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1、1 P1,沖壓是通過(guò)模具對(duì)板材施加壓力或拉力,使板材塑性成形,有 時(shí)對(duì)板材施加剪切力而使板材分離,從而獲得一定尺寸、形狀和性能 的一種零件加工方法 。沖壓工藝可以分成 分離工序 和 成形工序 兩大 類 。 ( 判 斷 : 表 1 和 表 2 )2, P18硬化定義:隨著冷變形程度的增加,金屬材料強(qiáng)度和硬度 指標(biāo)都有所提高, 但塑性、 韌性有所下降。 N 稱為材料的 硬化指數(shù) , 是表明材料冷變形硬化性能 的重要參數(shù)。硬化指數(shù) n大時(shí),表現(xiàn) 在冷變形過(guò)程中材料的變形抗力隨變形的增加而迅速增大,材料 的塑性變形穩(wěn)定性較好,不易出現(xiàn)局部的集中變形和破壞,有利 于提高伸長(zhǎng)類變形的成形極限。P30, 成

2、形破裂 :脹形( a 破裂 )和擴(kuò)孔翻邊破裂( B 破裂 )。3,P32 (了解)硬化指數(shù)n值:材料在塑性變形時(shí)的硬化強(qiáng)度。N大,說(shuō)明該材料的拉伸失穩(wěn)點(diǎn)到來(lái)較晚。塑性應(yīng)變比r 值: r 值反映了板材在板平面方向和板厚方向由于各向異性而引起應(yīng)變能力 不一致的情況,它反映了板材在板平面內(nèi)承受拉力或壓力時(shí)抵抗 變薄或變厚的能力。4, P45, 沖裁過(guò)程 的三個(gè)階段: 彈性變形階段,塑性變形階段, 斷裂分離階段 。5, P48, 斷面 的 4 個(gè)特征區(qū): 圓角帶,光亮帶,斷裂帶,毛刺 。(簡(jiǎn)答) 影響斷面質(zhì)量的因素 : 1, 材料力學(xué)性能的影響 。材料塑 性好,材料被剪切的深度較大,所得斷面光亮帶所占

3、的比例就大, 圓角也大;反之則反。 2, 模具間隙的影響 。間隙過(guò)小時(shí),最初形 成的滯留裂紋,在凸模繼續(xù)下壓時(shí),產(chǎn)生二次剪切,會(huì)在光亮帶中部形成高而薄的毛刺;間隙過(guò)大時(shí),使光亮帶所占比列減小, 材料發(fā)生較大的塌角,第二次拉裂使得斷面的垂直度差,毛刺大 而厚,難以去除,使沖裁件斷面質(zhì)量下降。3, 模具刃口狀態(tài)的影響。刃口越鋒利,拉力越集中,毛刺越?。蝗锌谀p后,壓縮力 增大,毛刺增大。 4, 斷面質(zhì)量還與模具結(jié)構(gòu)、沖裁件輪廓形狀、 刃口的摩擦條件 等有關(guān)。6, P50,降低沖裁力 的方法:階梯凸模沖裁 (缺點(diǎn):長(zhǎng)凸模插入 凹模較深,容易磨損,修磨刃口夜間麻煩 ), 斜刃口沖裁,加熱 沖裁。7,

4、P52, F 卸:從凸模上將零件或廢料卸下來(lái)所需要得力。F 推 :順著沖裁方向?qū)⒘慵驈U料從凹模腔推出的力。F 頂:逆著沖裁方向?qū)⒘慵驈U料從凹模腔頂出的力。設(shè)h為凹??卓谥北鄣母叨?,t為材料厚度,則工件數(shù):n=h|t。剛性卸料裝置和 下出料方式的沖裁模總壓力:F總=F沖+F推彈性和下出料方式的總沖壓力:F總=F沖+F卸+F推彈性和上出料方式的總沖壓力:F總=F沖+F卸+F頂(選擇)8, P53,沖裁間隙:沖裁模的凸模和凹模刃口之間的間隙。 分雙邊(C) 和單邊(Z)兩種。間隙 的影響: ( 1)對(duì)沖裁件質(zhì)量的影響 。間隙較 大時(shí),材料所受的拉 伸作用增大, 沖裁完畢后材料彈性恢復(fù), 沖裁件尺

5、寸向?qū)嶓w方向收縮, 使落料件尺寸小于凹模尺寸,而沖孔件的孔徑則大于凸模尺寸。當(dāng)間 隙較小時(shí),凸模壓入板料接近于擠壓狀態(tài), 材料受凹、 凸模擠壓力大, 壓縮變形大,沖裁完畢后,材料的彈性恢復(fù)使落料件尺寸增大,而沖 孔件的孔徑則變小。( 2)對(duì)模具壽命的影響 。間隙 減小 時(shí),接觸壓 力隨之增大, 摩擦距離隨之增長(zhǎng), 摩擦發(fā)熱嚴(yán)重, 因此模具磨損加??; 較大 間隙使得孔徑在沖裁后因回彈增大, 卸料時(shí)減少與凸模側(cè)面的磨 損。( 3)對(duì)沖裁力及卸料力的影響 。間隙 減小時(shí),材料所受的拉應(yīng) 力減小,壓應(yīng)力增大,板料不易產(chǎn)生裂紋,沖裁力增大;反之減小, 但繼續(xù)增大間隙值,凸、凹模刃口產(chǎn)生的裂紋不相重合,會(huì)

6、發(fā)生二次 斷裂沖裁力下降變緩。間隙 增大 時(shí),沖裁件光亮帶窄,落料件尺寸偏 差為負(fù), 沖孔件尺寸偏差為正, 因而使卸料力、 推件力或頂件力減小。 間隙繼續(xù)增大,制作毛刺增大,卸料力、頂件力迅速增大。9, P61重點(diǎn)(沖裁模刃口尺寸計(jì)算 )( 1)計(jì)算原則 :落料模先確定凹模刃口尺寸 (以凹模為基準(zhǔn), 間隙取在凸模上 );沖孔模先確定凸模刃口尺寸 (以 凸模為基準(zhǔn),間隙取在凹模上 );選擇模具刃口制造公差;保證有合 理的間隙值; “入體” 原則。(2)計(jì)算方法 :凸模和凹模分開加工 分 開加工與配合加工的區(qū)別及其優(yōu)缺點(diǎn) 、配合加工計(jì)算題 ;凸模和凹 模配合加工 1,落料:應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件,然后配

7、做凹模2,沖孔 例2-310 P67重點(diǎn)排樣利用率 的計(jì)算(一個(gè)進(jìn)距內(nèi)的材料利用率和一張板 料上總的材料利用率公式) 排樣:沖裁件在板、條等材料上的布置方法。材料的利用率 :衡量排樣經(jīng)濟(jì)性、合理性的指標(biāo)。沖裁過(guò)程中產(chǎn)生的 廢料分為兩種 :( 1)結(jié)構(gòu)廢料( 2)工藝廢料 排樣方法 分三種:( 1)有廢料排樣( 2)少?gòu)U料( 3)無(wú)廢料排樣11 P71搭邊:排樣中相鄰兩工件之間的余料或工件與條料邊緣間的余料。影響 搭邊值大小 的因素: 材料力學(xué)性能,材料厚度,工件的形狀和尺 寸,排樣的形式,送料及擋料方式 。12 P78,沖裁工序按工序的組合程度可分為:?jiǎn)喂ば?,?fù)合和級(jí)進(jìn)沖裁。( 復(fù)合和級(jí)進(jìn)沖裁

8、的區(qū)別和利用 )沖裁組合方式的選擇 根據(jù)沖裁件的生產(chǎn)批量、尺寸精度、形狀復(fù)雜程 度、模具成本等多方面考慮 ( 1)生產(chǎn)批量 (2)沖裁件的尺寸精度 (3) 對(duì)工件尺寸、形狀的適應(yīng)性 (4)模具制造、安裝調(diào)整和成本 (5)操 作方便與安全(P94習(xí)題2)13, P96,彎曲:把板料、管材或型材等彎曲成一定的曲率或角度,并得到一定形狀零件的沖壓工序。應(yīng)變中性層 :由外區(qū)向內(nèi)區(qū)過(guò)渡時(shí) 其中有一金屬纖維層長(zhǎng)度不發(fā)生 變化的金屬層。( 重點(diǎn):如何確定中性層 )( P98 稍稍理解:彎曲時(shí)的中性層:如何確定)14 P101 重點(diǎn) 彎曲件毛坯長(zhǎng)度的計(jì)算 :直線部分 和 彎曲部分 3-12 公式 r 大于及圖

9、 3-8r 小于的彎曲件。P103最小相對(duì)彎曲半徑Rmin|t:在保證發(fā)生彎曲時(shí)表面不發(fā)生開斷 的條件下,彎曲件內(nèi)表面能夠彎曲成取小圓角半徑與坯料后度的比 值。Rmin|t越小,彎曲性能越好。影響最小彎曲半徑的因素:零件的彎曲角a,板材的方向性,板材表 面質(zhì)量與剪切斷面質(zhì)量板材的寬度和厚度15, P108, 彎曲回彈 :卸載后彎曲角形狀和尺寸發(fā)生變化的現(xiàn)象16 P109影響彎曲回彈量的因素 (D材料力學(xué)性能(2)相對(duì)彎曲半 徑 R|t ( 3)彎曲角 a( 4)彎曲方式和模具結(jié)構(gòu) (5)摩擦16 P12 1根據(jù)應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)的不同,將 拉深毛坯分為5個(gè)區(qū)域:平面 凸緣區(qū),凸緣圓角區(qū),筒壁部分,底

10、部圓角區(qū),筒底部分 。拉深中主 要的破壞形式: 起皺和拉裂。1 7, P 1 27,起皺 :拉伸過(guò)程中,毛坯凸緣在切壓應(yīng)力作用下,產(chǎn)生的 塑性失穩(wěn)。起皺原因 :凸緣的切向壓應(yīng)力超過(guò)板材臨界壓力應(yīng)力引起。 最大切向壓應(yīng)力產(chǎn)生在凸緣外緣處,起皺首先由此開始。 防皺措施 :( 1)壓邊圈、拉深筋、拉深檻 ( 2)合理設(shè)計(jì)零件形狀 ( 3)合理設(shè)計(jì) 模具 ( 4) 改善沖壓條件壓邊力的平衡潤(rùn)滑 (5) 合理選材,確定適當(dāng) 板厚、低屈服極限材料,防皺效果好P 1 28,拉裂的防治措施 :根據(jù)板材成形性能,采用適當(dāng)?shù)睦毂群蛪?力比;增加凸模表面的粗糙度; 改善凸緣部分的潤(rùn)滑條件; 選用 KS| Kb 比

11、值小,n值大,r值大的材料。18 P128毛坯尺寸計(jì)算原則:毛坯面積等于工件面積 (面積相等原則)P132拉伸系數(shù):每次拉伸后圓筒形件的直徑與拉伸前毛坯(或半成 品)的直徑之比,即首次: m1=d1|D 拉伸系數(shù)是拉伸工作中重要的工藝參數(shù)。極限拉伸系數(shù) 的影響因素:板料成形性能,毛坯相對(duì)厚度 t|D ,凹凸 模間隙及其圓角半徑等有關(guān)。以下為具體介紹:( 1)板料的內(nèi)部組織和力學(xué)性能 板料塑性好、 組織均勻、 晶粒大小適 當(dāng)、屈強(qiáng)比小、塑性應(yīng)變比 r 值大時(shí),板料的拉深性能好,可以采用 較小的極限拉伸系數(shù)。 ( 2)毛坯的相對(duì)厚度 t|D 毛坯的相對(duì)厚度 t|D 小時(shí),容易起皺,防皺壓力圈的壓力

12、加大,引起的摩擦阻力也大,因 此極限拉伸系數(shù)相應(yīng)加大。 ( 3)拉伸模的凸模圓角半徑 rp 和凹模角 度半徑 rdrd 過(guò)小時(shí),筒壁部分與底部的過(guò)渡區(qū)的彎曲變形加大,使危 險(xiǎn)斷面的強(qiáng)度受到削弱,使極限拉伸系數(shù)增加。 rd 過(guò)小時(shí),毛坯沿凹 模圓角滑動(dòng)的阻力增加,筒壁的拉應(yīng)力相應(yīng)加大,其結(jié)果是提高極限 拉伸系數(shù)值。 ( 4)潤(rùn)滑條件及模具情況 潤(rùn)滑條件良好、凹模工作表 面光滑、間隙正常,都能減小摩擦阻力改善金屬的流動(dòng)情況,使極限 拉伸系數(shù)減小。( 5)拉伸方式 采用壓邊圈拉深時(shí),因不易起皺,極 限拉伸系數(shù)可取小些。( 6)拉伸速度拉伸速度 對(duì)極限拉伸系數(shù)的影 響不大,但速度敏感的金屬拉伸速度大時(shí)

13、, 極限拉伸系數(shù)應(yīng)適當(dāng)加大。(P137如何判斷能否一次性拉深成功)19 P160凹模與凸模圓角半徑。 凹模圓角半徑:過(guò)大,則板材在經(jīng) 過(guò)凹模圓角部分時(shí)的變形阻力以及在間隙內(nèi)的阻力都要增大, 勢(shì)必引起總的拉深力增大和模具壽命的降低。過(guò)小, 拉深初始階段不與模具 表面接觸的毛坯寬度加大, 這部分很容易起皺。 凸模圓角半徑: 過(guò)大 , 會(huì)使拉伸初級(jí)階段不與模具表面接觸的毛坯寬度加大, 也使容易此部 分起皺。 過(guò)小, 在后續(xù)的拉深工序中毛坯沿壓邊圈的滑動(dòng)阻力也要增 大,對(duì)拉伸過(guò)程不利。Rd:小,阻力大使得抗力增大,危險(xiǎn)斷面變薄或破裂,刮傷工件;大,過(guò)早喪失壓邊力致起皺。Rp(對(duì)沖壓效果影響無(wú) Rd顯著

14、)小, 增大彎曲變形,危險(xiǎn)斷面變薄或開裂,影響表面質(zhì)量 ;大,凸模毛坯 接觸面減小,底部容易變薄,圓角處內(nèi)皺 。20, P177脹形:在模具的作用下,迫使毛坯 厚度減薄和表面積增大, 以獲取零件幾何形狀的沖壓加工方法。在凸模力作用下,變形區(qū)材料 受雙向拉應(yīng)力 作用,沿切向和徑向產(chǎn)生伸長(zhǎng)變形,成形面積的擴(kuò)大主 要是靠毛坯厚度變薄而獲得。由于變形區(qū)不存在壓應(yīng)力,不會(huì)出現(xiàn)失 穩(wěn)起皺現(xiàn)象。21, P179, 脹形工藝 分兩大類: 平板毛坯的局部脹形、圓孔空心毛坯 的脹形。22, P193 (判斷)翻邊分類按工藝特點(diǎn),可分為:內(nèi)孔翻邊、外緣翻邊(分為 內(nèi)區(qū)翻邊 和外區(qū)翻邊 )和 變薄翻邊 。按變形性質(zhì)分

15、為 伸長(zhǎng) 類翻邊 (特點(diǎn): 變形區(qū)材料受拉應(yīng)力,切向伸長(zhǎng),厚度減薄,易發(fā)生 破裂,如圓孔翻邊和外緣翻邊中的內(nèi)區(qū)翻邊 )、 壓縮類翻邊 (特點(diǎn): 變形區(qū)材料切向受壓縮應(yīng)力,產(chǎn)生壓縮應(yīng)力,產(chǎn)生壓縮變形,厚度增 厚,易起皺。如外緣翻邊中的外區(qū)翻邊 )以及屬于體積成形的 變薄翻 邊 等。23, P194翻邊系數(shù)K :圓孔翻邊時(shí)的變形程度(K=dO|dmdO毛坯上 圓孔上的初始直徑,dm翻邊后的豎邊直徑)翻邊系數(shù) K 與豎邊邊緣厚度變薄量關(guān)系可近似表達(dá)為越小,當(dāng)翻邊系數(shù)減小到使孔的邊緣瀕于拉裂時(shí), 這種極限狀態(tài)下的翻邊系 數(shù)稱為 極限翻邊系數(shù) ,用 Kl 表示。表 6-1 和 6-2.24, P195影

16、響圓孔翻邊成形極限 的因素:(1材料伸長(zhǎng)率和硬化成 形極限n大,Kl小,成形極限大。(2) 口緣如無(wú)毛刺和無(wú)冷作硬化 時(shí), Kl 較小,成形極限較大 。( 3)用球形、錐形和拋物線形凸模翻 邊時(shí),變形條件比平底凸模優(yōu)越, Kl 較小 。在平底凸模中,其相對(duì)圓 角半徑 rp|t 越大,極限翻邊系數(shù)越小 。( 4) 板材相對(duì)厚度越大, Kl 越小,成形極限越大 。25, P219沖中模的分類:(1按工序性質(zhì)分:落料模、沖口模、切斷模、 整修模、彎曲模、拉深模,成形模 等。 (2)按工序組合程度 分為: 單工 序模、級(jí)進(jìn)模、復(fù)合模 。級(jí)進(jìn)模:一次行程中,在一副模具的不同位 置上完成不同的工序。因此對(duì)

17、工件來(lái)說(shuō),要經(jīng)過(guò)幾個(gè)工位也即幾個(gè)行 程才能完成。而對(duì)模具來(lái)說(shuō),則每個(gè)行程都能中壓出一個(gè)制件。所以 級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)效率相當(dāng)高。復(fù)合模:在一次行程中,一副模具的同一個(gè) 位置上,能完成兩個(gè)以上工序。一次復(fù)合模中壓出的制件精度較高, 生產(chǎn)率也高。 (3)按導(dǎo)向方式 分: 無(wú)導(dǎo)向的開式模、有導(dǎo)向的導(dǎo)板模、 導(dǎo)柱模 等。 (4)按卸料方式 分為 剛性卸料模、 彈性卸料模 等。 (5)按送料、 出件及排除廢料方式 分為: 手動(dòng)模、半自動(dòng)模、自動(dòng)模 等。 (6)按凸、 凹模的材料分為: 硬質(zhì)合金模、鋅基合金模、薄板模、鋼帶模、聚氨 酯橡膠模 等。26, P221 套模具根據(jù)其復(fù)雜程度不同,一般都有數(shù)個(gè)、數(shù)十個(gè)甚 至更多的零件組成。根據(jù)模具零件的作用分為 五個(gè)類型的零件 :( 1) 工作零件 :完成沖壓工作的零件( 2)定位零件 :保證送料事有

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