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第1章 冲压工艺概述.pptx

第1章 冲压工艺概述

艾尔小茜茜
2018-09-14 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《第1章 冲压工艺概述pptx》,可适用于工程科技领域

第章 冲压工艺概述 冲压特点及应用 冲压工艺分类 冲压技术的发展 冲压用材料 冲压设备 冲压特点及应用 冲压成形特点 冲压加工在制造业中的应用 冲压成形特点)冲压产品一般不需要加热成形不像切削加工那样切削金属产品表面较好不但节约能源而且节约材料材料利用率一般可达~批量生产成本低经济效益好。)冲压产品的精度和复杂程度由模具精度和形状来保证可冲压出壁薄、刚性好、质量轻且形状复杂的产品。)冲压产品成形过程是金属板料在模具的作用下内部产生塑性变形不仅成形了产品形状而且改善了金属内部组织提高了力学性能。)冲压产品利用模具来加工产品的质量稳定、互换性好在一般情况下可以直接满足使用和装配要求同时操作简单对工人技术要求不高。)生产效率高对于普通压力机每分钟可以生产几十件制品而高速压力机每分钟可以生产几百甚至上千件制品所以它是一种高效率的加工方法便于实现机械化和自动)冲压模具要求高、制造复杂、周期长、制造费用高因而在小批量生产中受到限制。)冲压加工如采用手工操作则劳动强度大安全性差易发生事故。图 冲压工艺过程简图图 板料冲压三要素 冲压加工在制造业中的应用表 工业发达国家钢材品种构成钢材品种钢带钢板棒材型材线材管材其他所占比例() 冲压工艺分类 按冲压工序分类 按模具的形式分类 按冲压工序分类表 冲压工序分类工序名称简图特点及应用范围分离工序落料 用冲模沿封闭轮廓线冲切冲下部分是零件或为其他工序制造毛坯冲孔 用冲模沿封闭轮廓线冲切冲下部分是废料切边 将成形零件的边缘修切整齐或切成一定形状切断 用剪刀或冲模沿不封闭线切断多用于加工形状简单的平板零件成形工序弯曲 将板材沿直线弯曲成各种形状可以加工形状复杂的零件拉深 将板材毛坯拉成各种空心零件还可加工覆盖件翻边 将制件的孔边缘或外边缘翻出竖立或成一定角度的直边胀形 在双向拉应力作用下的变形可成形各种空间曲面形状的零件扩口 使空心毛坯或管状毛坯的某个部位的径向尺寸扩大的变形方法校正 为了提高已成形零件的尺寸精度或获得小的圆角半径而采用的成形方法 按模具的形式分类按工序的组合形式分类按工艺性质分类按工序的组合形式分类()单工序模 当产品批量不大、形状简单、要求不高、尺寸较大时在工艺上常采用单个工序的方案即在一副模具内只完成产品的一个工序此工序使用的模具称为单工序模。()多工序模 当产品批量较大、尺寸较小、公差要求较严时用若干个分散的单工序来冲压产品是不经济的或难以达到要求的。根据工序组合的方法又可将冲压模具分为三类:)复合模。)连续模(级进模)。)连续复合模。按工艺性质分类在生产中模具所完成的工序性质非常明显也常常直接用工艺的性质来命名模具如冲裁模、拉深模、弯曲模、胀形模、翻边模等。 冲压技术的发展 冲压工艺的发展 冲压模具的发展 模具材料与表面处理技术的发展 冲压工艺的发展目前已发展了一些诸如精密冲裁、无毛刺冲裁、特种拉深、柔性模(软模)成形、超塑性成形等先进冲压工艺并已广泛应用到生产实践中。随着计算机技术、信息技术、现代测控等高新技术的发展又形成和发展了一些先进的冲压成形工艺诸如无模多点成形、激光拼焊板成形、液压成形、电磁成形、渐进成形、爆炸成形、复合材料成形等。冲压件的成形精度、生产率、产品质量越来越高精密冲压的范围也越来越广由平板零件精密冲裁拓宽到精密弯曲、精密拉深以及立体精密成形等。可加工的工件厚度由~mm及以下的中板或薄板发展到mm的厚板为了适应一些工业产品的要求现已研制与开发了一些适合冲压成形的新材料诸如高强度、高伸长率的钢板以及旨在减轻重量和减少振动的各种复合板材、高强度铝合金板材等。 冲压模具的发展专业化生产是模具行业的一个显著特点专业化分工是提高生产效率、缩短模具设计制造周期和保证模具产品质量的必然发展趋势。 模具材料与表面处理技术的发展模具材料的质量和性能是影响模具质量、寿命和成本的重要因素。近年来除了不断有多种高韧性和高耐磨性冷作模具钢、火焰淬火冷作模具钢、粉末冶金冷作模具钢推出外铸铁材料也在大中型冲压模具上选用。球墨铸铁具有良好的强韧性和耐磨性其焊接性能、可加工性、表面淬火性能也都较好而且成本比合金铸铁低因此在汽车冲压模具中应用较多。 冲压用材料 冲压对材料的基本要求 材料力学性能与冲压成形性能的关系 冲压常用材料 冲压用新材料及其性能 冲压对材料的基本要求()对力学性能的要求 板料力学性能与冲压成形性能有着密切的关系力学性能的指标很多其中尤以伸长率(δ)、屈强比(σsσb)、弹性模量(E)、硬化指数(n)和厚向异性系数(r)影响较大。()对化学成分的要求 板材的化学成分对冲压成形性能影响很大如在钢中的碳、硅、锰、磷、硫等元素的含量增加就会使材料的塑性降低、脆性增加导致材料冲压成形性能变坏。()对金相组织的要求 由于对产品的强度要求与对材料成形性能的要求材料可处于退火状态(或软态)(M)也可处于淬火状态(C)或硬态(Y)。()对表面质量的要求 材料表面应光滑无氧化皮、裂纹、划伤等缺陷。()对材料厚度公差的要求 在一些成形工序中凸、凹模之间的间隙是根据材料厚度来确定的尤其在校正弯曲和整形工序中板料厚度公差对零件的精度与模具寿命会有很大的影响。 材料力学性能与冲压成形性能的关系()屈服强度σs 屈服强度σs值小材料容易屈服,则变形抗力小产生相同变形所需变形力就小并且当压缩变形时因易于变形而不易出现起皱对弯曲变形则回弹小即贴模性与定形性均好。()屈强比σs/σb 屈强比小说明σs值小而σb值大即容易产生塑性变形而不易产生拉裂也就是说从产生屈服至拉裂有较大的塑性变形区间。()伸长率 拉伸试验中试样拉断时的伸长率称为总伸长率或简称伸长率δ而试样开始产生局部集中变形(缩颈时)的伸长率称均匀伸长率δu。()硬化指数n 单向拉伸硬化曲线可表示为σ=cεnn即为硬化指数表示在塑性变形中材料的硬化程度。()厚向异性系数γ 由于板料轧制时出现的纤维组织等因素板料的塑性会因方向不同而出现差异这种现象称为塑性各向异性。()板平面各向异性系数Δγ 板料在不同方位上厚向异性系数不同造成板平面内各向异性。 冲压常用材料冲压常用材料种类冲压常用材料规格钢板的标记示例冲压常用材料种类冲压生产最常用的材料是金属板料有时也用非金属板料金属板料分黑色金属和有色金属两种。常用的黑色金属材料主要是碳素结构钢和优质碳素结构钢优质碳素结构钢薄钢板主要用于复杂的拉深件与弯曲件的成形。非金属材料有纸板、胶木板、塑料板、纤维板和云母等。冲压常用材料规格冲压用材料最常用的是板料、带料、条料和块料。板料常见规格有mm×mmmm×mm和mm×mm等常为大型件坯料或为裁剪为条料的坯料。钢板的标记示例钢板  B××GBTⅡSGBT上式表示:钢板牌号为尺寸为mm×mm×mm轧制精度为B级表面质量组别为Ⅱ拉深级别为S级。 冲压用新材料及其性能高强度钢板耐蚀钢板双相钢板涂层钢板复合板高强度钢板)屈服强度高。)抗拉强度高。耐蚀钢板表 厚度为mm的CuPCrNi钢与Q钢板的材料性能值材料MPaMPaδ()nCCmm杯突值mmCuPCrNi.....Q.....双相钢板表 日本两种双相热轧钢板的化学成分和力学性能指标钢种化学成分()板厚mm力学性能MPaMPa铁素体马氏体....铁素体微小珠光体....表 两种国产双相热轧钢板钢种板厚mmMPaMPa()n杯突值mmSiMn....Al... 冲压设备 曲柄压力机 高速压力机 伺服压力机 液压机 曲柄压力机曲柄压力机工作机构的组成和作用曲柄压力机的型号和技术参数图 开式压力机的外形图图 闭式双点压力机的外形图曲柄压力机工作机构的组成和作用()许用负荷与冲压力 许用负荷是指曲柄压力机滑块上所允许的最大作用力。()运动速度()模具的夹持装置 滑块中有夹持模具的装置对于小型压力机其滑块底平面中心位置设有模具安装孔在模具上模板的中心设有与模具安装孔公称直径相同的模柄。()退料(或退件)装置 当冲压完毕的工件或废料卡在模具上时需要在滑块回程时将其从模具上退下。图 曲柄压力机工作原理图电动机 小带轮 、、大带轮 离合器 曲轴 制动器 连杆 滑块 上模 下模 垫板 工作台 机身图 曲柄滑块机构运动简图图 曲柄压力机滑块许用负荷F与曲轴转角α的关系图 压力机曲柄转角与滑块速度的关系图 打料横杆打料过程简图a)滑块在下死点时 b)滑块在上死点时打料螺钉 螺钉座 打料横杆 滑块 顶料杆 上模 下模 工件曲柄压力机的型号和技术参数()曲柄压力机的型号 曲柄压力机型号是按照锻压机械的类别、列别和组别编制的曲柄压力机的型号由汉语拼音字母、英文字母和数字表示。()通用曲柄压力机的技术参数 技术参数反映了压力机的工艺能力、加工零件的尺寸范围及有关生产效率等指标。通用曲柄压力机的技术参数:)公称压力。)公称压力行程。)滑块行程。)滑块行程次数。)最大装模高度及装模高度调节量。)工作台板及滑块底面尺寸。)模柄孔尺寸。图 模具闭合高度与装模高度的关系 高速压力机)滑块行程次数高。)滑块的惯性大。)设有紧急制动装置。)送料装置的送料精度高。)机床的刚性好滑块的导向精度高辅助装置齐全。图 高速压力机及附属结构开卷机 校平机构 供料缓冲机构送料机构 高速自动压力机 伺服压力机)生产效率高。)产品精度高。)柔性高。)噪声低节能环保。)新材料成形性好。)操作性好。图 伺服压力机 液压机)容易获得大的压力。)工作压力可以调整。)容易获得大的行程。)调速方便。)液压机结构简单能够适应多品种生产。)工作振动及噪声小。图 液压机外观图

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