲压件一般不需再加工，节省原材料和能源消耗。 （3）尺寸稳定，互换性好，可制造形状复杂的薄壁零件。 （4）冲压模具结构较复杂，加工精度高，制造成本高。,板料冲压应用在所有制造金属成品的工业部门中。,4,冲压设备,1. 剪床：,2. 冲床：,下料设备,冲压设备,5,冲压工序,变形工序,分离工序,修整,冲孔,落料,拉深,胀形,弯曲,翻边,板料冲压工序
2、,6,8.1 分离工序,分离工序：指使坯料的一部分与另一部分相互分离的工序。 包括落料、冲孔、修整等。 一.落料及冲孔:落料及冲孔统称为冲裁，冲裁是使坯料按封闭轮廓分离的工序。 落料时，冲落部分为成品，而余料为废料； 冲孔时，冲落部分是废料，余料部分为成品。,7,冲裁过程示意图,落料和冲孔,8,1.冲裁变形过程,弹性变形阶段,塑性变形阶段,断裂、分离阶段,冲裁变形过程,9,冲裁变形过程示意图,10,间隙过小,间隙过大,间隙适中,2.凸凹模间隙,11,凸凹模刃口尺寸要正确,落料：,D凹 = d落,D凸= D凹 - Z,D凸 = d孔,D凹 = D凸 + Z,冲孔：,3.凸凹模刃口尺寸的确定,12
3、,4.冲裁件的排样 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，材料利用率提高。,无搭边排样：用落料件的一个边作为另一个落料件的边。有搭边排样：指在各个落料件之间均留有一定尺寸的搭边。,13,（a）外缘修整,(b)内孔修整,二.修整 利用修整模沿冲裁件外缘或内孔刮削一薄层金属，以切掉冲裁件上的剪裂带和毛刺，从而提高冲裁件的尺寸精度，降低表面粗糙度值。,14,8.2 变形工序,变形工序是使坯料的一部分相对于另一部分产生位移而不破裂的工序，如拉深、弯曲、翻边、胀形等。,一、拉深 1.概念：指利用拉深模使冲裁后得到的平板坯料变形成开口空心件的工序。,拉深示意图,15,2
4、.拉深常见缺陷 拉裂 正确选择拉深系数；拉深系数：指拉深件直径d与坯料直径D的比值，用m表示。 m dD m一般为0.50.8 。 合理设计凸凹模圆角半径：r凹10。 r凸（ 0.61 ）r凹。 合理设计凸凹模间隙： z（1.11.2） 注意润滑。,多次拉深时圆筒直径的变化,16,起皱 防止措施：设置压边圈； 增加板料的相对厚度； 增大拉深系数m等。,起皱拉深件,有压边圈的拉深,17,弯曲变形示意图,二、弯曲 将平直板料弯成具有一定角度和圆弧的变形工序。,回弹现象：在弯曲结束后，由于弹性变形的恢复，使被弯曲的角度增大的现象。一般回弹角为010。,与坯料纤维方向垂直,18,1.翻边 在带孔的平坯
5、料上用扩孔的方法获得凸缘的工序。,三、其它变形工序,翻边变形示意图,19,2.胀形 胀形是利用局部变形使坯料或半成品改变形状的工序。主要用于制造刚性的筋条，或增大半成品的部分内径等。,平板坯料胀形,管坯胀形,20,球体胀形,拉形,21,3.旋压,22,汽车消音器冲压过程,拉深系数m=0.29m1=0.475m2=0.78m3=0.77m4=0.84,23,易拉罐冲压过程图,24,一、简单冲模,8.3 冲模的分类和构造,在冲床的一次冲程中只完成一个工序的冲模，称为简单冲模。模具简单，造价低。,25,二、连续冲模：冲床的一次冲程中，在模具不同部位上同时完成数道冲压工序的模具,26,三、复合冲模：冲
6、床的一次冲程中，在模具同一部位上同时完成数道冲压工序的模具。,27,塑性加工零件的结构设计,自由锻件结构设计注意的问题, 避免锥体或斜面结构,不合理,合理,不合理,合理,28,塑性加工零件的结构设计,自由锻件结构设计注意的问题, 几何体的交接处不应形成空间曲线,不合理,合理,不合理,合理,29,自由锻件结构设计注意的问题, 避免加强筋、凸台、工字形截面或空间曲线形表面,不合理,合理,不合理,合理,30,模锻件结构设计注意的问题, 确定合理分模面,31,塑性加工零件的结构设计, 设计模锻斜度、模锻圆角,模锻件结构设计注意的问题,32,塑性加工零件的结构设计,模锻件结构设计注意的问题, 零件外形力
7、求简单、平直和对称,不合理,合理,33,塑性加工零件的结构设计,模锻件结构设计注意的问题, 避免有深孔或多孔结构,34,塑性加工零件的结构设计,模锻件结构设计注意的问题, 采用锻-焊组合工艺,35,塑性加工零件的结构设计,冲压件结构设计注意的问题-冲压件的形状与尺寸, 落料件的外形和冲孔件的孔形应力求简单、对称，避免长槽与细长悬臂结构,36,塑性加工零件的结构设计,冲压件结构设计注意的问题-冲压件的形状与尺寸, 冲孔件的孔及其有关尺寸,37,塑性加工零件的结构设计,冲压件结构设计注意的问题-冲压件的形状与尺寸, 冲孔件或落料件上直线与直线、曲线与直线的交接处，均应用圆弧连接,38,塑性加工零件
8、的结构设计,冲压件结构设计注意的问题-冲压件的形状与尺寸, 冲裁件排样,39,塑性加工零件的结构设计,冲压件结构设计注意的问题-冲压件的形状与尺寸, 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 rmin=(0.251)S，并考虑纤维方向。,40,塑性加工零件的结构设计,冲压件结构设计注意的问题-冲压件的形状与尺寸, 弯曲件弯曲边的平直部分H2S,41,板料冲压成形,塑性加工零件的结构设计,冲压件结构设计注意的问题-冲压件的形状与尺寸, 弯曲带孔件时，避免孔的变形，L(1.52)S,42,冲压件结构设计注意的问题-冲压件的形状与尺寸, 拉深件外形力求简单、对称,43,冲压件结构设计-冲压件的形状与尺寸, 设计合理的模具间隙和圆角,44,冲压件结构设计-改进结构、简化工艺, 采用冲焊结构,45,冲压件结构设计-改进结构、简化工艺, 采用冲口工艺，以减少组合件数量,46,冲压件结构设计-改进结构、简化工艺, 简化拉深件结构，以便减少工序,47,冲压件结构设计-冲压件的厚度,尽量采用较薄的材料制作零件,48,塑性成形部分重点内容,影响金属锻造性的因素；锻造比和锻造流线；锻模模膛及功用；模锻件图的绘制及模锻工步的选择；自由锻件的结构工艺性；冲压的分离工序和成形工序；,
