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冲压

发布时间:2020-03-03 22:35:05 来源:范文大全 收藏本文 下载本文 手机版

复合冲压:压力机的一次行程内在模具的一个工位上完成两道以上冲压工序,是一种多工序冲压。 连续冲压:压力机的一次行程内在连续模具的不同工位上完成多道冲压工序,是一种多工序冲压,也称级进冲压。

模具闭合高度:模具进行到下死点时,上模板的上表面与下模板的下表面之间的高度。 压力机闭合高度:滑块在下死点时,滑块底平面到工作台(不包括压力机垫板厚度)的距离。 冲裁:利用模具使板料沿着一定的轮廓形状产生分离的一种冲压工序。冲裁模:冲裁所使用的模具叫冲裁模,它是冲裁过程必不可少的工艺装备。凸、凹模刃口锋利,间隙小。 冲裁间隙:凸、凹模刃口间缝隙的距离。

弯曲:将板料,型材,管材或棒材等按设计要求弯成一定的角度和一定的曲率,形成所需形状零件的冲压工序。

回弹:塑性弯曲时伴随有弹性变形,当外载荷去除后,塑性变形保留下来,而弹性变形会完全消失,使弯曲件的形状和尺寸发生变化而与模具尺寸不一致的现象。

拉深:又称拉延,利用拉深模在压力机的压力作用下,将平板坯料或空心工序件制成开口空心零件的加工方法。

起皱:由于切向压应力引起板料失去稳定而产生弯曲。

凸耳:板料经过冲压成形后,原本应该平齐的壁沿变成高低不平的波浪形,把波浪形中凸起的部分称为凸耳。 拉裂:薄板成形过程中板料变薄最剧烈处的径向拉应力大于板料的抗拉强度,此处就会拉裂。 胀形:利用模具强迫板料厚度减薄和表面积增大,以获得零件几何形状的冲压加工方法。 胀形工艺方法:起伏成型:板料作用下,通过局部胀形而产生凸起或凹下的冲压加工方法。主要用来增加零件刚度和强度。圆柱形空心毛胚胀形:将圆柱形空心毛胚向外扩张成曲面空心,零件的冲压加工方法。张拉成型:将毛坯贴靠在凸模表面,对毛坯附加张拉力使毛坯成弯曲件的冲压加工方法。 翻边:利用模具把板料上的孔缘或外缘翻成竖边的冲压加工方法。按工艺特点分:内孔翻边,外缘翻边,变薄翻边。按变形性质力分:伸长类,压缩类,体积变形的变薄翻边。伸长类翻边特点:变形区材料受拉应力,切向产生伸长变形,导致厚度减薄,容易发生破裂。压缩类翻边特点:变形区材料切向受压缩应力,产生压缩变形,厚度增大,容易发生起皱。内/外曲翻边:用模具把毛坯上内凹/外凸的外边缘翻成竖边的冲压加工方法。

影响圆孔翻边成型或极限的因素如下:1材料延伸率和应变硬化指数n大,k小,成型极限大。2孔缘无毛刺和硬化时,k小,成型极限大。3用球形,锥形,抛物形凸模翻边时,k小,成型极限大。4板料相对厚度越大,k越小,成型极限越大。 冲裁力:冲裁过程中凸模对板料施加的压力。 卸料力:从凸模上卸下箍着的料所需要得力。

推件力:将梗塞在凹模内的料顺冲裁方向推出所需要的力。 顶件力:逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需要的力。

翘曲:冲裁件呈曲面不平现象。它是由于间隙过大、弯矩增大、变形拉伸和弯曲成分增多而造成的,另外材料的各向异性和卷料未矫正也会产生翘曲。

扭曲:冲裁件呈扭歪现象。它是由于材料的不平、间隙不均匀、凹模后角对材料摩擦不均匀等造成的。

变形:由于坯料的边缘冲孔或孔距太小等原因,因胀形而产生的。 排样:冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法。

搭边:排样时冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间留下的工艺废料。

负间隙冲裁:凸模尺寸大雨凹模尺寸,冲裁过程中出现的裂纹方向与普通冲裁相反,形成一 个锥形毛坯。

应变中性层:板料弯曲时,外层纤维受拉,内层纤维受压,在拉伸与压缩之间存在这一个既不伸长也不压缩的纤维层。 应力中性层:毛坯截面上的应力,在外层的拉应力过度到内层压应力时发生忽然变化的或应力不连续的纤维层。

校正弯曲:板料经自由弯曲阶段后,开始凸凹模表面全面接触,此时,如果凸模继续下行,零件受到模具挤压继续弯曲,弯曲力急剧增大。

应变分布图:冲压成形时零件上各点或局部各点的应变分布情况。

应力分布图:零件上各点过局部各点的应变在二维主应变平面上的分布状况。

起伏成形:板料在模具作用下,通过局部胀形而产生凸起或凹下的冲压加工的方法。 圆柱形空心毛坯胀形:将圆柱形空心毛坯向外扩张成曲面空心零件的冲压加工方法。 拉深系数m:以拉深后的直径d与拉深前的坯料D(工序件dn)直径之比表示。 压力机闭合高度:滑块在下死点时,滑块底平面到工作台的距离。 模具的闭合高度:模具在最后工作位置时上下模之间的距离。模具闭合高度必须与压力机的闭合高度相适应,应介于压力机最大和最小闭合高度之间。 板料的冲压成形性能:板料对冲压成形工艺的适应能力。

两种失稳现象:拉伸失稳:表现为板料在拉应力作用下局部出现颈缩或破裂;压缩失稳:表现为板料在压应力作用下出现皱纹。

成形极限:板料发生失稳之前可以到达的最大变形程度。

成形极限图:板料在不同应变路径下的局部极限应变构成的曲线或条带形区域。

间隙对冲裁切断面质量的影响:凸凹模间隙控制在一定合理的范围内时,由凸凹模刃口沿最大剪切力方向产生的裂纹将相互重合,此时冲出的制件断面虽有一定斜坡,但比较平直,光洁,毛刺很少,且所需冲裁力很小,间隙过小时上下裂纹中将产生二次剪切,制件断面的中部留下撕裂面,两头为光亮带,在端面出现挤长的毛刺。间隙过大时,材料的弯曲与拉伸增大,拉应力增大,材料易被撕裂,且裂纹在离开刃口稍远的侧面产生,致使制件光亮带减小蹋角与断裂斜度都增大,毛刺大而厚,难以去除。间隙对尺寸精度的影响:间隙较大时材料所受拉伸作用增大,冲裁完后因材料的弹性恢复使落料尺寸小于凹模尺寸,冲孔孔径大于凸模直径。间隙较小时,由于材料受凸凹模挤压力大,冲裁完后材料的弹性恢复使落料件尺寸增大,冲孔孔径变小。间隙对冲裁力的影响:随间隙的增大冲裁力有一定程度的降低,但影响不是很大。间隙对卸料力、推件力的影响比较显著。随间隙增大,卸料力和推件力都将减小。间隙对模具寿命的影响:小间隙将使磨损增加,甚至使模具与材料之间产生粘结现象,并引起崩刃、凹模胀裂、小凸模折断、凸凹模相互啃刃等异常损坏。所以,为了延长模具寿命,在保证冲裁件质量的前提下适当采用较大的间隙值是十分必要的。

决定模具刃口尺寸及制造公差原则:落料制件尺寸由凹模尺寸决定,冲孔时孔的尺寸由凸模决定;考虑到冲裁中凸凹模的磨损,设计落料模时,凹模基本尺寸应取工件尺寸公差范围内的最小尺寸,设计冲孔模时,凸模基本尺寸则应取工件孔的尺寸公差范围内的较大尺寸;去顶冲模刃口制造公差时,应考虑制件的精度要求。 搭边的作用:补偿定位误差和剪板误差,确保冲出合格零件;增加条料刚度,方便条料送进,提高劳动生产率;搭边还可以避免冲裁时条料边缘的毛刺被拉人模具间隙,从而提高模具寿命。影响搭边值的因素:材料的力学性能,硬材料的搭边值可小一些;软材料、脆材料的搭边值要大一些。材料厚度,材料越厚,搭边值也越大。冲裁件的形状与尺寸,零件外形越复杂,圆角半径越小,搭边值取大些。送料及挡料方式,用手工送料,有侧压装置的搭边值可以小一些;用侧刃定距比用挡料销定距的搭边小一些。卸料方式,弹性卸料比刚性卸料的搭边小一些。 齿圈压板冲裁应满足条件:1模具有齿圆压块,有顶出器,形成刃口的三向压应力。2选择合理的合成压力,齿圆压板力。3模具间隙比冲裁间隙小很多。4刃口部分很小。

冲压工艺规程的主要内容:对冲压件进行工艺分析,通过分析比较确定最佳工艺方案,确定模具结构形式,合理选择冲压设备,编写工艺文件和设计计算说明书冲压件的工艺分析:技术方面:根据产品图纸,主要分析该冲压件的形状特点、尺寸大小、精度要求和材料性能等因素是否符合冲压工艺的要求。经济方面:主要根据冲压件的生产批量,分析产品成本,阐明采用冲压生产可以取得的经济效益。影响冲压工艺的因素:冲压件形状和尺寸;冲压件精度;尺寸标注;生产批量;冲压件厚度、板料性能等。冲压件各工序先后顺序安排原则:对带孔或有缺口的冲裁件,若用简单模,一般先落料,再冲孔或切口,使用连续模时则应先冲孔或切口,后落料;对带孔的弯曲件,孔边与弯曲区间距较大,可先冲孔,后弯曲,孔边在弯曲区附近,则先弯曲再冲孔;对带孔的拉深件,一般先拉深后冲孔,但若孔在零件底部,且孔的尺寸要求不高时,可先冲孔后拉深;多角弯曲件,一般先弯外角再弯内角;对于形状复杂的拉深件,先成形内部形状,在拉深外部形状;整形或校正工序应在冲压件基本成形后进行。工序的组合方式:生产批量大,进行复合模或连续模冲压;小批量生产常选用单工序简单模;尺寸过小的冲压件复合连续模生产;精度要求高用复合模。

单工序模:在压力机的一次行程内,只完成单一工序的模具。复合模:在压力机的一次行程内在模具的一个工位上完成两道以上冲压工序的模具。连续模:在压力机的一次行程内,在连续模具的不同工位上完成多道冲压工序的模具。模具压力中心:冲裁时的合力作用点或多工序模各工序冲压力的合力作用点。

材料弯曲现象:弯曲件的弹性回跳;中性层位置内移;弯曲区板料厚度的变薄;板料长度的增加;板料横截面的畸变、翘曲和拉裂。

最小相对弯曲半径:防止外层纤维拉裂的极限弯曲半径。影响因素:零件的弯曲角α;α越小,直边部分参与变形的分散效应越显著;板料纤维方向,弯曲件的折弯线与板料纤维方向垂直时最小,平行时最大;板料的表面和侧边质量,较差的话较大。

影响弯曲件回弹量的因素:材料的机械性能;切向应变;弯曲角α。减少回弹措施:改进弯曲件局部结构和选用合适材料;补偿法;校正法;拉弯法。

影响筒件拉深过程因素:板料性能;凸凹模圆角半径和摩擦:凹模圆角半径过大,将在毛坯自由表面区起皱,凸模圆角半径过大时,破裂将上移到已有加工硬化的区域,摩擦具有两重性,法兰部分润滑是有益的,可减少摩擦功,凸模与筒壁之间的摩擦可增大拉深能力; 圆筒件拉深过程中出现的问题及防止措施:起皱:原因:主要是由于法兰的切向压应力超过了板料的临界压应力所引起,最大切向压应力产生于毛胚法兰外缘处,起皱始于此处。措施:1采用压边圈,把法兰押金在凹模表面上2多道工序拉伸时,可采用反拉深防止起皱。3采用拉深筋或拉深槛。拉裂:原因:径向拉应力大于板料的抗拉强度,便会产生拉裂。防止措施:1采用适当的拉深比和压边力2增大凸模表面粗糙度3材料的比值小,n,R值大。凸耳:原因:毛胚的各向异性。防止措施:1提高材料的均匀性2合适的拉深比。残余应力:原因:拉深过程中,外表面为拉应力,内表面为压应力。防止措施:使板料变薄。要保证拉深顺利进行,每次拉深西数应大于拉深极限拉深系数,拉深系数小,拉深比大,变形程度大。 锥形件拉深方法:1当锥角α和比值h1/d2很小,且拉深比k不大于筒件第二次拉深允许值时,可先拉深成直径为d1的圆筒件,然后拉深成锥形件2先拉深称阶梯形,使其外轮廓切线与对称轴的交角等于锥角α,在最后一次将阶梯毛胚拉深成锥形零件。3逐次拉深称成锥面,逐次增加锥面长度。

弯曲模决定原则:工件标注外形尺寸时,应以凹模为基准件,间隙取在凸模上。工件标注内形尺寸时,应以凸模为基准件,间隙取在凹模上。

凸缘变形区的起皱主要决定于一方面是切向压应力σ3的大小,越大越容易失稳起皱;另一方面是凸缘区板料本身的抵抗失稳的能力。最易起皱的位置凸缘边缘区域。防止起皱:压边。 筒壁的拉裂主要取决于一方面是筒壁传力区中的拉应力;另一方面是筒壁传力区的抗拉强度。防止拉裂一方面要通过改善材料的力学性能,提高筒壁抗拉强度;另一方面通过正确制定拉深工艺和设计模具,降低筒壁所受拉应力。

冲压生产的三要素:合理的冲压工艺,先进的模具,高效的冲压设备。

根据材料的变形特点分:分离工序、成形工序。分离工序:冲压成形时,变形材料内部的应力超过强度极限σb,使材料发生断裂而产生分离,从而成形零件。分离工序主要有剪裁和冲裁等。成形工序:冲压成形时,变形材料内部应力超过屈服极限σs,但未达到强度极限σb,使材料产生塑性变形,从而成形零件。成形工序主要有弯曲、拉深、翻边等。 冲模根据工艺性质分类:冲裁模、弯曲模、拉深模、成形模等。根据工序组合程度分类:单工序模、复合模、级进模。

板料冲压成形性能包括:抗破裂性;贴膜性:板料在冲压过程中取得模具形状的能力;定形性:零件脱模后保持在模内即得形状的能力。冲压成形性能划分:主要用抗破裂性作为评定冲压成形性能的指标,α破裂:由于板料所受拉应力超过材料强度极限引起的破裂;β破裂:由于板料的伸长变形超过材料的局部延伸率引起的破裂;弯曲破裂:由于弯曲变形区的外层材料中拉应力过大引起的破裂;

模拟实验:模拟某一类实际成形方式来成形小尺寸试样的板料冲压试验。

板料的是个基本性能指标与冲压成形性能的关系:①屈服极限:材料受外力到一定限度时,即使不增加负荷它仍继续发生明显的塑性变形,发生屈服现象时的应力,用σs表示;σs小,材料容易屈服,成形后回弹小,贴模性和定位性好。②屈强比:钢材的屈服强度与抗拉强度的比值;屈强比小板料由屈服到破裂的塑形变形阶段长,有利于冲压成形,对抗破裂性有利。③延伸率:描述材料塑性性能的指标,材料在拉伸断裂后,总伸长与原始标距长度的百分;延伸率大板料允许的塑形变形程度大,抗破裂性较好。④应变硬化指数n:因塑性变形引起的硬度和强度增加的度量,表征材料的强度的;n值大,不仅增大失稳极限应变,而且使应变分布均匀,提高总体成形极限。⑤塑性应变比R:单向拉伸试样的宽度应变和厚度应变的比值;R值越大,板料平面方向比板厚方向易变形,不易起皱,且拉深力也小,传力区不易拉破,有利于拉深成形性能。⑥凸耳参数ΔR:凸耳影响零件的形状和尺寸精度,必要时需切除。⑦晶粒度N:N越大晶粒越细。⑧表面粗糙度:过大形成应力集中,对成形性能不利。⑨夹杂物和偏析:过大对成形性能不利。⑩应变速率敏感系数m:指材料在单项拉伸过程中变形抗力的增长率和应变速率的比值;m大有利于抑制成形时的颈缩或破裂。

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