沖壓工藝與模具設(shè)計電子教案第5章課件

第5章精整成形與局部成形

精整成形5.1局部成形5.2大型覆蓋零件的成形5.3第5章精整成形與局部成形

精整成形5.1局部成形5.2大Page15.1精整成形

5.1.1校平?jīng)_裁后制件會產(chǎn)生穹彎，特別是用無壓料裝置的連續(xù)模沖裁所得的制件更不平整。對于平直度要求比較高的零件需要在沖裁工序后進行校平。5.1精整成形

5.1.1校平2根據(jù)板料的厚度和對表面要求的不同，校平可以分為光面模校平或齒形模校平兩種。對于薄料質(zhì)軟而且表面不允許有壓痕的制件，一般應采用光面模校平，如圖5.1所示。根據(jù)板料的厚度和對表面要求的不同，校平可以分為光面模校平3圖5.1光面校平模圖5.1光面校平模4對于薄料質(zhì)軟而且表面不允許有壓痕的制件，一般應采用光面模校平，如圖5.1所示。光面模對改變材料內(nèi)部應力狀態(tài)的作用不大，校平的效果較差，特別是對于高強度材料的零件校平后仍有較大回彈。對于薄料質(zhì)軟而且表面不允許有壓痕的制件，一般應采用光面模5在實際生產(chǎn)中，有時將工序件正反面交錯堆疊起來校平，以提高校平的效果。為了使校平不受壓力機滑塊導向精度的影響，校平模最好采用浮動式結(jié)構(gòu)。在實際生產(chǎn)中，有時將工序件正反面交錯堆疊起來校平，以提高6當制件平直度要求比較高、材料比較厚或者強度極限比較高、材質(zhì)較硬時，通常采用齒形校平模進行校平。齒形模有細齒和粗齒兩種，齒形尺寸如圖5.2所示，圖（a）為細齒，圖（b）為粗齒。上齒與下齒相互交錯布置。當制件平直度要求比較高、材料比較厚或者強度極限比較高、材7圖5.2用齒面校平圖5.2用齒面校平85.1.2整形經(jīng)過彎曲、拉深或其他成形工序加工之后，制件已基本成形，但可能圓角半徑還太大，或是某些形狀和尺寸還沒有達到零件的要求，就需要進一步整形。5.1.2整形9整形模和前一道預成形工序所用的模具大體相似，只是要求工作部分精度更高，表面粗糙度更低，圓角半徑和凸、凹模間隙更小。整形模和前一道預成形工序所用的模具大體相似，只是要求工作10為了得到較好的整形效果，對于彎曲件可以采用如圖5.3所示的整形方法。這時要取半成品的長度稍大于成品要求的長度。為了得到較好的整形效果，對于彎曲件可以采用如圖5.3所示11整形時，工件在上下表面受到壓應力作用的同時還在長度方向因變形受到模具凸肩的限制而產(chǎn)生縱向壓力。整形時，工件在上下表面受到壓應力作用的同時還在長度方向因12由于整個橫截面上都是比較均勻的壓應力，有利于減少彎曲回彈變形，所以整形后彎曲件的形狀和尺寸精度較高。但是對于帶大孔的工件或?qū)挾炔坏鹊膹澢荒苡眠@種方法進行整形。由于整個橫截面上都是比較均勻的壓應力，有利于減少彎曲回彈13圖5.4所示為帶凸緣拉深件的整形。整形的部位為凸緣平面、側(cè)壁、底平面和口部、底部的圓角半徑。整形時由于圓角半徑變小，需要從鄰近區(qū)域的材料給予補充。圖5.4所示為帶凸緣拉深件的整形。整形的部位為凸緣平面、14如果鄰近材料流動受到限制，則只有靠變形區(qū)本身材料變薄來實現(xiàn)。這時，變形部位材料的伸長以2%～5%左右為宜。過分伸長，則制件可能破裂。如果鄰近材料流動受到限制，則只有靠變形區(qū)本身材料變薄來實15圖5.3彎曲件的整形圖5.3彎曲件的整形16圖5.4拉深件的整形圖5.4拉深件的整形175.2局部成形

5.2.1翻邊翻邊是將制件的內(nèi)孔邊緣或外邊緣翻成豎立或成一定角度的直邊。5.2局部成形

5.2.1翻邊18翻邊在沖壓生產(chǎn)中是常用工序之一，如圖5.5所示。根據(jù)制件邊緣輪廓性質(zhì)的不同，翻邊可以分為內(nèi)孔翻邊（圖（a））和外緣翻邊（圖（b））；根據(jù)制件邊緣輪廓形狀的不同，翻邊又分為凸緣翻邊（圖（b）下圖）和凹緣翻邊（圖（b）上圖）兩種。翻邊在沖壓生產(chǎn)中是常用工序之一，如圖5.5所示。根據(jù)制件19此外，根據(jù)翻邊成形后材料厚度的變化情況，還可分為不變薄翻邊（統(tǒng)稱翻邊）和變薄翻邊兩種。此外，根據(jù)翻邊成形后材料厚度的變化情況，還可分為不變薄翻20圖5.5翻邊圖5.5翻邊215.2.1.1圓孔翻邊1．圓孔翻邊的變形特點和翻邊系數(shù)

圓孔翻邊同樣可以采用網(wǎng)格法，通過觀察網(wǎng)格在變形前后的變化來分析變形，如圖5.6所示。5.2.1.1圓孔翻邊22圖5.6內(nèi)孔翻邊的變形情況圖5.6內(nèi)孔翻邊的變形情況23由圖中可以看出其變形區(qū)在直徑d和D1之間的環(huán)形部分。在翻邊后，坐標網(wǎng)格由扇形變成了矩形，可見變形區(qū)材料沿切向伸長，愈靠近孔口伸長愈大，接近于單向拉伸應力狀態(tài)，切向應變是三個主應變中最大的主應變。由圖中可以看出其變形區(qū)在直徑d和D1之間的環(huán)形部分。在翻24同心圓之間的距離變化不明顯，可見徑向變形很小，徑向尺寸略有減少。豎邊的壁厚有所減薄，尤其在孔口處，減薄較為嚴重。圖中所示的應力、應變狀態(tài)反映了上述分析的這些變形特點。圓孔翻邊的主要危險在于孔口邊緣被拉裂。破裂的條件取決于變形程度的大小。同心圓之間的距離變化不明顯，可見徑向變形很小，徑向尺寸略25圓孔翻邊的變形程度以翻邊前預制孔直徑d與翻邊后孔徑D的比值K來表示。即：圓孔翻邊的變形程度以翻邊前預制孔直徑d與翻邊后孔徑D的比26K稱為翻邊系數(shù)。顯然，K值恒小于1。K值愈小，變形程度愈大。翻邊時在孔邊不破裂的條件下所能達到的最小K值，稱為極限翻邊系數(shù)，以Kmin表示。K稱為翻邊系數(shù)。顯然，K值恒小于1。K值愈小，變形程度愈275.3大型覆蓋零件的成形

大型覆蓋零件主要是指汽車、拖拉機等車身部位的大型零件，如圖5.26所示。5.3大型覆蓋零件的成形

大型覆蓋零件主要是指汽車、28圖5.26大型覆蓋件零件圖5.26大型覆蓋件零件29這類零件具有形狀復雜（多為空間曲面）、輪廓尺寸大、表面質(zhì)量要求高（光滑、美觀）、剛性好、沖壓成形難度比較大等特點。它的制造過程要經(jīng)過板料的切斷或局部切角、拉深、修邊、翻邊、沖孔等多道工序才能完成。這類零件具有形狀復雜（多為空間曲面）、輪廓尺寸大、表面質(zhì)305.3.1覆蓋件成形工藝的主要特點

覆蓋件的成形過程如圖5.27所示。

5.3.1覆蓋件成形工藝的主要特點31圖5.27覆蓋件的成形過程示意圖圖5.27覆蓋件的成形過程示意圖32成形過程包括：①坯料放入，坯料因其自重作用有一定程度的向下彎曲；②通過壓邊裝置壓邊，同時壓制拉深筋；③凸模下降，板料與凸模接觸，隨著接觸區(qū)域的擴大，板料逐步與凸模貼合；成形過程包括：①坯料放入，坯料因其自重作用有一定程度的向33④凸模繼續(xù)下移，材料不斷被拉入模具型腔，并使側(cè)壁成形；⑤凸、凹模合模，材料被壓成模具型腔形狀；⑥繼續(xù)加壓使工件定型，凸模到達下止點；⑦卸載。④凸模繼續(xù)下移，材料不斷被拉入模具型腔，并使側(cè)壁成形；⑤34覆蓋件成形往往不是單純拉深而是拉深和脹形，甚至是拉深、脹形和彎曲等的復合成形。它有如下特點：覆蓋件成形往往不是單純拉深而是拉深和脹形，甚至是拉深、脹35①覆蓋件成形不論其形狀如何復雜，常采用一次拉深工序，完成全部空間曲面形狀（包括表面的棱線、筋條和鼓包等）的成形。①覆蓋件成形不論其形狀如何復雜，常采用一次拉深工序，完36②由于覆蓋件幾何形狀不規(guī)則，將引起變形不均勻。為了調(diào)整和控制金屬的流動阻力，拉深時常采取添加工藝補充面以及在凹模面上加設(shè)拉深筋等的措施，來改善金屬在壓邊圈下的流動，使變形趨向均勻，防止起皺與拉裂。②由于覆蓋件幾何形狀不規(guī)則，將引起變形不均勻。為了調(diào)整37③對大型覆蓋件成形，需要較大和較穩(wěn)定的壓邊力。為此，常采用雙動壓力機。③對大型覆蓋件成形，需要較大和較穩(wěn)定的壓邊力。為此，常38④為易于拉深成形，常選用如08鋼等含碳量低的塑性好、表面質(zhì)量好和尺寸精度高的材料。④為易于拉深成形，常選用如08鋼等含碳量低的塑性好、表39⑤制訂拉深工藝和設(shè)計模具所依據(jù)的，不只是覆蓋件零件圖，還需要尺寸為1︰1的主模型—覆蓋件表面樣件。⑤制訂拉深工藝和設(shè)計模具所依據(jù)的，不只是覆蓋件零件圖，405.3.2覆蓋件成形工藝性分析為了保證覆蓋件質(zhì)量，應注意以下幾個方面。5.3.2覆蓋件成形工藝性分析411．覆蓋件深度由于是一次性成形，覆蓋件曲面形狀沿拉深方向的實際深度應淺一些，各處深度的變化盡可能平緩均勻。1．覆蓋件深度422．拉深工序與其他后續(xù)工序的配合拉深工序要為隨后的修邊和翻邊工序提供方便的條件，如模具結(jié)構(gòu)、工件定位、送料取件等。2．拉深工序與其他后續(xù)工序的配合433．覆蓋件上裝飾棱線、筋條、凹凸平臺等的成形一般采取加大圓角和使其側(cè)壁改為傾斜，靠局部材料變薄，將其在拉深時同時壓出。3．覆蓋件上裝飾棱線、筋條、凹凸平臺等的成形444．對稱件一次沖壓對尺寸不大的左右對稱的覆蓋件，可將左、右件合并在一起沖壓成形，然后再將其切開。4．對稱件一次沖壓455．合理的毛坯形狀和尺寸覆蓋件的毛坯形狀和尺寸對其成形影響較大。選用標準板料尺寸時，應核算并對比其材料利用率。5．合理的毛坯形狀和尺寸465.3.3覆蓋件成形工藝參數(shù)的確定5.3.3.1拉深方向確定拉深方向，就是確定零件在模具中的三個坐標（x、y、z）位置。合理的拉深方向應符合下列原則。5.3.3覆蓋件成形工藝參數(shù)的確定47①保證能將制件一次拉成，不應有凸模接觸不到的死角或死區(qū)，一般要求制件側(cè)邊與沖壓方向構(gòu)成的斜角>10°。圖5.28表示為滿足制件底部鼓包在水平面進行反向成形的需要而確定的拉深方向。①保證能將制件一次拉成，不應有凸模接觸不到的死角或死區(qū)48圖5.28使覆蓋件鼓包水平面上反向成形所確定的拉深方向圖5.28使覆蓋件鼓包水平面上反向成形所確定的拉深方向49②保證成形時凸模與坯料接觸狀態(tài)良好。開始拉深時，凸模與拉深毛坯的接觸面積要大，接觸面應盡量靠近凸模中心，如圖5.29所示。②保證成形時凸模與坯料接觸狀態(tài)良好。開始拉深時，凸模與50圖5.29凸模與毛坯的接觸狀態(tài)圖5.29凸模與毛坯的接觸狀態(tài)51盡可能使凸模兩側(cè)與坯料的傾角基本一致（

），能使由兩側(cè)流入凹模內(nèi)的變形材料保持均勻，凹模型腔內(nèi)的材料不會產(chǎn)生皺折，壓邊面上的材料也不會起皺。盡可能使凸模兩側(cè)與坯料的傾角基本一致（），能使52凸模表面同時接觸毛坯的點要多而分散，并盡可能分布均勻，以防止毛坯竄動，同時避免因接觸面積小而集中，造成材料局部開裂。凸模表面同時接觸毛坯的點要多而分散，并盡可能分布均勻，以53③盡量減小拉深深度，并使成形深度盡可能均勻。值得注意的是拉深凹模內(nèi)的反向鼓包必須低于坯料的壓邊面，如圖5.30所示。③盡量減小拉深深度，并使成形深度盡可能均勻。54圖5.30凹模形狀與壓邊面的關(guān)系

1—凸模；2—凹模；3—壓邊面圖5.30凹模形狀與壓邊面的關(guān)系

1—凸模；2—凹模55如果凹模內(nèi)的鼓包高于壓邊面，則在拉深成形開始之時，凹模內(nèi)的鼓包平面最先和變形坯料面相接觸，使坯料產(chǎn)生了彎曲變形，從而使零件在隨后的拉深中出現(xiàn)大皺紋，甚至會產(chǎn)生折疊。如果凹模內(nèi)的鼓包高于壓邊面，則在拉深成形開始之時，凹模內(nèi)56④從考慮后續(xù)修邊、沖孔等工序的方便來確定拉深方向。④從考慮后續(xù)修邊、沖孔等工序的方便來確定拉深方向。575.3.3.2工藝補充面工藝補充面是指為彌補覆蓋件在沖壓成形過程中的工藝缺陷，在覆蓋件本體部分以外另行增添的必要的材料補充。5.3.3.2工藝補充面58增添工藝補充面的目的是改善覆蓋件成形時的工藝條件，例如對流入凹模過快的部位實行限流，促使材料各處的變形均勻，或者為了方便覆蓋件成形中的定位及后續(xù)的修邊、翻邊等工序。工藝補充面在覆蓋件成形后將被修剪掉。增添工藝補充面的目的是改善覆蓋件成形時的工藝條件，例如對59圖5.31工藝補充部分圖5.31工藝補充部分605.3.3.3壓邊面壓邊面是位于凹模圓角半徑以外的那一部分坯料。壓邊面與成形零件的關(guān)系存在兩種情況：①壓邊面就是覆蓋本身的凸緣面，即覆蓋件本體的一部分；②壓邊面是由工藝補充面所組成的，需拉深后切除。5.3.3.3壓邊面61確定壓邊面的形狀時，應著重考慮以下幾點。①壓邊面應為平面、圓柱面、圓錐面或曲率很小的雙曲面等可展開面，如圖5.32所示。確定壓邊面的形狀時，應著重考慮以下幾點。62圖5.32常用的壓邊面幾何形狀

1—平面；2—圓柱面；3—圓錐面；4—直曲面圖5.32常用的壓邊面幾何形狀

1—平面；2—圓柱面；363壓邊面應能保證坯料被壓緊后不產(chǎn)生局部的起伏、折棱和皺褶現(xiàn)象，在坯料變形時由壓邊引起的塑性流動阻力小，材料向凹模腔內(nèi)流動順利。壓邊面應能保證坯料被壓緊后不產(chǎn)生局部的起伏、折棱和皺褶現(xiàn)64②壓邊面與拉深凸模的幾何形狀之間應滿足如下的關(guān)系：L>L1

<②壓邊面與拉深凸模的幾何形狀之間應滿足如下的關(guān)系：65式中，L為凸模形狀展開長度（mm），L1為壓邊面形狀展開長度（mm），為凸模仰角，為壓邊面仰角，如圖5.33和圖5.34所示。式中，L為凸模形狀展開長度（mm），L1為壓邊面形狀展開66圖5.33壓邊面展開長度與凸模展開長度的關(guān)系圖5.33壓邊面展開長度與凸模展開長度的關(guān)系67圖5.34凸模仰角與壓邊面仰角的關(guān)系圖5.34凸模仰角與壓邊面仰角的關(guān)系68當L<L1、

>

時，則壓邊面下會產(chǎn)生多余材料，這部分多余材料拉入凹模腔后，將由于延展不開而形成皺紋。當L<L1、

>

時，則壓邊面下會產(chǎn)生多余材料，這部69③壓邊面的形狀應為一定的彎曲形狀，這有利于降低覆蓋件的成形深度。同時，壓邊面的形狀還應方便覆蓋件坯料的定位和送料。③壓邊面的形狀應為一定的彎曲形狀，這有利于降低覆蓋件的705.3.3.4工藝切口工藝切口是汽車覆蓋件成形中用來增大坯料局部變形程度的工藝措施。5.3.3.4工藝切口71當在制件上需壓出深度較大的局部突起或鼓包，而又不易從外部得到足夠材料補充時，可考慮在工件需要沖孔的區(qū)域，先沖工藝切口（或孔），以便從變形區(qū)內(nèi)部得到材料補充，同時，也可降低變形區(qū)應力，避免局部開裂。當在制件上需壓出深度較大的局部突起或鼓包，而又不易從外部72工藝切口的沖制：①落料時沖出。用于較淺的局部成形。②拉深過程中沖出。用于局部成形深度較大的零件。工藝切口的沖制：73在坯料成形過程中切制工藝切口時，不應將切割的材料與零件完全分離，否則切口廢料的消除比較困難，消除不凈的廢料還會劃傷零件表面。在坯料成形過程中切制工藝切口時，不應將切割的材料與零件完745.3.3.5拉深筋（拉深檻）的設(shè)置設(shè)置拉深筋（拉深檻）的目的在于：5.3.3.5拉深筋（拉深檻）的設(shè)置75①增加材料變形阻力，使被壓邊面包圍的材料有足夠的變形硬化，提高制件剛度；②調(diào)節(jié)坯料上各處材料的流動狀況，使其變形均勻一致，防止毛坯起皺；③降低對坯料與壓邊面接觸狀態(tài)的要求，提高壓邊效果，增加成形穩(wěn)定性。①增加材料變形阻力，使被壓邊面包圍的材料有足夠的變形硬76拉深筋和拉深檻的選用由覆蓋件的成形形狀和變形條件來決定。拉深筋和拉深檻的選用由覆蓋件的成形形狀和變形條件來決定。77拉深筋：拉深筋的結(jié)構(gòu)如圖5.35所示。剖面是半圓弧狀，一般做在壓邊圈上。凹模上則開出相應的槽。拉深筋的數(shù)量和形式可根據(jù)需要靈活變化，所以應用廣泛，但其阻流作用不如拉深檻大。拉深筋：拉深筋的結(jié)構(gòu)如圖5.35所示。剖面是半圓弧78圖5.35拉深筋的結(jié)構(gòu)圖5.35拉深筋的結(jié)構(gòu)79拉深檻：拉深檻的結(jié)構(gòu)如圖5.36所示。剖面形狀呈梯形，類似門檻形狀，安裝于凹模的洞口部位。它對材料的阻流作用比拉深筋大。拉深檻主要用于曲率特別大、外形平坦和拉深深度淺的制件。拉深檻：拉深檻的結(jié)構(gòu)如圖5.36所示。剖面形狀呈梯80圖5.36拉深檻的結(jié)構(gòu)圖5.36拉深檻的結(jié)構(gòu)815.3.4覆蓋件拉深模5.3.4.1覆蓋件拉深模的結(jié)構(gòu)特點根據(jù)所用壓力機類型的不同，覆蓋件拉深模分為單動壓力機用拉深模和雙動壓力機用拉深模。5.3.4覆蓋件拉深模82圖5.37所示為單動壓力機用拉深模的典型結(jié)構(gòu)。主要拉深形狀簡單、深度較淺的拉深件。圖5.37所示為單動壓力機用拉深模的典型結(jié)構(gòu)。主要拉深形83圖5.37單動拉深模1—凹模；2—壓邊圈；3—調(diào)整墊；4—氣頂柱；5—導板；6—凸模圖5.3784凹模1固定在壓力機的滑塊上，壓邊圈2由氣頂柱4和調(diào)整墊3所支承，凸模6與下模座連為一體固定在工作臺上。壓力機滑塊下行時凹模先將毛坯壓緊在壓邊圈2上，再繼續(xù)下壓，直到下止點，將拉深毛坯拉深成凸模6的形狀。氣墊壓緊力在拉深過程中基本保持不變。凹模1固定在壓力機的滑塊上，壓邊圈2由氣頂柱4和調(diào)整墊3855.3.4.2覆蓋件拉深模工作部分尺寸的結(jié)構(gòu)設(shè)計1．凹模設(shè)計凹模的作用是形成凹模壓料面和凹模拉深圓角。拉深毛坯是通過凹模圓角逐步進入凹模內(nèi)腔，直至拉深成凸模的形狀。5.3.4.2覆蓋件拉深模工作部分尺寸的結(jié)構(gòu)設(shè)計86由于拉深件上有裝飾棱線，裝飾肋條，裝配用凸包、凹坑等，若要一次成形，凹模結(jié)構(gòu)除壓料面和拉深圓角外，裝設(shè)在凹模內(nèi)的成形用的凸?；虬寄?，也屬于凹模結(jié)構(gòu)的一部分。由于拉深件上有裝飾棱線，裝飾肋條，裝配用凸包、凹坑等，若87凹模根據(jù)其底部結(jié)構(gòu)的不同，分為閉式凹模和通口式凹模。圖5.39為閉式結(jié)構(gòu)，在拉深模中，絕大多數(shù)都采用這種結(jié)構(gòu)。凹模根據(jù)其底部結(jié)構(gòu)的不同，分為閉式凹模和通口式凹模。圖588圖5.39微型車后圍雙動拉深模

1—起重棒；2—定位塊；3，11—通氣孔；4—凸模；5—導板；6—壓料圈；7—起重棒；8—凹模；9—頂件裝置；10—定位鍵；12—到位標志器；13—防磨板；14—限位塊圖5.39微型車后圍雙動拉深模

1—起重棒；2—定位塊；89圖5.40為通口式凹模，用于形狀比較復雜，坑包較多、棱線清晰的拉深模。該結(jié)構(gòu)可將型腔內(nèi)孔加工轉(zhuǎn)換為鑲件的外表面加工。圖5.40為通口式凹模，用于形狀比較復雜，坑包較多、棱線90圖5.40通口式凹模圖5.40通口式凹模912．凸模設(shè)計

對于覆蓋件來說，凸模是拉深模的主要成形零件。除工藝上的特殊要求外（如翻邊的展開或工藝補充），其輪廓尺寸和深度即為產(chǎn)品圖尺寸。工作部分肋的厚度應為70～90mm（參見圖5.37）。2．凸模設(shè)計92為了減少加工余量，保證凸模輪廓尺寸，縮短整修工時，在凸模上沿壓料面有一段40～80mm的直壁必須加工，直壁向上用45°斜面過渡，縮小距離b為15～40mm是不加工面，如圖5.41所示。凸模材料一般為HT250。為了減少加工余量，保證凸模輪廓尺寸，縮短整修工時，在凸模93圖5.41凸模外輪廓圖5.41凸模外輪廓94第5章精整成形與局部成形

精整成形5.1局部成形5.2大型覆蓋零件的成形5.3第5章精整成形與局部成形

精整成形5.1局部成形5.2大Page955.1精整成形

5.1.1校平?jīng)_裁后制件會產(chǎn)生穹彎，特別是用無壓料裝置的連續(xù)模沖裁所得的制件更不平整。對于平直度要求比較高的零件需要在沖裁工序后進行校平。5.1精整成形

5.1.1校平96根據(jù)板料的厚度和對表面要求的不同，校平可以分為光面模校平或齒形模校平兩種。對于薄料質(zhì)軟而且表面不允許有壓痕的制件，一般應采用光面模校平，如圖5.1所示。根據(jù)板料的厚度和對表面要求的不同，校平可以分為光面模校平97圖5.1光面校平模圖5.1光面校平模98對于薄料質(zhì)軟而且表面不允許有壓痕的制件，一般應采用光面模校平，如圖5.1所示。光面模對改變材料內(nèi)部應力狀態(tài)的作用不大，校平的效果較差，特別是對于高強度材料的零件校平后仍有較大回彈。對于薄料質(zhì)軟而且表面不允許有壓痕的制件，一般應采用光面模99在實際生產(chǎn)中，有時將工序件正反面交錯堆疊起來校平，以提高校平的效果。為了使校平不受壓力機滑塊導向精度的影響，校平模最好采用浮動式結(jié)構(gòu)。在實際生產(chǎn)中，有時將工序件正反面交錯堆疊起來校平，以提高100當制件平直度要求比較高、材料比較厚或者強度極限比較高、材質(zhì)較硬時，通常采用齒形校平模進行校平。齒形模有細齒和粗齒兩種，齒形尺寸如圖5.2所示，圖（a）為細齒，圖（b）為粗齒。上齒與下齒相互交錯布置。當制件平直度要求比較高、材料比較厚或者強度極限比較高、材101圖5.2用齒面校平圖5.2用齒面校平1025.1.2整形經(jīng)過彎曲、拉深或其他成形工序加工之后，制件已基本成形，但可能圓角半徑還太大，或是某些形狀和尺寸還沒有達到零件的要求，就需要進一步整形。5.1.2整形103整形模和前一道預成形工序所用的模具大體相似，只是要求工作部分精度更高，表面粗糙度更低，圓角半徑和凸、凹模間隙更小。整形模和前一道預成形工序所用的模具大體相似，只是要求工作104為了得到較好的整形效果，對于彎曲件可以采用如圖5.3所示的整形方法。這時要取半成品的長度稍大于成品要求的長度。為了得到較好的整形效果，對于彎曲件可以采用如圖5.3所示105整形時，工件在上下表面受到壓應力作用的同時還在長度方向因變形受到模具凸肩的限制而產(chǎn)生縱向壓力。整形時，工件在上下表面受到壓應力作用的同時還在長度方向因106由于整個橫截面上都是比較均勻的壓應力，有利于減少彎曲回彈變形，所以整形后彎曲件的形狀和尺寸精度較高。但是對于帶大孔的工件或?qū)挾炔坏鹊膹澢荒苡眠@種方法進行整形。由于整個橫截面上都是比較均勻的壓應力，有利于減少彎曲回彈107圖5.4所示為帶凸緣拉深件的整形。整形的部位為凸緣平面、側(cè)壁、底平面和口部、底部的圓角半徑。整形時由于圓角半徑變小，需要從鄰近區(qū)域的材料給予補充。圖5.4所示為帶凸緣拉深件的整形。整形的部位為凸緣平面、108如果鄰近材料流動受到限制，則只有靠變形區(qū)本身材料變薄來實現(xiàn)。這時，變形部位材料的伸長以2%～5%左右為宜。過分伸長，則制件可能破裂。如果鄰近材料流動受到限制，則只有靠變形區(qū)本身材料變薄來實109圖5.3彎曲件的整形圖5.3彎曲件的整形110圖5.4拉深件的整形圖5.4拉深件的整形1115.2局部成形

5.2.1翻邊翻邊是將制件的內(nèi)孔邊緣或外邊緣翻成豎立或成一定角度的直邊。5.2局部成形

5.2.1翻邊112翻邊在沖壓生產(chǎn)中是常用工序之一，如圖5.5所示。根據(jù)制件邊緣輪廓性質(zhì)的不同，翻邊可以分為內(nèi)孔翻邊（圖（a））和外緣翻邊（圖（b））；根據(jù)制件邊緣輪廓形狀的不同，翻邊又分為凸緣翻邊（圖（b）下圖）和凹緣翻邊（圖（b）上圖）兩種。翻邊在沖壓生產(chǎn)中是常用工序之一，如圖5.5所示。根據(jù)制件113此外，根據(jù)翻邊成形后材料厚度的變化情況，還可分為不變薄翻邊（統(tǒng)稱翻邊）和變薄翻邊兩種。此外，根據(jù)翻邊成形后材料厚度的變化情況，還可分為不變薄翻114圖5.5翻邊圖5.5翻邊1155.2.1.1圓孔翻邊1．圓孔翻邊的變形特點和翻邊系數(shù)

圓孔翻邊同樣可以采用網(wǎng)格法，通過觀察網(wǎng)格在變形前后的變化來分析變形，如圖5.6所示。5.2.1.1圓孔翻邊116圖5.6內(nèi)孔翻邊的變形情況圖5.6內(nèi)孔翻邊的變形情況117由圖中可以看出其變形區(qū)在直徑d和D1之間的環(huán)形部分。在翻邊后，坐標網(wǎng)格由扇形變成了矩形，可見變形區(qū)材料沿切向伸長，愈靠近孔口伸長愈大，接近于單向拉伸應力狀態(tài)，切向應變是三個主應變中最大的主應變。由圖中可以看出其變形區(qū)在直徑d和D1之間的環(huán)形部分。在翻118同心圓之間的距離變化不明顯，可見徑向變形很小，徑向尺寸略有減少。豎邊的壁厚有所減薄，尤其在孔口處，減薄較為嚴重。圖中所示的應力、應變狀態(tài)反映了上述分析的這些變形特點。圓孔翻邊的主要危險在于孔口邊緣被拉裂。破裂的條件取決于變形程度的大小。同心圓之間的距離變化不明顯，可見徑向變形很小，徑向尺寸略119圓孔翻邊的變形程度以翻邊前預制孔直徑d與翻邊后孔徑D的比值K來表示。即：圓孔翻邊的變形程度以翻邊前預制孔直徑d與翻邊后孔徑D的比120K稱為翻邊系數(shù)。顯然，K值恒小于1。K值愈小，變形程度愈大。翻邊時在孔邊不破裂的條件下所能達到的最小K值，稱為極限翻邊系數(shù)，以Kmin表示。K稱為翻邊系數(shù)。顯然，K值恒小于1。K值愈小，變形程度愈1215.3大型覆蓋零件的成形

大型覆蓋零件主要是指汽車、拖拉機等車身部位的大型零件，如圖5.26所示。5.3大型覆蓋零件的成形

大型覆蓋零件主要是指汽車、122圖5.26大型覆蓋件零件圖5.26大型覆蓋件零件123這類零件具有形狀復雜（多為空間曲面）、輪廓尺寸大、表面質(zhì)量要求高（光滑、美觀）、剛性好、沖壓成形難度比較大等特點。它的制造過程要經(jīng)過板料的切斷或局部切角、拉深、修邊、翻邊、沖孔等多道工序才能完成。這類零件具有形狀復雜（多為空間曲面）、輪廓尺寸大、表面質(zhì)1245.3.1覆蓋件成形工藝的主要特點

覆蓋件的成形過程如圖5.27所示。

5.3.1覆蓋件成形工藝的主要特點125圖5.27覆蓋件的成形過程示意圖圖5.27覆蓋件的成形過程示意圖126成形過程包括：①坯料放入，坯料因其自重作用有一定程度的向下彎曲；②通過壓邊裝置壓邊，同時壓制拉深筋；③凸模下降，板料與凸模接觸，隨著接觸區(qū)域的擴大，板料逐步與凸模貼合；成形過程包括：①坯料放入，坯料因其自重作用有一定程度的向127④凸模繼續(xù)下移，材料不斷被拉入模具型腔，并使側(cè)壁成形；⑤凸、凹模合模，材料被壓成模具型腔形狀；⑥繼續(xù)加壓使工件定型，凸模到達下止點；⑦卸載。④凸模繼續(xù)下移，材料不斷被拉入模具型腔，并使側(cè)壁成形；⑤128覆蓋件成形往往不是單純拉深而是拉深和脹形，甚至是拉深、脹形和彎曲等的復合成形。它有如下特點：覆蓋件成形往往不是單純拉深而是拉深和脹形，甚至是拉深、脹129①覆蓋件成形不論其形狀如何復雜，常采用一次拉深工序，完成全部空間曲面形狀（包括表面的棱線、筋條和鼓包等）的成形。①覆蓋件成形不論其形狀如何復雜，常采用一次拉深工序，完130②由于覆蓋件幾何形狀不規(guī)則，將引起變形不均勻。為了調(diào)整和控制金屬的流動阻力，拉深時常采取添加工藝補充面以及在凹模面上加設(shè)拉深筋等的措施，來改善金屬在壓邊圈下的流動，使變形趨向均勻，防止起皺與拉裂。②由于覆蓋件幾何形狀不規(guī)則，將引起變形不均勻。為了調(diào)整131③對大型覆蓋件成形，需要較大和較穩(wěn)定的壓邊力。為此，常采用雙動壓力機。③對大型覆蓋件成形，需要較大和較穩(wěn)定的壓邊力。為此，常132④為易于拉深成形，常選用如08鋼等含碳量低的塑性好、表面質(zhì)量好和尺寸精度高的材料。④為易于拉深成形，常選用如08鋼等含碳量低的塑性好、表133⑤制訂拉深工藝和設(shè)計模具所依據(jù)的，不只是覆蓋件零件圖，還需要尺寸為1︰1的主模型—覆蓋件表面樣件。⑤制訂拉深工藝和設(shè)計模具所依據(jù)的，不只是覆蓋件零件圖，1345.3.2覆蓋件成形工藝性分析為了保證覆蓋件質(zhì)量，應注意以下幾個方面。5.3.2覆蓋件成形工藝性分析1351．覆蓋件深度由于是一次性成形，覆蓋件曲面形狀沿拉深方向的實際深度應淺一些，各處深度的變化盡可能平緩均勻。1．覆蓋件深度1362．拉深工序與其他后續(xù)工序的配合拉深工序要為隨后的修邊和翻邊工序提供方便的條件，如模具結(jié)構(gòu)、工件定位、送料取件等。2．拉深工序與其他后續(xù)工序的配合1373．覆蓋件上裝飾棱線、筋條、凹凸平臺等的成形一般采取加大圓角和使其側(cè)壁改為傾斜，靠局部材料變薄，將其在拉深時同時壓出。3．覆蓋件上裝飾棱線、筋條、凹凸平臺等的成形1384．對稱件一次沖壓對尺寸不大的左右對稱的覆蓋件，可將左、右件合并在一起沖壓成形，然后再將其切開。4．對稱件一次沖壓1395．合理的毛坯形狀和尺寸覆蓋件的毛坯形狀和尺寸對其成形影響較大。選用標準板料尺寸時，應核算并對比其材料利用率。5．合理的毛坯形狀和尺寸1405.3.3覆蓋件成形工藝參數(shù)的確定5.3.3.1拉深方向確定拉深方向，就是確定零件在模具中的三個坐標（x、y、z）位置。合理的拉深方向應符合下列原則。5.3.3覆蓋件成形工藝參數(shù)的確定141①保證能將制件一次拉成，不應有凸模接觸不到的死角或死區(qū)，一般要求制件側(cè)邊與沖壓方向構(gòu)成的斜角>10°。圖5.28表示為滿足制件底部鼓包在水平面進行反向成形的需要而確定的拉深方向。①保證能將制件一次拉成，不應有凸模接觸不到的死角或死區(qū)142圖5.28使覆蓋件鼓包水平面上反向成形所確定的拉深方向圖5.28使覆蓋件鼓包水平面上反向成形所確定的拉深方向143②保證成形時凸模與坯料接觸狀態(tài)良好。開始拉深時，凸模與拉深毛坯的接觸面積要大，接觸面應盡量靠近凸模中心，如圖5.29所示。②保證成形時凸模與坯料接觸狀態(tài)良好。開始拉深時，凸模與144圖5.29凸模與毛坯的接觸狀態(tài)圖5.29凸模與毛坯的接觸狀態(tài)145盡可能使凸模兩側(cè)與坯料的傾角基本一致（

），能使由兩側(cè)流入凹模內(nèi)的變形材料保持均勻，凹模型腔內(nèi)的材料不會產(chǎn)生皺折，壓邊面上的材料也不會起皺。盡可能使凸模兩側(cè)與坯料的傾角基本一致（），能使146凸模表面同時接觸毛坯的點要多而分散，并盡可能分布均勻，以防止毛坯竄動，同時避免因接觸面積小而集中，造成材料局部開裂。凸模表面同時接觸毛坯的點要多而分散，并盡可能分布均勻，以147③盡量減小拉深深度，并使成形深度盡可能均勻。值得注意的是拉深凹模內(nèi)的反向鼓包必須低于坯料的壓邊面，如圖5.30所示。③盡量減小拉深深度，并使成形深度盡可能均勻。148圖5.30凹模形狀與壓邊面的關(guān)系

1—凸模；2—凹模；3—壓邊面圖5.30凹模形狀與壓邊面的關(guān)系

1—凸模；2—凹模149如果凹模內(nèi)的鼓包高于壓邊面，則在拉深成形開始之時，凹模內(nèi)的鼓包平面最先和變形坯料面相接觸，使坯料產(chǎn)生了彎曲變形，從而使零件在隨后的拉深中出現(xiàn)大皺紋，甚至會產(chǎn)生折疊。如果凹模內(nèi)的鼓包高于壓邊面，則在拉深成形開始之時，凹模內(nèi)150④從考慮后續(xù)修邊、沖孔等工序的方便來確定拉深方向。④從考慮后續(xù)修邊、沖孔等工序的方便來確定拉深方向。1515.3.3.2工藝補充面工藝補充面是指為彌補覆蓋件在沖壓成形過程中的工藝缺陷，在覆蓋件本體部分以外另行增添的必要的材料補充。5.3.3.2工藝補充面152增添工藝補充面的目的是改善覆蓋件成形時的工藝條件，例如對流入凹模過快的部位實行限流，促使材料各處的變形均勻，或者為了方便覆蓋件成形中的定位及后續(xù)的修邊、翻邊等工序。工藝補充面在覆蓋件成形后將被修剪掉。增添工藝補充面的目的是改善覆蓋件成形時的工藝條件，例如對153圖5.31工藝補充部分圖5.31工藝補充部分1545.3.3.3壓邊面壓邊面是位于凹模圓角半徑以外的那一部分坯料。壓邊面與成形零件的關(guān)系存在兩種情況：①壓邊面就是覆蓋本身的凸緣面，即覆蓋件本體的一部分；②壓邊面是由工藝補充面所組成的，需拉深后切除。5.3.3.3壓邊面155確定壓邊面的形狀時，應著重考慮以下幾點。①壓邊面應為平面、圓柱面、圓錐面或曲率很小的雙曲面等可展開面，如圖5.32所示。確定壓邊面的形狀時，應著重考慮以下幾點。156圖5.32常用的壓邊面幾何形狀

1—平面；2—圓柱面；3—圓錐面；4—直曲面圖5.32常用的壓邊面幾何形狀

1—平面；2—圓柱面；3157壓邊面應能保證坯料被壓緊后不產(chǎn)生局部的起伏、折棱和皺褶現(xiàn)象，在坯料變形時由壓邊引起的塑性流動阻力小，材料向凹模腔內(nèi)流動順利。壓邊面應能保證坯料被壓緊后不產(chǎn)生局部的起伏、折棱和皺褶現(xiàn)158②壓邊面與拉深凸模的幾何形狀之間應滿足如下的關(guān)系：L>L1

<②壓邊面與拉深凸模的幾何形狀之間應滿足如下的關(guān)系：159式中，L為凸模形狀展開長度（mm），L1為壓邊面形狀展開長度（mm），為凸模仰角，為壓邊面仰角，如圖5.33和圖5.34所示。式中，L為凸模形狀展開長度（mm），L1為壓邊面形狀展開160圖5.33壓邊面展開長度與凸模展開長度的關(guān)系圖5.33壓邊面展開長度與凸模展開長度的關(guān)系161圖5.34凸模仰角與壓邊面仰角的關(guān)系圖5.34凸模仰角與壓邊面仰角的關(guān)系162當L<L1、

>

時，則壓邊面下會產(chǎn)生多余材料，這部分多余材料拉入凹模腔后，將由于延展不開而形成皺紋。當L<L1、

>

時，則壓邊面下會產(chǎn)生多余材料，這部163③壓邊面的形狀應為一定的彎曲形狀，這有利于降低覆蓋件的成形深度。同時，壓邊面的形狀還應方便覆蓋件坯料的定位和送料。③壓邊面的形狀應為一定的彎曲形狀，這有利于降低覆蓋件的1645.3.3.4工藝切口工藝切口是汽車覆蓋件成形中用來增大坯料局部變形程度的工藝措施。5.3.3.4工藝切口165當在制件上需壓出深度較大的局部突起或鼓包，而又不易從外部得到足夠材料補充時，可考慮在工件需要沖孔的區(qū)域，先沖工藝切口（或孔），以便從變形區(qū)內(nèi)部得到材料補充，同時，也可降低變形區(qū)應力，避免局部開裂。當在制件上需壓出深度較大的局部突起或鼓包，而又不易從外部166工藝切口的沖制：①落料時沖出。用于較淺的局部成形。②拉深過程中沖出。用于局部成形深度較大的零件。工藝切口的沖制：167在坯料成形過程中切制工藝切口時，不應將切割的材料與零件完全分離，否則切口廢料的消除比較困難，消除不凈的廢料還會劃傷零件表面。在坯料成形過程中切制工藝切口時，不應將切割的材料與零件完1685.3.3.5拉深筋（拉深檻）的設(shè)置設(shè)置拉深筋（拉深檻）的目的在于：5.3.3.5拉深筋（拉深檻）的設(shè)置169①增加材料變形阻力，使被壓邊面包圍的材料有足夠的變形硬化，提高制件剛度；②調(diào)節(jié)坯料上各處材料的流動狀況，使其變形均勻一致，防止毛坯起皺；③降低對坯料與壓邊面接觸狀態(tài)的要求，提高壓邊效果，增加成形穩(wěn)定性。①增加材料變形阻力，使被壓邊面包圍