搜索
沖壓加工概論一.開課目的：讓模修、組試人員對沖壓常用工序:沖裁、彎曲、抽引有一定的理論認識，進而指導實踐工作；二.開課對象：現場模修、領班、組試人員；三.課程內容：1.沖裁工藝2.彎曲工藝3.抽引工藝四.總學時：3H一.總論1.沖壓加工：指在壓力機作用下，利用模具使材料產生局部或整體塑性變形，以實現分離或成形，從而獲得一定形狀和尺寸制件的加工方法。2.沖壓加工分類：沖孔落料沖裁剪切切口剖切沖壓加工彎曲抽引成形翻孔翻邊脹形3.沖壓加工特點：A:利用模具能沖制出各種形狀復雜、精度一致的制件，且可以保証互換性；B:操作簡便，易實現自動化，生產效率高;C:是一種少無切屑加工，節約能源，制造成本低；D:加工過程中，制件表面質量好；E:適用於大批量零件生產。4.沖壓加工常用原材料：A.黑色金屬：碳鋼，如SPCC、SPCE、SPCD不鏽鋼，如SUS301、SUS304B.有色金屬：黃銅（如C2680)、磷銅（如C5191)、鋁材等。C.非金屬材料：絕緣板、紙板、塑料板等。二.沖裁：1.沖裁定義：使材料分離的工序。2.沖裁分類：a.沖孔b.落料c.剪切d.切口e.剖切廢料廢料3.沖裁過程：沖裁時的分離動作是在瞬間完成，一般經過以下三個階段。A:第一階段：彈性變形階段因產生彎曲，材料下彎h高度，間隙越大，h越大，最後形成的塌角也越大；ChPUNCHDIEMtt1MB:第二階段：彈塑性變形階段此階段形成光亮帶，當間隙大時，彎矩大，材料內應力立即達到極限值，從而斷裂，因此光亮帶很少。間隙小時，屬純剪切，光亮帶大；tDIEt2hPUNCHMMCC:第三階段：斷裂階段沖子、凹模、刀口側面產生裂紋，長大相融，從而斷裂，當間隙太小時，上下裂紋不重合，會出現兩個光亮帶現象，即二次沖切。CPUNCHPUNCHCh3tDIEDIE4.沖裁斷裂面形狀塌角、光亮帶、斷裂面、毛刺高度，所佔比例與間隙、刀口鋒利程度及材料硬度有關，一般：a------蹋角5%tb------光亮帶（1/3~1/2)tc------斷裂面（1/2~2/3)td------毛刺（5~10)％t5.沖裁間隙一般指凸凹模之單面間隙,表示方法為：Clears=%t設計時按4~6%t選取。沖裁間隙取值主要考慮：1.材料狀態，越硬，CLEAR越大；6.沖床模具精度高時，CLEAR小；2.料厚t;7.沖切形狀復雜時，CLEAR大；3.壓料狀況;8.尺寸精度高時，CLEAR小；4.模具壽命；9.潤滑條件,潤滑好時,CLEAR小；5.凸凹模材質，V3則間隙大，SKD11間隙小間隙斷裂質量尺寸精度殘余應力沖模壽命加工難度小間隙好高較小差差中間隙中中小中一般大間隙差低較大好較易clears6.沖裁工藝性a.形狀簡單;b.避免清角，過渡圓弧R與料厚有關;c.懸壁不能太長，否則刀口太弱，即使分步切，也會因壓料不足而使材料翻轉;d.最小沖孔直徑與孔形、料厚、材質有關，同時也跟模具結構有無導向，是否帶導向護套有關;e.孔邊、孔間距離不應過小，主要從刀口強度和壓料考量;f.折彎、抽引後沖孔，孔邊緣與直壁距離為SR+0.5t.RSR+0.5t7.沖壓力總沖壓力=沖裁力+剝料力+推件力+頂件力其中：沖裁力=1.3LtKL------沖裁刀口周長t------料厚K-----材料剪切強度1.3----安全系數三.彎曲1.彎曲加工：平板材料在外力作用下產生塑性變形，利用彎曲加工可使原有的平板材料變成各種復雜立體形狀的產品。2.彎曲過程特點：a.彎曲是折彎R處局部產生塑性變形；b.中性層發生內移，R越小，內移越多；c.變形區材料長度增加，厚度變薄；d.折彎線一定是直線。3.彎曲加工分類：a.窄板彎曲；b3t,折彎後折彎區域是扇形b.寬板彎曲；b3t,折彎後折彎區域保持矩形bb工藝缺口4.彎曲過程變形機理折彎時，變形區域隻發生在圓角部分，而直邊部分不產生塑性變形，在變形區域內，內側材料受壓縮變短，外側材料受拉變長，由材料之連續性可知，內側與外側材料之間必定存在一個不變長，也不縮短的中間層，這一層就是折彎中性層。5.彎曲件之展開將立體空間的彎曲件展開成平片毛坯的過程稱為彎曲展開,根據中性層定義可知，展開毛坯的長度即為中性層長度。中性層l2=r+xt(其中r─內r,t─料厚，x─中性層系數）L=L1+L2+L3rL1L3L2中性層塑性變形區6.彎曲工藝性a.最小彎曲半徑：折彎時，外R處於拉應力狀況，當拉應力大於材料強度時，即產生裂紋。折彎內R越小，外R的拉應力越大。因此，材料不被拉裂的最小內R稱為最小彎曲半徑rmin。最小彎曲半徑決定於原材料之機械特性，不同材質，不同狀態的材質rmin不一樣。另外折彎方向與軋制條紋方向垂直時rmin可小些，否則會偏大,以％t表示。一般C5191,折彎線平行於軋制紋路時為1t折彎線垂直於軋制紋路時為3tC2680,折彎線平行於軋制紋路時為0.5t折彎線垂直於軋制紋路時為1.2tSPCC,折彎線平行於軋制紋路時為0.4t折彎線垂直於軋制紋路時為0.8tb.彎曲件牆高一般h2t，否則無法彎曲到位.當h2t時，可加coin折彎，或先彎曲後再切除（在連續模中很難實現）。c.孔邊距為避免孔變形，一般t2mm時stt2mm時s2td.彎曲區域附近有缺口時,彎曲時切口變形，可先彎曲，再切口Srth≧h＜r2t2t壓槽7.彎曲之回彈回彈：當外加折彎力卸去後，材料朝折彎相反之方向恢復平片的現象為回彈，包括角度回彈和折彎R之回彈。Δα=α1-α2α1-----模具角度α2-----彎曲件回彈後角度影響因素：克服回彈：a.材料機械性能；a.選用合適材質；b.相對彎曲半徑r/t;b.校正彎曲；c.彎曲間隙；c.補償彎曲；d.變曲角度；d.減小折彎間隙；e.彎曲校正力。e.減小彎曲半徑；f.兩次折彎;g.coin折彎等。8.彎曲力彎曲力=折彎力+壓料力+頂件力四.抽引工藝1.抽引：將平片材料拉深成空心立體制件的加工方法。2.抽引加工分類筒形件：AudioJackShella.按幾何形狀分盒形件：D-SUB等復雜曲面件：汽車覆蓋件帶凸緣b.按有無凸緣分無帶凸緣普通抽引c.按加工特點分變薄抽引3.抽引件各部分名稱4.抽引加工的本質抽引加工是使平片材料向空間立體形狀流動而形成的,並不是底部材料拉薄形狀.凸緣口部圓角筒壁底部圓角筒底5.抽引時的主要不良起皺：抽引時，外圓之材料向內流動，半徑越來越小，從而使材相互擠壓，從而使凸緣材料產生皺折。拉裂：a.凸模圓角處破裂；凸緣在向內流動時，材料相互擠壓，產生阻力，當這個阻力大於材料強度時，會在最危險截面處（凸模回角處）產生裂紋。對策：選用塑性好的材料，減小壓邊力，加大凹模R等；b.凹模圓角處破裂：當材料起皺增厚後，在流入抽引間隙時，因為料厚大於抽引間隙，材料無法流入，從而使材料斷裂。對策：加大抽引間隙或控制起皺。注：A.B.C為等寬扇形6.抽引極限值──抽引系數抽引系數：抽引凸模直徑與抽引平片毛坯直徑的比值。m=d/D在不使抽引產生破裂的最小抽引系數為抽引極限值mmin=dmin/D一般SPCC第一抽mmin為0.6抽引系數影響因素：a.材料之機械性能b.材料相對厚度t/Dc.拉深次數：由於加工硬化影響，各抽系數逐漸增大d.抽引方式：有無壓料e.凸凹模圓角半徑f.凸凹模抽引部分光潔度，潤滑條件，抽引間隙g.抽引速度等總之，凡是有利於控制拉裂的因素，都有利於減小拉深系數。7.圓筒件抽引工序計算a.修邊余量確定：因抽引後，制件邊緣產生凸耳，因此必須切邊，修邊余量一般為取1.0mm。b.毛坯計算-------等面積法毛坯面積=(D/2)2=圓筒面積A故毛坯直徑D=4A/c.抽引系數及抽引次數計算m總=圓筒直徑d/毛坯直徑D各抽抽引系數m=各抽抽引沖子直徑/上抽抽引沖子直徑=dn/dn-1其中m總=m1*m2*m3*……*mn=(m)n抽引次數n=logmm總d.抽引間隙取值a.當抽引間隙太小時，材料不易流入模腔，易產生拉裂。b.當抽引間隙太大時，壓料不好，材料易起皺。一般：第一抽間隙為1.1t,最後一抽為t,中間各抽間隙從1.1t~1.0t等差遞減。e.抽引凸凹模R角取值一般而言，第一抽凹模r取（8~12)t，以後各抽r凹n=(06~0.8)r凹n-1最後一抽凹模r=產品R值各抽凸模r凸n=(0.6~1)r凹nf.抽引高度的確定：當凸凹模直徑，R值確定後，根據等面積法從產品面積向前倒推各抽之抽引高度。THEEND