校形工藝與模具結構介紹

1、職業(yè)教育材料成型與控制技術專業(yè)教學資源庫其他金屬材料成型技術課程校形工藝與模具結構介紹主講教師：呂淑艷校平和整形屬于修整性成形工序，大都是在沖裁、彎曲、拉深等沖壓工序后進行，主要是為了提高沖件表面的平面度或把沖件的圓角半徑及某些形狀尺寸修整到符合零件的要求，這類工序關系到產(chǎn)品的質(zhì)量及其穩(wěn)定性，因而應用廣泛。這類工序的特點是：1.變形量很小，通常是在局部地方成形以達到修整的目的，使沖件符合零件圖樣的要求。2.要求校平和整形后，沖件的誤差比較小，因而模具的精度要求比較高。3.要求壓力機的滑塊到達下極點時，對沖件要施加校正力，因此，所用設備要有一定的剛性。這類工序最好使用精壓機，若用一般的機械壓力機

2、，則必須帶有保護裝置，以防損壞設備。1、 校平把不平整的沖件放人模具內(nèi)壓平的校形稱為校平，主要用于提高沖件的平面度。沖裁件受模具作用呈現(xiàn)出的拱彎，特別以斜刃沖裁和無壓料的連續(xù)沖裁更為嚴重，無壓料的彎曲件底部也常有拱彎，以及坯料的平面度誤差太大時，都需進行校平。1.校平變形特點與校平力校平的變形情況如圖1所示，在校平模的作用下，坯料產(chǎn)生反向彎曲變形而被壓平，并在壓力機的滑快到達下極點時被強制壓緊，使材料處于三向壓應力狀態(tài)。校平的工作行程不大，但壓力很大。圖1 校平的變形1-上模 2-沖件 3-下模校平力F用下式概略估算式中 p單位面積上的校平壓力（MPa） A校平面積（mm2）2.平板校平模平板

3、沖件的校平模分光面校平模和齒面校平模兩種。圖2a為光面校平模，模具的壓平面是光滑的，因而作用于平板料的有效單位壓力較小，對改變材料內(nèi)部應力狀態(tài)的效果較弱，卸載后零件有一定的回彈，對于高強度材料的零件效果更差，為使校平不受板厚偏差或壓力機滑塊運動精度的影響，光面校平?？刹捎萌鐖D3所示的浮動模柄或浮動凹模的結構。光面校平模主要用于平面度要求不高，表面不許有壓痕的落料件和軟金屬（如鋁、軟黃銅等）制成的小型零件的校平。圖2 平板沖件校平模a)光面校平 b)齒面校平圖3 平面浮動校平a)上浮動模 b)下浮動模圖2b為齒面校平模，由于齒壓人坯料形成許多塑性變形的小網(wǎng)點，有助于徹底地改變材料原有的和應力應變

4、狀態(tài)，故能減少回彈，因而校平效果好。根據(jù)齒形不同，齒面校平又有尖齒和平齒之分。尖齒齒形如圖4所示，有方形和菱形兩種，工作時上模齒與下模齒應錯開，否則校平作用較差，且易使齒尖過早磨平。尖齒壓人零件表面的壓痕深，零件易粘在模具上，這種模具主要用于平面度要求較高，強度大而硬的材料，表面允許有壓痕或板料厚（=315mm)的沖件校平。平齒齒形如圖5所示，齒尖被削成具有一定面積的平齒頂，因而壓人坯料表面的壓痕淺，生產(chǎn)中常用此校平模，尤其是薄材料和軟金屬的沖件校平。當零件表面單面不許有壓痕時，可采用一面平板，一面齒板的校平。圖5 平齒校平圖4 尖齒校平1-方形尖齒 2-菱形尖齒3.校平方式及設備校平方式有多

5、種，如模具校平、手工校平和在專門設備上校平等。模具校平多在摩擦壓力機上進行；厚料校平多在精壓機或摩擦壓力機上進行；大批量生產(chǎn)中，厚板件還可成疊地在液壓機上校平，此時壓力穩(wěn)定并可長時間保持；當校平與拉深、彎曲等工序復合時，可采用曲軸或雙動壓力機，這時須在模具或設備上安置保險裝置，以防材料厚度的波動而損壞設備；對于不大的平板件或帶料校正還可采用滾輪碾平。當零件的兩個面都不許有壓痕或校平面積較大，而對其平面度有較高要求時，可采用加熱校平。將成疊的零件用夾具壓平，然后整體人爐加熱，坯料溫度升高使其屈服強度下降，壓平時反向彎曲變形引起的內(nèi)應力也隨之下降，從而回彈大為減少，保證了較高的校平精度。2、 整形

6、整形一般用于拉深、彎曲或其他成形工序之后，用整形的方法可以提高拉深件或彎曲件的尺寸和形狀準確度，減小圓角半徑。整形模與一般成形模相似，只是工作部分的精度和表面粗糙度要求更高，圓角半徑和凸、凹模之間的間隙取得更小。由于各種沖件的幾何形狀、精度以及整形內(nèi)容不同，所用的整形方法也有所不同。1.彎曲件整形彎曲件的整形方法主要有壓校和鐓校兩種。（1）壓校圖6所示壓校中由于材料沿長度方向無約束，整形區(qū)的變形特點與該區(qū)彎曲時相似，材料內(nèi)部應力狀態(tài)的性質(zhì)變化不大，因而整形效果一般。壓校V形件時，應使兩個側面的水平分力大致平衡和壓應力分布大致均勻，如圖7所示。這對兩側面積對稱的彎曲件是容易做到的，否則應注意合理

7、布置彎曲件在模具中的位置。壓校U形件時，若單純整形圓角，應采用兩次壓校，每次只壓一個圓角，才有較好的整形效果。壓校特別適用于折彎件和對稱彎曲件的整形。（2）鐓校圖6 彎曲件壓校圖8 彎曲件的鐓校圖7 V形件的布置圖8所示鐓校前的沖件長度尺寸應稍大于零件的長度，這樣變形時長度方向的材料在補人變形區(qū)的同時，仍然受到極大的壓應力作用而產(chǎn)生微量的壓縮變形，從而在本質(zhì)上改變了材料內(nèi)原有的應力狀態(tài)，使之處于三向壓應力狀態(tài)中，厚度上壓應力分布也較均勻，因而整形效果好。但此法的應用常受零件形狀的限制，對帶大孔和寬度不等的彎曲件都不用此法，否則造成孔形和寬度不一致的變形。2.拉深件整形如果拉深件凸緣平面、底面平

8、面、側壁曲面等未達到具體形狀要求，或者對于圓筒形拉深件筒壁與筒底的圓角半徑，或筒壁與凸緣的圓角半徑,對于矩形件，若壁間的圓角半徑，則應進行整形才能達到?jīng)_件要求。圖9為拉深件的整形。拉深件上整形的部位不同，所采用的整形方法也不同。（1）拉深件筒壁整形圖9 拉深件整形對于直壁拉深件的整形，一般采用負間隙拉深整形法，整形模凸、凹模間隙，整形時直壁稍有變薄。經(jīng)常把整形工序和最后一道拉深工序相結合，這時拉深系數(shù)應取得大些。（2）拉深件圓角整形圓角包括凸緣根部和底部的圓角。如果凸緣直徑大于筒部直徑22.5倍時，整形中圓角區(qū)及其鄰近區(qū)兩向受拉，厚度變薄，以此實現(xiàn)圓角整形。此時，材料內(nèi)部產(chǎn)生的拉應力均勻，圓角

9、區(qū)變形相當于變形不大的脹形，所以整形效果好且穩(wěn)定。圓角區(qū)材料的伸長量以2%5%左右為宜，過小，拉應力狀態(tài)不足且不均勻；過大，又可能發(fā)生破裂。若圓角區(qū)變形伸長量超過上述值時，整形前沖件的高度稍微大于零件的高度如圖39所示，以補充材料的流動不足，防止圓角區(qū)脹形過大而破裂。沖件的高度也不能過大，否則因沖件面積大于或等于零件面積，使圓角區(qū)不產(chǎn)生脹形變形，整形效果不好。更甚者因材料過剩，在筒壁等非變形區(qū)形成較大的壓應力，使沖件表面失穩(wěn)起皺，反使質(zhì)量惡化。如果凸緣直徑小于22.5倍的筒部直徑時，整形圓角時凸緣可產(chǎn)生微量收縮，以緩解因圓角變化過大而產(chǎn)生的過分伸長，因而整形前沖件的高度尺寸應等于零件的高度尺寸。拉深件的凸緣平面和底部的整平，主要是利用模具的矯平作用。當拉深件的