1、第三节 板料冲压,冲压的特点 ： l) 多用于形状复杂的薄壁零件 , 并且能使其强度高 , 刚度大 , 重量轻。 2) 材料利用率高，一般可达60%80%。 3) 适应性强，金属非金属、大件小件均可用冲压方法加工。 4) 生产率高,操作简单迅速 , 易于实现自动化 。 5) 冲模制造复杂 , 大批量冲压生产时才能使冲压件成本降低。,【冲压】利用冲模使板料经分离或成形而得到制件的工艺统称为冲压。冲压分冷冲压（4mm）及热冲压（810mm）。,冲压所需的板料必须具有足够的塑性 , 常用的金属板材有低碳钢、高塑性的合金钢、铜 及铜合金、铝及铝合金等。,一、冲压的基本工序,生产中常用的冲压工序可分为两
2、大类。一类是分离工序 , 主要包括切断、落料、冲孔、切口、切边等。 另一类是变形工序 , 主要包括弯曲、拉深 、 翻边 、起伏、缩口和胀形等。,( 一 ) 分离工序,【分离工序】是使坯料的一部分与另一部分相分离的工序。 1. 剪切 【剪切】是指以两个相互平行或交叉的刀片对金属材料进行切断的工序。 主要用于下料 , 将板料切成冲压所需的具有 一定宽度的条料。 如图所示。,剪切示意图,【落料及冲孔】落料和冲孔的工艺过程完全相同 , 当坯料被冲下的部分为成品时 , 该工艺过程称为落料；当坯料的周边为成品时 , 该工艺过程称为冲孔。落料与冲孔总称为冲裁。如图所示。,. 落料及冲孔,为保证落料与冲孔的边
3、缘整齐、切口光洁 , 冲头与凹模间的间隙必须合适。若间隙过大, 则冲裁件断面有拉长的毛刺, 且边缘出现较大的圆角。若间隙过小, 则模具刃口的磨损加剧, 寿命降低。一般间隙要等于板厚的 5%10% 。落料时, 应考虑合理排样, 使废料最少。冲孔时, 应注意零件的定位, 以保证冲孔的位置精度。,3. 整 修,【整修】它是指利用整修模沿冲裁件的外缘或内孔刮去一层薄薄的切屑，以提高冲裁件的加工精度和降低剪断面的粗糙度度的冲压方法。 它能将冲裁件的尺寸精度提高至 IT7IT6, 将边缘断面的表面粗糙度 Ra 降低至 l.60.80m 。,( 二 ) 变形工序,1. 弯曲 【弯曲】它是将板料、型材或管材在
4、弯矩作用下弯成具有一定曲率和角度的制件的成形方法。 下图为常用弯曲示意图。,弯曲时坯料内弯处的弯曲半径小,并受压缩,外弯处的弯曲半径大,且受拉伸。当外侧拉应力超过坯料的抗拉强度时,会造成坯料弯裂。坯料的厚度愈大 , 内弯曲半径r愈小,压缩及拉伸应力就愈大。为防止破裂,弯曲的最小半径rmin(0.251)。材料塑性好, 系数可取较小值,弯曲半径r就可变小。 为减小弯曲破裂的可能性,弯曲时应考虑弯曲方向,尽量使弯曲造成的拉应力平行于锻造纤维流线方向。若不得已使拉应力垂直于锻造纤维线,最小弯曲半径rmix应增大一倍。弯曲结束后,弯曲角会自动略微增大,这种现象称为回弹,一般回弹角010 ,因此,设计弯
5、曲模时,应将此因素考虑在内,以使得到准确的弯曲角。,2. 拉深,【拉深】是指变形区在一拉一压的应力状态作用下 ,使板料（浅的空心坯）或形为空心件（深的空心件）而厚度基本不变的加工方法。 如图所示。,为防止坯料被拉穿和起皱（如下图所示） , 应采取如下工艺措施 ：,(l) 凸凹模必须有合理的圆角 拉深模的工作拐角必须是圆角,否则将成为锋利的刃口。对钢料来说 , 其凹模圆角半径rm 一般为板厚的10倍 , 即取rm =10,凸模圆角半径r=(0.61)rm,若两个圆角半径过小 , 则坯料容易拉裂。 (2) 合理的凹凸模间隙 z 间隙过小, 金属进入凹模阻力增大, 容易拉穿；间隙过大,则拉深件起皱,
6、 影响精度。间隙一般取 z=(1.l1.2) 。 (3) 合理的拉深系数 m 拉深后工件直径 d 与拉深前坯料直径 D 的比值称为拉深系数 m , 即 m=d/D 。 拉深系数反映拉深件的变形程度。 m 愈小 , 说明坯料直径相等时 , 拉深后工件直径愈小 , 变形量愈大 , 坯料愈易拉穿。因此 , 一般 m0.50.8 之间。若拉深件成品要求直径很小 , 则可采用小变形量多次拉深工艺。为消除多次拉深中的冷变形强化 , 应注意在多次拉深中间安排再结晶退火。 (4) 润滑 为减小坯料进入凹模时的阻力,进而降低拉深件壁部的拉应力,拉深时一般要加润滑剂。,起皱 拉穿,3. 翻边,【翻边】是指在毛坯的
7、平面部分或曲面部分的边缘，沿一定曲线翻起竖立直边的成形方法 。翻边时易出现的质量问题是翻边边缘破裂 , 这是由于翻边时的塑性变形过大所致。,内孔翻边示意图,起伏,【 起伏】在板坯或制品表面上通过局部变薄获得各 种形状的凸起与凹陷的成形方法称为起伏。 有起伏的制件刚度显著增大。起伏变形实质上是深度不大的局部拉深 , 冲压部分的模具与拉深模具相同。,5. 缩口,【缩口】是将管件或空心制件的端部加压，使其径向尺寸缩小的加工方法。,6. 胀形,【 胀形】板料或空心坯料在双向拉应力作用下，使其产生塑性变形取得所需制件的成形方法。,冲模,即为冲压用模具简单冲模：一次冲程中只完成一道冲压工序的冲模； 连续冲模：一次冲程中模具的不同部位上同时完成两道或两道以上冲压工序的冲模； 复合冲模：一次冲程中模具的同一部位上同时完成两道或两道以上冲压工序的冲模。,二、冲压件生产举例,在生产实际中 , 绝大多数冲压件要经过好几道工序才能生产出来。图为挡油盘环的冲压生产过程。第一道工序是落料和拉深 ； 第二道工序是冲出27mm 的孔和三个4mm 的孔 ； 第三道工序是孔翻边 ； 第四道工序是孔扩张胀形工序 。,
