沖壓培訓(xùn)課件

1、沖壓工藝知識培訓(xùn)技術(shù)質(zhì)量部 吳明超 2015.4沖壓工藝?yán)錄_壓的定義 冷沖壓是指在常溫下，利用安裝在壓力機(jī)上的沖模對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。沖壓加工的特點(diǎn)：、產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定、精度高、重量輕、剛度好、互換性好、高效低耗、操作簡單、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化模具制造成本費(fèi)用高，制造周期長，在小批生產(chǎn)中受到限制。沖壓工藝簡單概括一下就是板材在模具的作用下經(jīng)過分離或塑性變形形成制件的過程。共有兩個(gè)方面內(nèi)容：一是對板材的要求，二是所需的各種工藝。 板材 模具 制件壓機(jī)一、車身材料種類 現(xiàn)在汽車車身主要的原材料是鋼板，無論是承載式車身，非承載式車身。按照鋼板的生產(chǎn)工藝分

2、主要可分為熱軋鋼板和冷軋鋼板兩大類。二、板材的分類和名稱1、板材是指各種形狀的半成品，如：薄板、中板、厚板、窄帶材、帶材等。2、按厚度分：厚板（4MM以上）、中板（3-4MM）、薄板（3MM以下）3、按軋制狀態(tài)分：熱軋鋼板、冷軋鋼板。 熱軋鋼板和冷軋鋼板的生產(chǎn)工藝不同，熱軋鋼板是在高溫下軋制而成，冷軋是在常溫下軋制。冷軋鋼板具有更好的強(qiáng)度，熱軋鋼板具有更好的延性。冷軋的一般厚度比較小，熱軋的可以有較大的厚度。冷軋鋼板的表面質(zhì)量、外觀、尺寸精度均優(yōu)于熱軋板。板材要求三、材料的表面狀態(tài)質(zhì)量要求 材料的表面必須是沒有分層現(xiàn)象，并且表面沒有明顯的力學(xué)性能損傷。 材料的表面必須是光潔平整、無劃痕、無雜質(zhì)

3、、無氣孔和縮孔。 材料表面應(yīng)無銹斑、無氧化皮及其他附著物。 在冷沖壓生產(chǎn)中，選擇表面質(zhì)量好的材料，在變形過程中不易破裂，并且不易損傷模具和工具，可獲得表面光潔，質(zhì)量較好的沖壓件。 板材要求四、表征鋼板的主要力學(xué)性能指標(biāo) 強(qiáng)度: 金屬材料在外力作用下抵抗變形和斷裂的能力。屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度是極為重要的強(qiáng)度指標(biāo)，是金屬材料選用的重要依據(jù)。強(qiáng)度的大小用應(yīng)力來表示，即用單位面積所能承受的載荷(外力)來表示，常用單位為Mpa 1、屈服強(qiáng)度：金屬試樣在拉力試驗(yàn)過程中，載荷不再增加，而試樣仍繼續(xù)發(fā)生變形的現(xiàn)象，稱為“屈服”。產(chǎn)生屈服現(xiàn)象時(shí)的應(yīng)力，即開始產(chǎn)生塑性變形時(shí)的應(yīng)力，稱為屈服點(diǎn)，用符號s表示 2、抗拉

4、強(qiáng)度：金屬試樣在拉力試驗(yàn)時(shí)，拉斷前所能承受的最大應(yīng)力，用符號b表示板材要求3、伸長率：金屬在拉力試驗(yàn)時(shí)，試樣拉斷后，其標(biāo)距部分所增加的長度與原始標(biāo)距長度的百分比，稱為伸長率。用符號表示。伸長率反映了材料塑性的大小，伸長率越大，材料的塑性越大。4、應(yīng)變強(qiáng)化指數(shù)n：鋼材在拉伸中實(shí)際應(yīng)力應(yīng)變曲線的斜率。其物理意義是，n值高，表示材料在成形加工過程中變形容易傳播到低變形區(qū)，而使應(yīng)變分布較為均勻，減少局部變形集中現(xiàn)象，因此n值對拉延脹形非常重要。5、塑性應(yīng)變比r值：r值表示鋼板拉伸時(shí)，寬度方向與厚度方向應(yīng)變比之比值。r值越大，表示鋼板越不易在厚度方向變形（越不容易開裂），深沖性越好板材要求五、鋼板表面質(zhì)

5、量 級別 代號 特征 較 高 級的 精 整表面 FB（O3） 表面允許有少量不影響成型性及涂、鍍附著力的缺陷，如劃傷、壓痕、麻點(diǎn)、輥印及氧化色 高 級 的精 整 表面 FC（O4） 產(chǎn)品二面中較好一面無肉眼可見的明顯欠缺，另一面必須至少達(dá)到FB的要求 超 高 級別 的 精整表面 FD（O5） 產(chǎn)品二面中較好的一面不得有任何缺陷，即不能影響涂漆后的外觀質(zhì)量貨電鍍后的外觀質(zhì)量，另一面至少達(dá)到FB級 板材要求六、鋼強(qiáng)化因素 一般的，材料的性能由組織（結(jié)構(gòu)）決定，組織由成分（工藝）決定，他們之間構(gòu)成一個(gè)四面體）。鋼板也是這樣，鋼板的強(qiáng)化主要是靠成分和組織，下面拿加磷鋼和烘烤硬化鋼舉例說明。 加磷鋼：一

6、般的，強(qiáng)化鋼板的元素主要有C、Mn、Ti、Nb、Al等，有害的元素主要是P和S。實(shí)際上P的強(qiáng)化作用非常明顯，僅次于C，但是數(shù)量要達(dá)到0.04以上才能使強(qiáng)化作用超過有害的部分，體現(xiàn)出強(qiáng)化作用。加磷鋼正是基于這種原理制造的。主要有B170P1, B210P1, B250P1, B180P2(BP340), B220P2(BP380)等。烘烤硬化鋼 烘烤硬化鋼是指在低碳或者超低碳鋼中保留一定量的固溶碳原子，必要時(shí)加入磷等固溶強(qiáng)化元素來提高強(qiáng)度，鋼板成形后經(jīng)過涂漆烘烤處理后強(qiáng)度進(jìn)一步提高，同時(shí)這種鋼板具有很好的成形性能。主要有：B140H1、B180H1、B180H2等；板材要求七、沖壓所用的材料應(yīng)具

7、備基本條件 沖壓材料必須便于加工，容易得到高質(zhì)量和高精度的沖壓件。 沖壓材料應(yīng)便于提高生產(chǎn)效率，即一次沖壓工序的極限變形程度和總的極限變形程度要足夠大。 材料對模具的損耗及磨損要低，并且不易出現(xiàn)廢品 材料應(yīng)具有良好的塑性：較高的伸長率和斷面收縮率，較低的屈服點(diǎn)和較高的抗拉強(qiáng)度 。 材料應(yīng)具有光潔平整無缺陷損傷的表面狀態(tài)。表面狀態(tài)好的材料，加工時(shí)不易破裂，不容易擦傷模具，制成的制品零件表面狀態(tài)好。 材料厚度的公差應(yīng)符合國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)； 材料應(yīng)對機(jī)械接合及繼續(xù)加工（如焊接、拋光等工序）有良好的適應(yīng)性能。 板材要求八、鋼材的是生產(chǎn)工藝?yán)滠堜摪迳a(chǎn)工藝（寶鋼）：礦石高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼連鑄（板坯）熱連軋酸

8、洗冷連軋連續(xù)退火（熱鍍鋅）卷取/其他（電鍍鋅/縱剪成帶/橫剪成板/）；熱軋鋼板生產(chǎn)工藝（寶鋼）：礦石高爐煉鐵轉(zhuǎn)爐煉鋼連鑄（板坯）除鱗精軋冷卻卷取熱軋卷矯直/縱剪/橫剪；板材要求九、常見鋼板的表面缺陷按規(guī)定，熱軋鋼板的表面不得有裂紋、結(jié)疤、折疊、氣泡、分層和夾層等對使用有害的缺陷。但允許有深度（或高度）不超過厚度公差一半的麻點(diǎn)、凹陷、劃痕等輕微、局部的缺陷，并保證鋼板的最小厚度。冷軋和熱軋鋼板的任何表面缺陷的存在，特別是超出標(biāo)準(zhǔn)允許的表面缺陷，都會(huì)成為影響零件沖壓開裂、涂漆質(zhì)量和車身外觀質(zhì)量的直接原因。板材要求十、鋼板的化學(xué)成分及作用(1)碳。碳是鋼中的一種最基本的元素，它提高鋼板的強(qiáng)度，特別是

9、抗拉強(qiáng)度。(2)硅。硅能提高冷軋鋼板的強(qiáng)度。(3)錳?？煞乐逛撨^氧化和冷軋鋼板邊部避免產(chǎn)生龜裂的有利作用。(4)磷。具有良好的冷軋退火功能。但磷有冷脆性，對焊接性能也有不利影響。(5)硫。對沖壓有害無益的元素。(6)鋁。防止鋼板時(shí)效、作為強(qiáng)脫氧劑、有利于深沖性能。板材要求板材要求因此，板材要求主要有兩方面：1.對材料性能的要求。1）屈服極限s。屈服極限小，材料容易屈服，則變形抗力小，產(chǎn)生相同變形所需的變形力小。2）延伸率。指試樣拉斷時(shí)的延伸率，延伸率值越大，表明板料的沖壓成型性越好。3）硬化指數(shù)n。表示在塑性變形中材料的硬化程度。n值越大表明材料加工變形趨于均勻，變薄減小，厚度均勻，表面質(zhì)量好

10、零件不易產(chǎn)生裂紋。所以n值越大，沖壓性能越好.一般為0.18以上。4）厚向異性系數(shù)r。r1時(shí)，板料寬度方向比厚度方向容易變形，即不易變薄或增厚。（這些需要進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)） 2.對材料表面質(zhì)量的要求。表面光潔：不應(yīng)有劃痕、麻點(diǎn)、裂紋、分層等缺陷，否則因應(yīng)力集中而破裂；表面平整：如果表面不平，在拉伸時(shí)可能使壓料不均影響材料的流向而引起開裂或起皺；表面無銹：如果有銹對沖壓不利，引起拉毛，損傷模具。沖壓工藝簡單概括一下就是板材在模具的作用下經(jīng)過分離或塑性變形形成制件的過程。共有兩個(gè)方面內(nèi)容：一是對板材的要求，二是所需的各種工藝。 板材 模具 制件壓機(jī)沖壓工藝沖壓模具對板材的作用概括分為兩種：分離：板料在

11、外力作用下沿一定的輪廓線分離而獲得一定形狀、尺寸和切斷面質(zhì)量的成品和半成品。例如，落料、沖孔、修邊等。成形： 坯料在不破裂的條件下產(chǎn)生塑性變形而獲得一定形狀和尺寸的成品和半成品。例如，彎曲、拉深、翻邊、整形等。 上圖是典型的分離工序：沖孔。即沖離的部分是廢料，余下的部件為零件。 上圖是典型的成型工序：拉伸。即將板料壓制成空心工件，壁厚基本不變，注意有一種叫變薄拉伸。廢料零件落料從上示意圖，我們分析落料的特點(diǎn)：從上示意圖，我們分析落料的特點(diǎn)： a、模具沿封閉線沖切板材。、模具沿封閉線沖切板材。 b、沖下的部分為零件，其余為廢料。、沖下的部分為零件，其余為廢料。 C、由上兩特點(diǎn)可知，排樣成為該工序

12、的關(guān)鍵所在。、由上兩特點(diǎn)可知，排樣成為該工序的關(guān)鍵所在。 很明顯上圖的成本很明顯上圖的成本較下圖的成本要高出較下圖的成本要高出一倍。一倍。落料廢料零件沖孔從上示意圖，我們分析落料的特點(diǎn)：從上示意圖，我們分析落料的特點(diǎn)： a、模具沿封閉線沖切板材。、模具沿封閉線沖切板材。 b、沖下的部分為廢料，其余為零件。、沖下的部分為廢料，其余為零件。 C、易產(chǎn)生的缺陷是，孔遺漏，孔位不良。、易產(chǎn)生的缺陷是，孔遺漏，孔位不良。切邊切邊從上示意圖，我們分析得到切邊的特點(diǎn)：從上示意圖，我們分析得到切邊的特點(diǎn)： 將拉深或成形后的半成品邊緣部分的多余材料切掉。易將拉深或成形后的半成品邊緣部分的多余材料切掉。易產(chǎn)生的缺

13、陷是：缺邊和毛刺。產(chǎn)生的缺陷是：缺邊和毛刺。切邊后零件切邊后零件切邊前零件切邊前零件拉深拉深拉深后拉深后拉伸前拉伸前總結(jié)拉伸工藝的主要特點(diǎn)：總結(jié)拉伸工藝的主要特點(diǎn)： 利用具有一定圓角半徑的拉深模，將平板毛坯或開口空心毛坯沖壓成容器狀零件。利用具有一定圓角半徑的拉深模，將平板毛坯或開口空心毛坯沖壓成容器狀零件。主要產(chǎn)生的缺陷是：主要產(chǎn)生的缺陷是： 褶皺與拉裂。褶皺與拉裂。翻孔翻孔總結(jié)翻孔工藝的主要特點(diǎn)：總結(jié)翻孔工藝的主要特點(diǎn)： 在預(yù)先沖孔的板料半成品上或未經(jīng)沖孔的板料沖制成豎立在預(yù)先沖孔的板料半成品上或未經(jīng)沖孔的板料沖制成豎立 的邊緣的邊緣主要產(chǎn)生的缺陷：拉裂主要產(chǎn)生的缺陷：拉裂 翻孔后翻孔后翻

14、孔前翻孔前翻邊翻邊把板料或半成品的把板料或半成品的邊緣邊緣沿一定的沿一定的曲線曲線按一定的按一定的曲率曲率成形成成形成豎立豎立的邊緣的邊緣 總結(jié)翻邊工藝的主要特點(diǎn)：總結(jié)翻邊工藝的主要特點(diǎn)： 把板料半成品的邊緣按曲線或圓弧成形成豎立的邊緣。把板料半成品的邊緣按曲線或圓弧成形成豎立的邊緣。 主要產(chǎn)生的缺陷：拉裂，不對稱。主要產(chǎn)生的缺陷：拉裂，不對稱。 翻邊后翻邊后翻邊前翻邊前校形校形總結(jié)校形工藝的主要特點(diǎn)：總結(jié)校形工藝的主要特點(diǎn)： 目的是提高已成形零件的尺寸精度或獲得小的圓角半徑。目的是提高已成形零件的尺寸精度或獲得小的圓角半徑。 主要產(chǎn)生的缺陷：褶皺。主要產(chǎn)生的缺陷：褶皺。 校形后校形后校形前校

15、形前BLANKDRAWTRIMFL C/FLPI C/PI成型成型以上各種工藝可總結(jié)為三種：拉深工藝、修邊工藝、翻邊工藝。拉深工藝?yán)钍抢邮抢脤ｉT的模具將沖裁或剪裁后的平板坯料制成開口空心件的一種沖壓工藝方法；用拉延工序，可以制成筒形、階梯形、錐形、球形、方盒形和其他不規(guī)則形狀的薄板工序。拉延所用的模具一般是由凸模、凹模和壓邊圈三部分組成。拉深工藝?yán)幼冃蔚奶攸c(diǎn)（對軸對稱的零件） (1)其凸模、凹模與沖裁時(shí)不同，它們工作部分沒有鋒利的刃口，而是做成一定的圓角半徑，并且其間隙也稍大于板料的厚度。在凸模的作用下，毛坯在凹模兩端面和壓邊圈之間的縫隙中變形，并被拉入凸凹模之間的間隙里形成開口空心零

16、件。所以拉延時(shí)毛坯的外部環(huán)形部分是變形區(qū)，而底部通常是不參加變形的不變形區(qū)。(2)毛坯變形區(qū)在切向壓應(yīng)力和徑向拉應(yīng)力的作用下，產(chǎn)生切向壓縮與徑向伸長的變形。(3)變形程度主要受毛坯傳力區(qū)的承載能力的限制。(4)厚度的變化，側(cè)壁變厚，底部變薄。拉深模結(jié)構(gòu)拉 延 模 示 意 圖下 模 2.頂 桿 3.壓 邊 圈 4.上 模拉深模的凸模模芯在下方，固定在壓機(jī)臺(tái)面上，其壓邊圈與壓機(jī)下氣墊相連接。正常工作時(shí)，下氣墊將壓邊圈頂出，凹模下行與壓邊圈接觸后壓住料片，同時(shí)將壓邊圈壓下，此時(shí)下氣墊起到緩沖作用，接著凹模與凸模接觸，而壓邊圈區(qū)域的料片繼續(xù)下行，使料片包在凸模上而成形出零件。拉延工序易產(chǎn)生的質(zhì)量缺陷：

17、1、外覆蓋件：拉延不到底、起皺、縮頸、 開裂、變形、疊料、棱線不清晰、沖擊痕、劃傷、拉毛、雙棱線、壓痕、反彈、剛度不足；2、內(nèi)覆蓋件及一般件：拉延不到底、起皺、縮頸、 開裂、疊料、拉毛、少料、反彈；修邊工藝沖裁，在廣義上講，是分離工序的總稱。它是利用模具使板料產(chǎn)生分離的沖壓工序，簡單的說它是利用沖模在壓力機(jī)上使板料分離的一種沖壓工序，它包括落料，沖孔，切斷，切邊，切口等多種工序，但一般來說主要是指落料和沖孔工序。凸模凹模板材沖裁變形過程沖裁變形過程修邊模結(jié)構(gòu)下模 ； 2.凸模鑲塊 ； 3.卸件器 ； 4.凹模拼塊 ； 5.上模。垂直修邊模示意圖斜楔修邊模示意圖復(fù)位彈簧； 2.下模 ； 3、14

18、.滑塊 ； 4、13.斜楔 ； 5、12.修邊凹模鑲塊；6、11.凸模鑲塊；7.上模座；8.卸料器；9.彈簧；10.螺釘 沖裁工序易發(fā)生的主要質(zhì)量缺陷少邊少孔毛刺長孔邊變形孔錯(cuò)位翻邊工藝 翻邊是在成形零件的平面或曲面部分上使料片沿一定的曲線翻成豎立邊緣的沖壓工序。覆蓋件的翻邊除焊接和裝配的要求以外，還增加了覆蓋件的剛性和強(qiáng)度，使其邊緣光滑、整齊、美觀。翻邊模結(jié)構(gòu)翻邊模頂桿；下模體；翻邊凹模鑲筷；定位板；退件板；上模體；翻邊凸模；彈簧；托板。制件主要異常現(xiàn)象制件主要異?，F(xiàn)象 （1）翻邊不垂直（2）翻邊開裂（3）翻邊拉毛（4）翻邊裂（5）翻邊高度不一致1.翻邊不垂直：凹凸模間隙過大?？赏ㄟ^調(diào)整間隙

19、解決。2.翻邊開裂：凹凸模間隙過小?？赏ㄟ^調(diào)整間隙解決。3.翻邊拉毛：刃口有傷痕；表面有雜物?？赏ㄟ^檢查模具狀態(tài)解決。4.翻邊高度不一致：凹凸模間隙不均?？赏ㄟ^調(diào)整間隙解決。沖壓主要產(chǎn)生的缺陷沖壓主要產(chǎn)生的缺陷: :拉裂拉裂褶皺褶皺毛刺毛刺缺邊缺邊孔偏孔偏 上述缺陷易在那道工序出現(xiàn)？制件易出問題點(diǎn)分類：毛刺：修邊工藝?yán)豪罟に?、翻邊工藝?yán)选⒓?xì)頸：拉深工藝、翻邊工藝起皺：拉深工藝制件易出問題點(diǎn)分類沖壓件返修沖壓模具1、模具的分類1）按沖壓工序分類，可分為沖裁模（包括落料模、切邊模、沖孔模等各種分離工序模具）、彎曲模、拉深模、成形模、整形模等。2）按工序組合分類，可分為單工序模、連續(xù)模、復(fù)合

20、模等。單工序模是指在壓力機(jī)的一次行程下，只完成一道工序的沖模。連續(xù)模又稱級進(jìn)模，是一種連續(xù)單制組合而成的模具。在模具的工件部位，分成若干個(gè)等距離工位，條料沿各工位連續(xù)沖壓后，便完成各種不同工序的沖壓。復(fù)合模是利用壓力機(jī)的一次行程，在模具同一位置完成兩道以上工序的沖模。3）按模具導(dǎo)向形式分類，可分為敞開模、導(dǎo)柱模、導(dǎo)板模等敞開模是指無導(dǎo)向的沖模。導(dǎo)柱模是指模具上、下模由導(dǎo)柱、導(dǎo)套進(jìn)行導(dǎo)向。導(dǎo)板模是指利用導(dǎo)板進(jìn)行導(dǎo)向的沖模。冷沖壓模具模具一般由以下部分組成：1、工作零件 如：凸模、凹模等，主要完成材料的分離或成形。2、定位零件 如：擋料銷、定位銷、定位擋板等，主要是用來定位坯料在模具中的正確位置。3、壓