沖壓工藝基礎(chǔ)

1、沖壓工藝根底 第一章.沖壓工藝根底1.1 沖壓工藝的分類、特點及運用 1.2 沖壓模具1.3 沖壓模具常用資料1.4 沖壓常用資料1.5 沖壓設(shè)備與選用 .沖壓工藝根底1.1 沖壓工藝的分類、特點及運用1.1.1冷沖壓加工 沖壓加工是現(xiàn)代機械制造業(yè)中先進高效的加工方法之一，它是利用各種壓力機和安裝在壓力機上的模具使資料在常溫或高溫形狀下進展分別或塑性變形，從而獲得一定外形、尺寸和性能的零件的一種方法稱為沖壓加工。沖壓加工是少無切削加工的一種主要方式。 .沖壓工藝根底1.1.2 沖壓加工的特點 1借助壓力機的壓力利用模具能獲得壁薄、分量輕、剛性好、外形復(fù)雜的零件，這些零件用其他的方法難以加工甚至

2、無法加工； 2沖壓加工的零件精度高、尺寸穩(wěn)定，具有良好的互換性； 3沖壓加工是少無切削加工的一種，部分零件沖壓直接成型，無需任何再加工，資料利用率高； 4消費效率高，消費過程易實現(xiàn)機械化和自動化； 5操作簡單，便于組織消費。 .沖壓工藝根底1.1.3 沖壓加工的根本工序 由于沖壓件的外形、尺寸和精度不同，因此，沖壓所采用的工序種類亦各異。據(jù)其變形特點，可以分為兩大類： 一類是分別工序，主要包括切斷、沖裁、切口、切邊等。其特點是板料所受外力超越抗剪強度，使其一部分與另一部分相互分別。.沖壓工藝根底 另一類是變形工序，主要包括彎曲、拉深、成形等。其特點是板料受力超越屈服極限，小于強度極限，使其產(chǎn)生

3、塑性變形得到一定外形。 此外，為了提高勞動消費率，常將兩個以上的根本工序合并成一個工序，如落料拉延、切斷彎曲、沖孔翻邊等，這稱為復(fù)合工序。在消費實踐中，對于批量消費的零件絕大部分是采用復(fù)合工序。 .沖壓工藝根底1.1.3.1 分別工序 分別工序是指資料在沖壓力作用下，應(yīng)力超越資料的強度極限，使資料發(fā)生剪斷或部分剪裂，制件或坯料沿一定的輪廓相分別的沖壓工序。分別工序主要為剪切或沖裁工序。常見分別工序見表1-1。 工序名稱 工序簡圖 工序特點與應(yīng)用范圍 落料 利用模具沿工件封閉輪廓曲線實施沖切，把工件從板料上分離下來，沖裁下來的部分是各種形狀的平板零件，或用作拉延件的毛坯 沖孔 利用模具按封閉輪廓

4、曲線沖裁，沖下的部分為廢料 表1-1 分別工序 .沖壓工藝根底工序名稱 工序簡圖 工序特點與應(yīng)用范圍 切斷 利用剪切?；驔_裁模沿不封閉曲線切斷，常用于加工形狀較為簡單的平板零件 修邊 將成形零件的邊緣修切整齊或修切成其他形狀 剖切 將沖壓加工成的半成品零件剖切成兩個或兩個以上的零件，這種方法常用于對稱零件或成組沖壓的零件 表1-1 分別工序續(xù) .沖壓工藝根底1.1.3.2 成形工序 成形工序是指坯料依托模具在壓力機作用下，使應(yīng)力超越坯料的屈服極限，坯料經(jīng)過塑性變形后，使其成為所要求外形的加工工序。成形工序主要為彎曲、拉深、成形等工序。常見成形工序見表1-2。 工序名稱 工序簡圖 工序特點與應(yīng)用

5、范圍 彎曲 把板料按要求彎成各種形狀，利用該工藝可以彎曲成形狀復(fù)雜的零件 卷圓 把板料端部卷成接近封閉的半圓頭，常用于加工類似鉸鏈的零件及日用品部分零件 表1-2 成形工序一 .沖壓工藝根底工序名稱 工序簡圖 工序特點與應(yīng)用范圍 扭曲 使平板的一部分相對于另一部分產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)而形成空間曲面的形狀 拉深 把平板料變成各種空心零件或?qū)⒖招牧慵兂筛畹目招牧慵?變薄拉深 把拉深加工后的空心件半成品用減小直徑與壁厚的方式來改變空心零件的尺寸 翻孔 在預(yù)先沖孔的板料半成品上或未沖孔的板料上沖制成豎立的邊緣 表1-2 成形工序二 .沖壓工藝根底工序名稱 工序簡圖 工序特點與應(yīng)用范圍 翻邊 把半成品零件的外緣

6、或內(nèi)孔沖制成豎立的邊緣 拉彎 在拉力與彎矩的共同作用下實現(xiàn)彎曲變形，可以制成精度較高的零件 脹形 在雙向拉應(yīng)力作用下實現(xiàn)的變形，可以成形各種空間曲面形狀的零件 局部成形 在板料毛坯或零件的表面上局部地方壓制出各種突起或凹陷的形狀 表1-2 成形工序三 .沖壓工藝根底工序名稱 工序簡圖 工序特點與應(yīng)用范圍 擴口 在空心毛坯或管狀毛坯的某個部位使其徑向尺寸擴大的變形方法 縮口 在空心零件或管狀零件的某位置使其尺寸減小的變形方法 旋壓 在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下利用輥輪使毛坯逐步成形的方法 整形 為了提高已成形零件的尺寸精度或獲得較小的圓角半徑而采用的成形方法 表1-2 成形工序四 .沖壓工藝根底1.2 沖壓模具

7、 由于沖壓模具的種類繁多，構(gòu)造各異。按其用途可將模具分為：冷沖壓模、塑料模、壓鑄模、鍛模、粉末冶金模、橡膠模、陶瓷模、玻璃模、鑄造用金屬模等。按成形原理又可分為沖裁模和型腔模兩大類。 沖裁模的分類 按工序性質(zhì)分 有落料模、沖孔模、切邊模、切斷模、剖切模、整修模、精沖模等。 按工序的組合分 有單工序模和多工序模。多工序模又分為延續(xù)模和復(fù)合模等。 .沖壓工藝根底 按導(dǎo)向安裝分 有無導(dǎo)向的開式模和有導(dǎo)向的導(dǎo)板模、導(dǎo)柱模、導(dǎo)筒模等。 按卸料安裝分 有剛性卸料板和彈性卸料板沖模。 按擋料或定位方式分 有固定擋料銷、活動擋料銷、導(dǎo)正銷和側(cè)刃沖模。 按制造凸、凹模的資料分 有鋼質(zhì)沖模、硬質(zhì)合金沖模、橡皮沖模

8、、鋅基合金沖模等。.沖壓工藝根底 按送料、出件等方法分 有手動模、半自動模、自動模等。 按輪廓尺寸分 有大型模、中型模、小型模。 1沖裁模 將一部分資料與另一部分資料分別或部分分別的模具。下面列舉幾種普通中小型企業(yè)常見的沖裁模構(gòu)造簡圖。 .沖壓工藝根底a) 落料模 b) 沖孔模 c) 剪切模 d) 修邊模 e) 切口模 f) 剖切模 圖1-1 沖裁模常見構(gòu)造 .沖壓工藝根底2彎曲模 將坯料彎曲成一定外形的模具。 1上模板；2凸模；3壓邊圈；4定位板；5凹模； 6凹模固定板；7下模板 圖1-2 彎曲模 .沖壓工藝根底 3拉深模 將平板料變成一定外形的空心件的模具如圖1-3。 圖1-3 拉深模.沖

9、壓工藝根底4冷擠模 1下模座 2、15、16、19螺釘 3墊板 4頂桿 5導(dǎo)柱 6導(dǎo)套 7上模座 8導(dǎo)向套 9限位塊 10壓桿 11凸模 12墊板 14、17、20、26柱銷 18凸模固定板 21導(dǎo)套 22導(dǎo)柱 23預(yù)應(yīng)力套 24凹模 25凹模鑲塊 27彈頂板 28橡皮 29螺母 30雙頭螺桿 31推桿 32下墊板 圖1-4 冷擠模 .沖壓工藝根底1.3 沖壓模具常用資料1.3.1 模具資料在模具工業(yè)中的位置 模具資料是模具制造的根底，模具資料和熱處置技術(shù)對模具的運用壽命、精度和外表粗糙度起著重要的甚至決議性的作用。因此，根據(jù)模具的運用條件合理選用資料，采用適當?shù)臒崽幹煤屯獗砉こ碳夹g(shù)以便充分發(fā)

10、揚模具資料的潛力 .沖壓工藝根底 根據(jù)模具資料的性能特點選用合理的模具構(gòu)造，根據(jù)模具資料的特性采用相應(yīng)的維護措施等是非常重要的，只需這樣，才干有效地穩(wěn)定和提高模具的運用壽命，防止模具的早期失效。 模具資料運用性能的好壞直接影響模具的質(zhì)量和運用壽命；模具資料的工藝性能將影響模具加工的難易程度、模具加工的質(zhì)量和加工本錢。因此，在模具設(shè)計時，除設(shè)計出合理的模具構(gòu)造外，還應(yīng)選用適宜的模具資料及熱處置工藝，才干使模具獲得良好的任務(wù)性能和較長的運用壽命。 .沖壓工藝根底1.2.2 沖模資料的選用原那么 制造沖壓模具用的資料有：灰鑄鐵、鑄鋼、鋼、鋼結(jié)硬質(zhì)合金、硬質(zhì)合金、低熔點合金、塑料、聚氨酯橡膠等。 正確

11、選用模具資料對于模具壽命和模具制造本錢及模具總本錢都有直接關(guān)系，在選擇模具資料時應(yīng)充分思索以下幾點： .沖壓工藝根底 1沖壓零件的消費批量。對于大批量消費的零件，其模具資料應(yīng)采用質(zhì)量較好的、能保證模具耐用度的資料。反之，對于消費批量小那么采用較廉價、耐用度較差的資料。 2根據(jù)被沖裁零件的性質(zhì)、工序種類及沖模零件的任務(wù)條件和作用來選擇模具資料。如沖模任務(wù)零件的任務(wù)條件，能否有應(yīng)力集中，沖擊載荷等，這就要求所選用的模具資料具有較高的強度和硬度、高耐磨性以及足夠的韌性；導(dǎo)向零件要求耐磨性和較好的韌性，普通常采用低碳鋼，外表滲碳淬火。 .沖壓工藝根底 3根據(jù)沖壓件的尺寸、外形和精度要求來選材。普通來說

12、，對于外形簡單、沖壓件尺寸不大的模具，其任務(wù)零件常用高碳工具鋼制造，外形較復(fù)雜、沖壓件尺寸較大的模具，其任務(wù)零件選用熱處置變形較小的合金工具鋼制造；而沖壓件精度很高的精細沖模的任務(wù)零件，常選用耐磨性較好的硬質(zhì)合金等資料制造。 4根據(jù)我國模具資料的消費與供應(yīng)情況，兼顧本單位資料情況與熱處置條件。 .沖壓工藝根底1.2.3 沖壓模具常用資料及熱處置要求1.2.3.1 凸、凹模常用資料及熱處置要求。 零 件 名 稱 選用材料牌號 熱處理 硬度/HRC 模具類型 凸、凹模工作情況 凸模 凹模 沖裁模 形狀簡單、沖裁材料厚度t 3毫米的凸模、凹模及凸凹模 9Mn2V、Cr12、Cr12MoV 形狀復(fù)雜的

13、鑲塊 120Cr4W2MoV 淬火 6062 6264 要求耐磨的凸、凹模 Cr12MoV、120Cr4W2 MoV、GCr15、YG15 沖裁薄材料用的凹模 T8A 表1-5 凸、凹模常用資料及熱處置一 .沖壓工藝根底表1-5 凸、凹模常用資料及熱處置二 零 件 名 稱 選用材料牌號 熱處理 硬度/HRC模具類型 凸、凹模工作情況 凸模 凹模 彎曲模 一般彎曲的凸、凹模及鑲塊 T8A T10A 淬火 5660要求高度耐磨的凸、凹模及鑲塊 CrWMn、Cr12、Cr12MoV 淬火 6064形狀復(fù)雜的凸、凹模及鑲塊。生產(chǎn)批量特別大的凸、凹模及鑲塊 熱彎曲的凸、凹模 5CrNiMo、5CrNiT

14、i5CrMnMo 淬火 5256 拉深模 一般拉延的凸、凹模 T8A、T10A 淬火 5862 6064連續(xù)拉深的凸、凹模 T10A、CrWMn 要求耐磨的凹模 Cr12、YG15、Cr12MoV、YG8 淬火 6264不銹鋼拉深用凸、凹模 W18Cr4V 6264YG15、YG8 熱拉深用凸、凹模5CrNiMo、5CrNiTi 淬火52565256.沖壓工藝根底1.2.3.2 沖模普通零件的資料和熱處置： 零件名稱選用材料熱處理硬度要求上、下模板HT200、HT250ZG270-500、ZG310-570厚鋼板加工而成Q235 Q255模柄45、Q255導(dǎo)柱20、T10A20鋼滲碳淬硬606

15、2導(dǎo)套20、T10A20鋼滲碳淬硬5760凸、凹模固定Q235、Q2554348板托料板Q235導(dǎo)尺Q255或45淬硬擋料銷45、T7A淬硬4348（45鋼）5257（T7A）導(dǎo)正銷、定位銷T7、T8淬硬5256墊板45、T8A淬硬4348（45鋼）5458（T8A）表1-6 沖模常用普通零件的資料及熱處置要求一 .沖壓工藝根底零件名稱選用材料熱處理硬度要求螺釘45頭部淬硬43486062銷釘45、T7淬硬4348（45鋼） 5254（T7）推桿、頂桿45淬硬4348頂板45、Q255拉深模壓邊圈T8A淬硬5458定距側(cè)刃、廢料切刀T8A淬硬5862側(cè)刃擋板T8A淬硬5458定位板45、T7淬

16、硬4348（45鋼） 5254（T7）斜楔與滑塊T8A、T10A淬硬6062 彈簧65Mn、60SiMnA淬硬4045表1-6 沖模常用普通零件的資料及熱處置要求 .沖壓工藝根底表1-7 常用冷變形模具鋼的預(yù)熱和加熱規(guī)范 .沖壓工藝根底1.3 沖壓常用資料1.3.1 沖壓工藝對資料的要求 選擇沖壓用資料時，首先應(yīng)滿足沖壓件的運用要求。普通來說，對于機器上的主要沖壓件，要求資料具有較高的強度和剛度；電機電器上的某些沖壓件，要求有較好的導(dǎo)電性和導(dǎo)磁性；汽車、飛機上的沖壓件。要求有足夠的強度，并盡能夠減輕分量；化工容器要求耐腐蝕等等。所以不同的運用要求就決議了應(yīng)選用不同的資料。但從沖壓工藝思索，資料

17、還應(yīng)滿足沖壓工藝要求，以保證沖壓過程順利完成。 .沖壓工藝根底 對沖壓所用資料的要求有： 1良好的沖壓性能 沖壓性能是指板料對各種沖壓加工方法的順應(yīng)才干。沖壓加工方法是以金屬為塑性的加工方法，因此，要求資料具有良好的塑性。 對變形工序，塑性好，要求資料允許的變形程度大，那么可以減少沖壓工序次數(shù)及中間退火次數(shù)。對于分別工序，也要求一定的塑性，同時要求資料的屈服極限稍高一些，以利于沖裁后獲得較高的斷面質(zhì)量。 資料塑性的高低，常用延伸率()、屈服強度常用s來表示。強度極限常用b來表示。 .沖壓工藝根底2良好的外表質(zhì)量 外表質(zhì)量好的資料，沖壓時工件不易破裂，廢品減少；模具不易擦傷壽命提高，而且制件的外

18、表質(zhì)量好。所以普通要求沖壓資料外表光潔、平整，無氧化皮、裂紋、銹斑、劃痕等缺陷。3符合國標規(guī)定的厚度公差 模具間隙是按資料厚度來確定的，所以資料厚度公差應(yīng)符合國家規(guī)定的規(guī)范。否那么厚度公差太大，將影響工件質(zhì)量，并能夠?qū)е聯(lián)p壞模具和設(shè)備。 .沖壓工藝根底表1-8 沖壓常用資料的力學(xué)性能一 1.4.2 金屬資料 .沖壓工藝根底 表1-8 沖壓常用資料的力學(xué)性能二 .沖壓工藝根底 表1-8 沖壓常用資料的力學(xué)性能三 .沖壓工藝根底表1-9 有色金屬的力學(xué)性能一 .沖壓工藝根底表1-9 有色金屬的力學(xué)性能二 .沖壓工藝根底1.4.3 非金屬資料 表1-10 非金屬資料的力學(xué)性能一 .沖壓工藝根底表1-

19、10 非金屬資料的力學(xué)性能二 .沖壓工藝根底1.5 沖壓設(shè)備與選用1.5.1 曲柄壓力機1.5.1.1 主要技術(shù)參數(shù) 曲柄壓力機的主要技術(shù)參數(shù)綜合反映設(shè)備的工藝才干相適用范圍，以及有關(guān)消費率等目的。主要包括如下內(nèi)容： 1公稱壓力 曲柄壓力機的公稱壓力是指滑塊離下死點前某一特定間隔或曲柄旋轉(zhuǎn)到離下死點前某一特定角度時，滑塊上所答應(yīng)接受的最大作用力(這個特定的間隔常稱為公稱壓力行程，特定的角度稱為公稱壓力角)。超越公稱壓力行程或公稱壓力角的范圍時，滑塊上所能接受的作用力都低于公稱壓力。 .沖壓工藝根底 公稱壓力在我國曾經(jīng)系列化。如630kN、1000kN、1600 kN、2500kN、3150kN

20、、4000kN、6300kN。 2滑塊行程 滑塊行程指滑塊從上死點到下死點的間隔。某些曲柄壓力機的行程是可調(diào)理的，從而滿足不同類型模具的需求。 3滑塊行程次數(shù)(min-1) 滑塊行程次數(shù)是指滑塊每分鐘從上死點到下死點，然后再回到上死點所往復(fù)的次數(shù)。 .沖壓工藝根底 4閉合高度和裝模高度 閉合高度是指滑塊在下死點時，滑塊底面到任務(wù)臺上外表的間隔。當連桿調(diào)理安裝將滑塊調(diào)到下死點的最高位置連桿調(diào)到最短時，閉合高度到達最大，稱最大閉合高度；當連桿調(diào)理安裝將滑塊調(diào)到下死點最低位置連桿調(diào)到最長時，閉合高度到達最小，稱最小閉合高度。兩者之差為閉合高度調(diào)理量。 裝模高度是指滑塊在下死點時，滑塊底面到任務(wù)臺墊板

21、外表的間隔。閉合高度與裝模高度之差為墊板的厚度。曲柄壓力機上的墊板任務(wù)時普通不拆下。 .沖壓工藝根底 5任務(wù)臺墊板、滑塊底面尺寸 曲柄壓力機任務(wù)臺墊板、滑塊底面尺寸主要影響模具的安裝以及廢料、工件的排出。普通小型壓力機是經(jīng)過模柄與壓力機滑塊相連的。大中型壓力機墊板和滑塊底面設(shè)置有T型槽固定模具。 1.5.1.2主要技術(shù)規(guī)格 1開式壓力機主要技術(shù)參數(shù) 開式壓力機外型見圖1-5。.沖壓工藝根底1電動機；2小帶輪；3大帶輪；4小齒輪；5大齒輪；6離合器；7曲軸；8制動器；9連桿；10滑塊；11上模；12下模 13墊板；14任務(wù)臺；15機身 圖1-5 JB23-63壓力機構(gòu)造圖與運動原理圖 .沖壓工藝

22、根底表1-11 開式壓力機的根本參數(shù)一 開式壓力機的根本參數(shù)見表1-11。 .沖壓工藝根底表1-11 開式壓力機的根本參數(shù)二 .沖壓工藝根底 (2)閉式壓力機主要技術(shù)參數(shù) 閉式壓力機的外型見圖1-6。 1小帶輪；3大帶輪；4制動器；5離合器；6小齒輪1；7大齒輪；8小齒輪2；9偏心齒輪；10芯軸；11機身；12連桿；13滑塊；14墊板；18氣墊 圖1-6 J31315壓力機構(gòu)造圖 .沖壓工藝根底閉式壓力機參數(shù)見表1-12和表1-13。 表1-12 閉式單點壓力機技術(shù)參數(shù) .沖壓工藝根底表1-13 閉式雙點壓力機技術(shù)參數(shù) .沖壓工藝根底1.5.1.3 壓力機型號的選取 設(shè)計模具時合理選擇壓力機的

23、規(guī)格型號，使設(shè)計的模具與設(shè)備有一個合理的匹配關(guān)系，這樣可提高模具的運用壽命，保證模具的安裝可靠性，提高產(chǎn)質(zhì)量量、消費率和模具壽命。在選擇壓力機規(guī)格型號時，主要留意如下方面： 1公稱壓力 壓力機的公稱壓力與模具成形工藝力、輔助工藝力之間應(yīng)符合以下關(guān)系： 普通情況下，壓力機的公稱壓力應(yīng)大于或等于成形工藝力和輔助工藝力總和的1.3倍； .沖壓工藝根底 剛度對成形影響較大時，壓力機的公稱壓力應(yīng)大于或等于成形工藝力和輔助工藝力總和的3倍； 總之，選用壓力機時沖壓的力行程曲線要落在壓力機滑塊許用負荷曲線范圍內(nèi)。 圖1-7 壓力機滑塊許用負荷曲線 .沖壓工藝根底表1-14 不同裝模方式的特點及校核公式 裝模

24、方式 裝模簡圖 特點 校核公式 模具直接安裝在壓力機工作墊板上 1、支撐平穩(wěn)，下模座受力條件較好2、適用能通過墊板孔下出料、或在模具上出件的模具 Hmax-H1-5mmH Hmin-H1+10mm 利用等高塊在壓力機墊板上安裝模具 1、下模座的支承面較小，受力條件較差，對安裝人員水平要求高2、適用于墊板上無漏料孔的大型壓力機或者漏料孔較小等其他因素。 Hmax-H1-5mm H+hHmin-H1+ 10mm 拆除墊板模具安裝在壓力機臺面上 一般模具閉合高度過大時才采用 Hmax-5mmH Hmin+10mm .沖壓工藝根底注： 壓力機的最大封鎖高度，mm； 壓力機的最小封鎖高度，mm； 壓力機

25、的電板厚度，mm； 模具的閉合高度，mm； 等高塊的厚度，mm。 (2)閉合高度 壓力機的閉合高度、裝模高度應(yīng)與模具的閉合高度相匹配，高度校核公式參見表1-14。 .沖壓工藝根底 3滑塊行程 在保證完成沖壓工序的前提下，壓力機的行程要力求堅持模具導(dǎo)向部分不致相互脫離。導(dǎo)板模的凸模與導(dǎo)板、滾珠導(dǎo)向模架的導(dǎo)柱、堅持圈與導(dǎo)套不允許脫開，為此應(yīng)采用行程較小或滑塊行程可調(diào)理的壓力機。 成形工件高度較大時，為便于取件，宜選擇行程較大的壓力機。拉伸時，滑塊行程應(yīng)大于拉伸件高度的2倍，主要是便于拉深沉的脫料。 4任務(wù)臺與滑塊底面尺寸 模具下模座的平面尺寸應(yīng)小于壓力機任務(wù)臺墊板尺寸，以便固定下模座。模具的模柄尺寸、上模座的安裝固定部位與壓力機滑塊的模柄孔尺寸、滑塊底面T形槽尺寸相順應(yīng)。 .沖壓工藝根底1.5.2 其他沖壓設(shè)備1.5.2.1 摩擦壓力機 摩擦壓力機適用于中、小型件的校正模、壓印模和成形模。當超負荷時，只會引起飛輪與摩擦盤之間的滑動，而不致?lián)p壞機件。其缺陷是飛輪輪緣磨損大，消費率比曲柄壓力機低。 .沖壓工藝根底表1-15 雙盤式摩擦壓力機技術(shù)參數(shù) .沖壓工藝根底1