板料的沖壓工藝課件

第八章板料的沖壓工藝第一節(jié)分離工序第二節(jié)變形工序第三節(jié)沖模的分類(lèi)和構(gòu)造第四節(jié)沖壓工藝過(guò)程的制定

板料沖壓：是利用裝在沖床上的沖模對(duì)金屬板料加壓，使之產(chǎn)生變形或分離，從而獲得零件或毛坯的加工方法。板料沖壓又稱(chēng)薄板沖壓或冷沖壓。板料沖壓通常在室溫下進(jìn)行，故又稱(chēng)冷沖壓。當(dāng)板料厚度超過(guò)810mm時(shí)，需采用熱沖壓。板料沖壓的特點(diǎn)：1）在常溫下加工，金屬板料必須具有足夠的塑性和較低的變形抗力。

2）金屬板料經(jīng)冷變形強(qiáng)化，獲得一定的幾何形狀后，結(jié)構(gòu)輕巧，重量輕，強(qiáng)度和剛度較高。

3）沖壓件尺寸精度高，質(zhì)量穩(wěn)定，互換性好，一般不需機(jī)械加工即可作零件使用，節(jié)省原材料。

5）可以沖壓形狀復(fù)雜的零件，廢料少。6）沖壓模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度要求高，制造費(fèi)用高，只適用于大批量生產(chǎn)。

沖壓工藝廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、飛機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械、儀表電器、輕工和日用品等工業(yè)部門(mén)。板料沖壓的基本工序

板料沖壓的基本工序按變形性質(zhì)可分為分離工序和變形工序兩大類(lèi)。4）沖壓生產(chǎn)操作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率高，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。第一節(jié)分離工序

分離工序是使坯料的一部分與另一部分相互分離的工序。如落料、沖孔、切斷、精沖等。一、落料及沖孔

落料是被分離的部分為成品，而周邊是廢料；沖孔是被分離的部分為廢料，而周邊是成品;落料及沖孔（統(tǒng)稱(chēng)沖裁）是使坯料按封閉輪廓分離的工序。51板料的沖裁過(guò)程如下圖所示。凸模與凹模具有與工件輪廓一樣的刃口，凸、凹模之間存在一定的間隙。當(dāng)壓力機(jī)滑塊將凸模推下時(shí)，放在凸、凹模之間的板料沖裁成所需的工件。板料的沖裁示意圖1.沖裁過(guò)程圖8-1沖裁時(shí)板料的變形過(guò)程沖裁時(shí)板料的變形過(guò)程可分為三個(gè)階段，如圖8-1所示。①當(dāng)凸模開(kāi)始接觸板料并下壓時(shí)，板料產(chǎn)生彈性壓縮、彎曲、拉伸等變形；②凸模繼續(xù)下壓，板料的應(yīng)力達(dá)到屈服點(diǎn)，板料發(fā)生塑性變形；③當(dāng)板料應(yīng)力達(dá)到抗剪強(qiáng)度時(shí)，板料在與凸、凹模刃口接觸處產(chǎn)生裂紋，當(dāng)上下剪裂紋相連時(shí)，板料便分成了兩部分。（1）沖裁變形過(guò)程可分為三個(gè)階段①蹋角（圓角）帶：刃口附近材料被彎曲和拉伸的結(jié)果。②光亮帶：塑性變形過(guò)程中凸模（或凹模）擠壓切入材料，使其受到剪切和擠壓應(yīng)力的作用而形成。表面光滑，斷面質(zhì)量最好。③剪裂（斷裂）帶：由于刃口處的微裂紋在拉應(yīng)力作用下不斷擴(kuò)展斷裂而形成。表面粗糙，略帶斜度。④毛刺：微裂紋出現(xiàn)時(shí)產(chǎn)生,沖頭繼續(xù)下行時(shí)被拉長(zhǎng)。（2）沖裁件切斷面上的區(qū)域特征沖裁件的切斷面不很光滑，并有一定錐度，它可分為如下幾個(gè)區(qū)域：2.沖裁凸凹模間隙52沖裁間隙是指沖裁凸模與凹模之間工作部分的尺寸之差，如圖所示，即：

Z=D凹－D凸

沖裁間隙不僅對(duì)沖裁件的質(zhì)量起決定性的作用，而且直接影響模具的使用壽命。圖沖裁間隙

間隙過(guò)?。?/p>

凸模刃口處裂紋相對(duì)于凹模刃口裂紋向外錯(cuò)開(kāi)。兩裂紋之間的材料隨著沖裁的進(jìn)行將被第二次剪切，在斷面上形成第二光亮帶；因間隙太小，凹凸模受到金屬的擠壓作用增大，增加了材料與凹凸模之間的摩擦力，刃口所受壓力增大，造成模具刃口變形及端面磨損加劇，加劇了凹凸模的磨損，縮短了模具壽命。嚴(yán)重時(shí)甚至發(fā)生崩刃現(xiàn)象。間隙隙過(guò)過(guò)大大：：凸模模刃刃口口處處裂裂紋紋相相對(duì)對(duì)于于凹凹模模刃刃口口裂裂紋紋向向內(nèi)內(nèi)錯(cuò)錯(cuò)開(kāi)開(kāi)。。板料料受受拉拉伸伸、、彎彎曲曲的的作作用用加加大大，，拉拉應(yīng)應(yīng)力力增增大大，，易易產(chǎn)產(chǎn)生生剪剪裂裂紋紋，，塑塑性性變變形形階階段段較較早早結(jié)結(jié)束束，，致致使使切切斷斷面面光光亮亮帶帶減減小小，，剪剪切切斷斷面面圓圓角角（（塌塌角角））和和錐錐度度增增大大，，導(dǎo)導(dǎo)致致沖沖裁裁件件平平面面產(chǎn)產(chǎn)生生翹翹曲曲現(xiàn)現(xiàn)象象，，上上下下裂裂紋紋不不重重合合，，工工件件有有明明顯顯的的厚厚而而大大的的拉拉斷斷毛毛刺刺，，且且難難以以去去除除。。因此，，落料料件的的外形形尺寸寸較小小，沖沖孔件件的內(nèi)內(nèi)腔尺尺寸增增大，，品質(zhì)質(zhì)較差差。但但推件件力和和卸料料力卻卻大為為減少少，甚甚至為為零，，材料料對(duì)凹凹凸模模的摩摩擦作作用大大大減減弱，，故模模具的的壽命命較長(zhǎng)長(zhǎng)。適用于公差差無(wú)特殊要要求的批量量較大的沖沖裁件。較小的間隙隙有利于提提高沖裁件件的質(zhì)量。。較大的間隙隙則有利于于提高模具具的壽命。。間隙合理：：間隙合理時(shí)時(shí)，上下裂裂紋重合一一線(xiàn)，沖裁裁力、卸料料力和推件件力適中，，模具有足足夠長(zhǎng)的壽壽命。光亮亮帶占板厚厚的1/2~1/3，圓角帶帶、斷裂帶帶和錐度很很小。零件件的尺寸幾幾乎與模具具一致。影響間隙值值的主要因因素：是板料厚度度及材料性性質(zhì)。板料厚度愈愈大，間隙隙數(shù)值愈大大，反之板板料愈薄則則間隙愈小小。通常沖裁軟軟鋼、鋁合合金、銅合合金等材料料時(shí)，模具具間隙取板板厚的6％％～8％，，沖裁硬鋼等等材料時(shí)，，模具間隙隙取板厚的的8％～12％。實(shí)際生產(chǎn)中中，模具的的間隙數(shù)值值可通過(guò)查查表8-1獲得，合合理的間隙隙值有相當(dāng)當(dāng)大的變動(dòng)動(dòng)范圍，約約為5％～～25％，，在保證沖沖裁件質(zhì)量量的前提下下，應(yīng)采用用較大的間間隙。3.凸模模、凹模刃刃口部分尺尺寸計(jì)算53沖孔和落料料所用的模模具結(jié)構(gòu)基基本相同，，但刃口部部分的尺寸寸有所區(qū)別別。凸模和和凹模刃口口尺寸直接接決定了沖沖裁件的尺尺寸和間隙隙大小，是是模具中最最重要的尺尺寸。模具具刃口設(shè)計(jì)計(jì)原則如下下：①落料時(shí)時(shí)，落料件件的尺寸是是由凹模決決定的，因因此應(yīng)以落落料凹模為為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)準(zhǔn)。沖孔件件的尺寸是是由凸模決決定的，因因此應(yīng)以沖沖孔凸模為為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)準(zhǔn)。②模具磨損損后將使模具具凹模尺寸變變大，凸模尺尺寸變小，因因此設(shè)計(jì)模具具時(shí)，對(duì)于落落料件，凹模模是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)準(zhǔn)，凹模刃口口尺寸應(yīng)接近近落料件的最最小極限尺寸寸，凸模刃口口尺寸比凹模模縮小一個(gè)間間隙量；對(duì)于于沖孔件，凸凸模是設(shè)計(jì)基基準(zhǔn)，凸模刃刃口尺寸應(yīng)接接近沖孔件的的最大極限尺尺寸，凹模刃刃口尺寸比凸凸模放大一個(gè)個(gè)間隙量。具具體計(jì)算公式式如下：落料：沖孔：4.沖裁力的計(jì)算算54式中：D凹、D凸──分別為落落料凹模和凸凸模的基本尺尺寸，mm；；d凸、d凹──分別為沖沖孔凸模和凹凹模的基本尺尺寸，mm；；Dmax──落料件的最大大極限尺寸，，mm；dmin──沖孔件的的最小極限尺尺寸，mm；；Δ──沖裁件的的公差，mm；x──磨損系數(shù)數(shù)，其值應(yīng)在在0.5~1之間，與沖沖裁精度有關(guān)關(guān)。當(dāng)工件公公差為IT10以上時(shí)，，x=1，當(dāng)工件件公差為IT11~IT13時(shí)，x=0.75，，當(dāng)工件公差差為IT14以下時(shí)，x=0.5。δ凹、δ凸─分別為凹模和和凸模的制造造公差。沖裁時(shí)材料對(duì)對(duì)模具的最大大抗力稱(chēng)為沖沖裁力。沖裁裁力是選擇壓壓力機(jī)的主要要依據(jù)，也是是設(shè)計(jì)模具所所必須的依據(jù)據(jù)。沖裁力大大小與板料的的材質(zhì)、厚度度及沖裁件周周邊的長(zhǎng)度有有關(guān)。普通平平刃口沖裁模模沖裁力的計(jì)計(jì)算方法如下下：P=KL(3-14)式中P──沖裁力，N；；L──沖裁件周長(zhǎng)，，mm；──板料厚度，mm；55K──安全系數(shù)，通通常取1.3。τ──材料的抗剪強(qiáng)強(qiáng)度，MPa；查手冊(cè)或或=0.8b5.沖裁件件的排樣排樣是指指落料件件在條料料，帶料料或板料料上合理理布置的的方法。。排樣合合理則廢廢料最少少，材料料利用率率最大。。如圖：：所需板板料分別別為：：182.75mm2、117mm2、225.25mm2、97.5mm2。落料件的的排樣有有兩種類(lèi)類(lèi)型：無(wú)搭邊排排樣：用落料件件的一個(gè)個(gè)邊作為為另一個(gè)個(gè)落料件件的邊。。該方法法材料利利用率很很高；但但毛刺不不在同一一個(gè)平面面上，尺尺寸不夠夠準(zhǔn)確，，適用于于對(duì)落料料件品質(zhì)質(zhì)要求不不高的場(chǎng)場(chǎng)合。圖8-4同同一落料料件的四四種排樣樣方式有搭邊排排樣：各落料件件之間均均留有一一定尺寸寸的搭邊邊。該方方法毛刺刺小，而而且在同同一個(gè)平平面上，，落料件件尺寸準(zhǔn)準(zhǔn)確，品品質(zhì)較高高，但材材料消耗耗多。對(duì)精度要要求較高高的零件件常在沖沖裁后再再進(jìn)行修修整。即在修整整模上利利用切削削的方法法，將沖沖裁件的的外緣或或內(nèi)孔切切去很薄薄一層金金屬，切切掉沖裁裁件切斷斷面上存存留的剪剪裂帶和和毛刺，，提高沖沖裁件的的尺寸精精度，降降低表面面粗糙度度，以獲獲得平直直而光潔潔的斷面面的一種種工藝方方法。修整時(shí)時(shí)應(yīng)合合理確確定修修整余余量和和修整整次數(shù)數(shù)：大間隙隙落料料件，單邊邊修整整量為為板料料厚度度的10%。小間隙隙落料料件，單邊邊修整整量為為板料料厚度度的8%以以下。。二、沖沖裁后后的修修整圖8-5修正工序簡(jiǎn)圖a)外緣修整b）內(nèi)緣修整

1-凸模2-凹模

修整總總量大大于一一次修修整量量、或或板料料厚度度大于于3mm時(shí)時(shí)，需需多次次修整整，但但修整整次數(shù)數(shù)越少少越好好。外緣修修整時(shí)時(shí)凹凸凸模間間隙單單邊取?。?.001~0.01mm。。修整整后的的工件件尺寸寸精度度可達(dá)達(dá)IT6～～I(xiàn)T7，，Ra值為為0.8~1.6μμm。三、精精密沖沖裁１．原原理精密沖沖裁是是指通通過(guò)一一次沖沖壓行行程即即可獲獲得低低表面面粗糙糙度和和高精精度的的沖裁裁零件件的工工藝方方法。。精密密沖裁裁是利利用小小間隙隙的凸凸、凹凹模獲獲得純純塑性性剪切切變形形，避避免出出現(xiàn)撕撕裂現(xiàn)現(xiàn)象的的原理理，從從而獲獲得既既不帶帶錐度度又表表面光光潔的的沖裁裁件。。圖8-6精精沖原原理示示意圖圖(a)帶齒齒圈壓壓板精精沖法法(b)精沖沖時(shí)坯坯料變變形區(qū)區(qū)受力力情況況(c)普普通沖沖裁的的法1－凸凸模；；2－－齒圈圈壓板板；3－板板料；；4－－頂板板；5－凹凹模①一一般沖沖裁：：精度度為IT10～～I(xiàn)T11，Ra：12.5～3.2；②精精密沖沖裁：：IT8～～I(xiàn)T9，，Ra：3.2～～0.20。用普通通沖裁裁所得得到的的工件件，剪剪切斷斷面比比較粗粗糙，，而且且還會(huì)會(huì)產(chǎn)生生塌角角、毛毛刺等等缺陷陷并帶帶有斜斜度，，工件件的尺尺寸精精度較較低。。精密密沖裁裁（簡(jiǎn)簡(jiǎn)稱(chēng)精精沖））是指指在專(zhuān)專(zhuān)用精精沖壓壓力機(jī)機(jī)或普普通壓壓力機(jī)機(jī)上使使用帶帶V形形齒圈圈壓板板的精精密沖沖裁法法，它它是在在普通通沖裁裁基礎(chǔ)礎(chǔ)上發(fā)發(fā)展起起來(lái)的的一種種沖裁裁工藝藝。精沖的的工作作原理理如圖圖8-6所所示。。精沖沖時(shí)，，齒圈圈壓板板2將將板料料3壓壓緊在在凹模模5表表面，，V形形齒壓壓入材材料，，使坯坯料徑徑向受受到壓壓縮，，當(dāng)凸凸模下下壓時(shí)時(shí)，板板料處處于凸凸模1的下下壓力力、齒齒圈壓壓板2的壓壓邊力力及頂頂板4的反反壓力力的共共同作作用下下，此此外由由于凸凸、凹凹模的的間隙隙很小小，坯坯料處處于強(qiáng)強(qiáng)烈的的三向向壓應(yīng)應(yīng)力狀狀態(tài)，，提高高了材材料的的塑性性，抑抑制了了剪切切過(guò)程程中裂裂紋的的產(chǎn)生生，使使沖裁裁過(guò)程程以接接近于于純剪剪切的的變形形方式式進(jìn)行行。２．．特特點(diǎn)點(diǎn)①材材料料分分離離形形式式：：純純塑塑性性剪剪切切變變形形。。②斷斷面面質(zhì)質(zhì)量量：：全全是是光光亮亮帶帶。。③間間隙隙及及刀刀口口形形式式：：精精沖沖凸凸、、凹凹模模間間隙隙要要比比普普通通沖沖模模小小的的多多；；凸凸、、凹凹模模的的刃刃口口也也不不一一定定做做成成很很鋒鋒利利，，而而有有時(shí)時(shí)須須做做成成圓圓弧弧及及圓圓角角形形式式。。④毛毛刺刺：：毛毛刺刺是是在在板板料料分分離離將將要要結(jié)結(jié)束束時(shí)時(shí)形形成成的的,形形成成后后不不再再變變形形(不不再再被被拉拉長(zhǎng)長(zhǎng))。。⑤精精沖沖的的工工件件極極限限尺尺寸寸較較小小,可可沖沖裁裁寬寬度度或或孔孔徑徑小小于于料料厚厚的的0.5～～0.7mm的的工工件件。。⑥對(duì)對(duì)原原材材料料要要求求須須有有良良好好的的塑塑性性。。⑦使使用用模模具具設(shè)設(shè)備備比比普普通通沖沖裁裁復(fù)復(fù)雜雜,使使用用自自動(dòng)動(dòng)及及精精沖沖專(zhuān)專(zhuān)用用設(shè)設(shè)備備；；或或在在普普通通沖沖床床上上使使用用精精沖沖模模。。⑧成成本本低低。。對(duì)對(duì)同同一一精精度度沖沖裁裁件件精精沖沖提提高高了了效效率率(普普通通沖沖裁裁需需加加整整修修工工序序)、、節(jié)節(jié)約約工工時(shí)時(shí)、、降降低低成成本本。。３．．應(yīng)應(yīng)用用：目前廣泛泛用于一一些精密密的電子子儀器、、儀表、、鐘表及及照相機(jī)機(jī)零件的的生產(chǎn)。。精密沖裁裁法：改變沖裁裁條件，，以增大大變形區(qū)區(qū)的靜水水壓作用用，抑制制材料的的斷裂，，使塑性性剪切變變形延續(xù)續(xù)到剪切切的全過(guò)過(guò)程，在在材料不不出現(xiàn)剪剪裂紋的的沖裁條條件下實(shí)實(shí)現(xiàn)材料料的分離離，從而而得到斷斷面光滑滑而垂直直的精密密零件。。第二節(jié)成形工序序一、拉拉深1.拉拉深深變形過(guò)過(guò)程及特特點(diǎn)：拉深過(guò)程程如圖示示，其凸凸模和凹凹模有一一定的圓圓角，其其間隙一一般稍大大于板料料厚度。。拉深件件的底部部一般不不變形，，厚度基基本不變變。直壁壁厚度有有所減小小。圓筒形零零件的拉拉深采用拉深深方法可可生產(chǎn)筒筒形、階階梯型、、錐形、、球形、、方盒形形及其他他不規(guī)則則形狀的的薄壁零零件。因因此，拉拉深工藝藝在汽車(chē)車(chē)、拖拉拉機(jī)、電電器、儀儀表工業(yè)業(yè)中得到到廣泛的的應(yīng)用。。將平面板板料沖壓壓成各種種空心開(kāi)開(kāi)口件的的沖壓工工序稱(chēng)為為拉深。。拉深又又稱(chēng)為拉拉延、引引伸、延延深等。。58視頻拉拉深工工序直徑為D，厚度為為t的毛坯經(jīng)經(jīng)拉深模模拉深，，變成內(nèi)內(nèi)徑為d、高度為h的開(kāi)口圓筒筒形工件。。在拉深過(guò)過(guò)程中，毛毛坯的中心心部分成為為圓筒形工工件的底部部，基本不不變形。毛毛坯的凸緣緣部分是主主要變形區(qū)區(qū)域。拉深深過(guò)程實(shí)質(zhì)質(zhì)就是將凸凸緣部分的的材料逐漸漸轉(zhuǎn)移到筒筒壁部分。。在轉(zhuǎn)移過(guò)過(guò)程中部分分材料由于于拉深力的的作用以及及材料間的的相互擠壓壓作用，在在其徑向和和切向分別別產(chǎn)生拉應(yīng)應(yīng)力和切應(yīng)應(yīng)力，在兩兩種應(yīng)力的的共同作用用下，凸緣緣部分的材材料發(fā)生塑塑性變形。。在凸模的的作用下不不斷被壓入入凹模形成成圓筒形開(kāi)開(kāi)口空心件件。圖3-34為圓筒筒形工件的的拉深過(guò)程程示意圖。。拉深工序序見(jiàn)視頻。。圖3-34圓圓筒形工工件拉深過(guò)過(guò)程示意圖圖由于上述應(yīng)應(yīng)力的作用用，拉深件件的壁厚在在不同的部部位有減薄薄或增厚的的變化：側(cè)壁的上部部增加最多多，靠近底底部的圓角角部位附近近，壁厚最最小，也是是拉深過(guò)程程中最容易易破裂的部部分。底部和側(cè)壁壁的拉應(yīng)力力應(yīng)限制在在不使材料料發(fā)生塑性性變形內(nèi)，，而環(huán)形區(qū)區(qū)內(nèi)的徑向向拉應(yīng)力應(yīng)應(yīng)達(dá)到或超超過(guò)材料的的屈服極限限，任何部部位的應(yīng)力力總和應(yīng)小小于強(qiáng)度極極限。否則則會(huì)造成拉拉穿缺陷。。同時(shí)環(huán)狀狀變形區(qū)的的切向壓力力很大，易易使板料出出現(xiàn)皺折，應(yīng)采取措措施預(yù)防。。拉深變形具具有以下特特點(diǎn):①變形區(qū)是是板料的凸凸緣部分，，其他部分分是傳力區(qū)區(qū)。②板料變形形在切向應(yīng)應(yīng)力和徑向向拉應(yīng)力的的作用下，，產(chǎn)生切向向壓縮和徑徑向伸長(zhǎng)的的變形。③拉深時(shí)，，金屬材料料產(chǎn)生很大大的塑性流流動(dòng)，板料料直徑越大大，拉深后后筒形直徑徑越小，其其變形程度度越大。經(jīng)過(guò)拉深后后，筒形件件壁部的厚厚度與硬度度都會(huì)發(fā)生生變化。筒筒壁愈靠上上，切向壓壓縮愈大，，壁部愈厚厚，變形量量愈大，加加工硬化現(xiàn)現(xiàn)象嚴(yán)重，，硬度愈高高。筒壁的的底部靠近近圓角處，，幾乎沒(méi)有有切向壓縮縮，變形程程度小，加加工硬化現(xiàn)現(xiàn)象小，材材料的屈服服點(diǎn)低，壁壁厚變薄。。整個(gè)筒壁壁部由上而而下壁厚逐逐漸變小，，硬、薄板板料拉深時(shí)時(shí)最容易產(chǎn)產(chǎn)生破裂。。（1）拉裂2.拉拉深中常見(jiàn)見(jiàn)的廢品及及防止措施施拉裂是筒形形件拉深時(shí)時(shí)的最主要要的破壞形形式。拉深時(shí)，極極限變形程程度就是以以不拉裂為為前提的。。防止拉裂的的措施是：：圖8-8拉拉裂①正確選擇擇拉伸系數(shù)數(shù)拉深件直徑徑d與坯料直徑徑D的比值稱(chēng)為為拉深系數(shù)數(shù)，用m表示，即m=d/D。拉深系系數(shù)不不小于于0.5～～0.8。。坯料料的塑塑性差差取上上限值值，塑塑性好好取下下限值值。如果拉拉深系系數(shù)過(guò)過(guò)小，，不能能一次次拉深深成形形時(shí)，，則可可采用用多次次拉深深工藝藝。第一次次拉深深系數(shù)數(shù)m1=d1/D第二次次拉深深系數(shù)數(shù)m2=d2/d1…………………………………………………第n次次拉深深系數(shù)數(shù)mn=dn/dn-1總的拉拉深系系數(shù)m=m1×m2×…×mn60在拉深深工藝藝設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)，，必須須知道道沖壓壓件需需要幾幾道工工序才才能完完成，，它直直接關(guān)關(guān)系到到?jīng)_壓壓件的的質(zhì)量量及成成本。。拉深深次數(shù)數(shù)取決決于每每次拉拉深時(shí)時(shí)允許許的極極限變變形程程度。。拉深深系數(shù)數(shù)m是指每每次拉拉深后后筒形形件直直徑與與拉深深前毛毛坯（（或半半成品品）直直徑的的比值值，是是衡量量拉深深變形形程度度的重重要工工藝參參數(shù)，，如圖圖8-9所示示。圖8-9多多次次拉深深時(shí)筒筒形件件直徑徑的變變化凸凹模模的圓圓角半半徑為為r，，板料料材質(zhì)質(zhì)為鋼鋼，厚厚度為為，則則：r凹=10，r凸=（0.6~1）r凹若兩個(gè)個(gè)圓角角半徑徑過(guò)小小，則則容易易拉裂裂。②合理理設(shè)計(jì)計(jì)拉深深凸凹凹的圓圓角半半徑③合理理設(shè)計(jì)計(jì)凸凹凹的間間隙一般取取凸凹凹模的的間隙隙為：：z=(1.1~1.2)，比比沖裁裁模間間隙大大。間隙過(guò)過(guò)小，，模具具與拉拉深件件間的的摩擦擦力增增大，，容易易拉裂裂工件件，擦擦傷工工件表表面，，縮短短模具具壽命命。間隙過(guò)過(guò)大，，又容容易使使拉深深起皺皺，影影響拉拉深件件的精精度。。④注意意潤(rùn)滑滑在凹模模與坯坯料的的接觸觸面上上涂敷敷潤(rùn)滑滑劑，，以利利坯料料向內(nèi)內(nèi)滑動(dòng)動(dòng)，減減少摩摩擦，，降低低拉深深件壁壁部的的拉應(yīng)應(yīng)力，，減少少模具具磨損損，防防止拉拉裂。。59（2））起皺皺拉深時(shí)時(shí)，凸凸緣部部分是是拉深深過(guò)程程中的的主要要變形形區(qū)，，而凸凸緣變變形區(qū)區(qū)的主主要變變形是是切向向壓縮縮。當(dāng)當(dāng)切向向壓應(yīng)應(yīng)力較較大而而板料料又較較薄時(shí)時(shí)，凸凸緣部部分材材料便便會(huì)失失去穩(wěn)穩(wěn)定而而在凸凸緣的的整個(gè)個(gè)周?chē)鷩a(chǎn)生生波浪浪形的的連續(xù)續(xù)彎曲曲，這這就是是拉深深時(shí)的的起皺皺現(xiàn)象象，如如圖8-10所所示。。為防防止起起皺，，實(shí)際際生產(chǎn)產(chǎn)中常常采用用壓邊邊圈來(lái)來(lái)提高高拉深深時(shí)允允許的的變形形程度度，如圖8-11，，也可可通過(guò)過(guò)增加加毛坯坯的相相對(duì)厚厚度或或拉深深系數(shù)數(shù)的途途徑來(lái)來(lái)防止止。圖8-10起起皺皺的拉拉深件件圖8-11有有壓壓邊圈圈的拉拉深3.板料料尺寸及拉拉深力的確確定板料尺寸按按拉深前后后表面積不不變的原則則進(jìn)行計(jì)算算。方法：1。把拉深深件劃分成成若干容易易計(jì)算的部部分，分別別計(jì)算出其其表面積。。2。各表面面積之和即即得所需板板料的總表表面積，再再求出板料料直徑。拉伸力的確確定：設(shè)備的噸位位應(yīng)比所需需的拉伸力力大。對(duì)于圓筒件件，最大拉拉伸力按下下式計(jì)算：：Fmax=3(b+s)(D-d-r凹)二、彎曲將金屬材料料沿彎曲線(xiàn)線(xiàn)彎成一定定的角度和和形狀的工工藝方法稱(chēng)稱(chēng)為彎曲。。(1)彎彎曲變形過(guò)過(guò)程板料彎曲中中最基本的的是V形件件的彎曲，，其彎曲過(guò)過(guò)程如圖8-12所示。。開(kāi)始彎曲曲時(shí)，板料料的彎曲內(nèi)內(nèi)側(cè)半徑大大于凸模的的圓角半徑徑，隨凸模模的下壓，，板料內(nèi)側(cè)側(cè)半徑逐漸漸減小，同同時(shí)彎曲力力臂也逐漸漸減小。當(dāng)當(dāng)凸模、板板料、凹模模三者完全全壓合，板板料的內(nèi)側(cè)側(cè)半徑及彎彎曲力臂達(dá)達(dá)到最小時(shí)時(shí)，彎曲過(guò)過(guò)程結(jié)束。。圖8-12板板料彎曲過(guò)過(guò)程彎曲變形通通常只發(fā)生生在彎曲件件的彎曲角角范圍內(nèi)，，圓角以外外基本上不不變形。板板料靠近凸凸模的內(nèi)側(cè)側(cè)長(zhǎng)度縮短短（受壓）），靠近凹凹模的外側(cè)側(cè)長(zhǎng)度伸長(zhǎng)長(zhǎng)（受拉）），板料中中間中性層層長(zhǎng)度不變變。當(dāng)板料料外側(cè)受到到的拉應(yīng)力力超過(guò)板料料的抗拉強(qiáng)強(qiáng)度時(shí)，外外層金屬被被拉裂。(2)彎彎曲曲變變形形的的特特點(diǎn)點(diǎn)1—工件2—凸模3—凹模彎曲過(guò)程b）彎曲產(chǎn)品56彎曲曲件件在在彎彎曲曲變變形形結(jié)結(jié)束束后后，，會(huì)會(huì)伴伴隨隨一一些些彈彈性性恢恢復(fù)復(fù)從從而而造造成成工工件件彎彎曲曲角角度度、、彎彎曲曲半半徑徑與與模模具具的的形形狀狀、、尺尺寸寸不不一一致致的的現(xiàn)現(xiàn)象象，，稱(chēng)稱(chēng)為為彎彎曲曲件件的的回回彈彈現(xiàn)現(xiàn)象象，，如如圖圖8-12-1所所示示。。彎曲曲件件的的回回彈彈會(huì)會(huì)直接接影響響其其精精度度。。因因此此，，在在設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)彎彎曲曲模模時(shí)時(shí)應(yīng)應(yīng)使使模模具具的的彎彎曲曲角角αp比彎彎曲曲件件彎彎曲曲角角α小一一個(gè)個(gè)回回彈彈角角?α，回回彈彈角角通通常常小小于于10°。材材料料的的屈屈服服強(qiáng)強(qiáng)度度愈愈高高，，相相對(duì)對(duì)彎彎曲曲半半徑徑愈愈大大，，則則回回彈彈值值愈愈大大；；當(dāng)當(dāng)彎彎曲曲半半徑徑一一定定時(shí)時(shí)，，板板料料愈愈厚厚，，則則回回彈彈愈愈小小。。圖8-12-1彎彎曲曲時(shí)時(shí)的的回回彈彈①最最小小彎彎曲曲半半徑徑。。彎彎曲曲件件的的最最小小彎彎曲曲半半徑徑不不能能小小于于材材料料許許可可的的最最小小半半徑徑，，否否則則會(huì)會(huì)造造成成彎彎曲曲處處外外層層材材料料的的破破裂裂。。②彎曲件的的直邊高度。。彎曲臂過(guò)短短不易彎成，，應(yīng)使臂長(zhǎng)度度h>2t，如圖8-12-2所示示。如必須短短臂時(shí)，應(yīng)先先彎成長(zhǎng)臂再再切去多余部部分。(3)彎曲件件的結(jié)構(gòu)工藝藝性57圖8-12-2彎彎曲件的結(jié)結(jié)構(gòu)工藝性③彎曲件孔孔邊距。帶孔孔件彎曲時(shí)，，為避免孔被被拉成橢圓，，孔不能離彎彎曲處太近，，應(yīng)使L>2t。④彎曲件半半徑較小的彎彎邊交接處，，容易因應(yīng)力力集中而產(chǎn)生生裂紋，應(yīng)事事先在交接處處鉆出工藝孔孔，以預(yù)防裂裂紋的產(chǎn)生，，如圖8-12-2所示示。⑤彎曲時(shí)盡可可能使彎曲線(xiàn)線(xiàn)與板料的纖纖維方向垂直直。若是一致致，則容易產(chǎn)產(chǎn)生破裂，可可用增大最小小彎曲半徑來(lái)來(lái)避免破裂。。圖8-13彎曲曲時(shí)的纖維方方向三、其它沖壓壓成型脹形主要用用于平板毛毛坯的局部脹形（或叫起伏伏成型），，如壓制凹凹坑，加強(qiáng)強(qiáng)筋，起伏伏形的花紋紋及標(biāo)記等等。另外，，管類(lèi)毛坯坯的脹形（（如波紋管管）、平板板毛坯的拉拉形等，均均屬脹形工工藝。脹形翻邊是在坯坯料的平面面部分或曲曲面部分上上使板料沿沿一定的曲曲率翻成豎豎立邊緣的的沖壓成型型方法。內(nèi)內(nèi)孔翻邊（（圖9-15）和外外緣翻邊。。翻邊旋壓的基本本要點(diǎn)是：：(1)合理理的轉(zhuǎn)速(2)合理理的過(guò)渡形形狀(3)合理理加力旋壓翻邊筒旋壓一、簡(jiǎn)單單沖模在沖床的一一次沖程中中只完成一一個(gè)工序的的沖模，稱(chēng)稱(chēng)為簡(jiǎn)單沖沖模。模具簡(jiǎn)單單,造價(jià)價(jià)低。第三節(jié)沖沖模的的分類(lèi)和和構(gòu)造簡(jiǎn)單沖模模沖床的一一次沖程程中，在在模具不不同部位位上同時(shí)時(shí)完成數(shù)數(shù)道沖壓壓工序的的模具，，稱(chēng)為連連續(xù)模。。生產(chǎn)率高高，要求求定位精精度高。。二、連連續(xù)沖模模（級(jí)進(jìn)進(jìn)模）連續(xù)沖模模沖床的一一次沖程程中，在在模具同同一部位位上同時(shí)時(shí)完成數(shù)數(shù)道沖壓壓工序的的模具，，稱(chēng)為復(fù)復(fù)合模。。精度高，，模具復(fù)復(fù)雜。三、復(fù)復(fù)合模落料拉伸伸復(fù)合模模拉伸件一、分分析沖壓壓件的工工藝性（1）對(duì)對(duì)沖裁件件的要求求沖裁件的的形狀應(yīng)應(yīng)力求簡(jiǎn)簡(jiǎn)單、對(duì)對(duì)稱(chēng)，有有利于材材料的合合理利用用（圖8-20）同時(shí)時(shí)應(yīng)避免免長(zhǎng)槽與與細(xì)長(zhǎng)懸懸臂結(jié)構(gòu)構(gòu)（圖8-21），否否則制造造模具困困難。利用率高高利用率高高落料外形形不合理理第四節(jié)沖壓工藝藝的制定定過(guò)程圖8-20零零件形狀狀與節(jié)約約材料的的關(guān)系沖壓件的的工藝性性是指沖沖壓件對(duì)對(duì)沖壓加加工工藝藝的適應(yīng)應(yīng)性。沖沖壓工藝藝性良好好，則零零件在滿(mǎn)滿(mǎn)足使用用要求的的前提下下，能以以最簡(jiǎn)單單、最經(jīng)經(jīng)濟(jì)的沖沖壓方式式加工出出來(lái)。圖8-21不不合理的的落料件件外形1.沖沖壓件件的結(jié)構(gòu)構(gòu)工藝性性沖裁件的的內(nèi)、外外形轉(zhuǎn)角角處，要要盡量避避免尖角角，應(yīng)以以圓弧連連接。以以避免尖尖角處應(yīng)應(yīng)力集中中被沖模模沖裂。。最小圓角半徑徑見(jiàn)表8-2為避免沖裁件件變形，沖孔孔件尺寸與厚厚度關(guān)系合理理，如圖8-22所示，，孔間距、孔孔邊距和外緣緣凸出、凹進(jìn)進(jìn)的尺寸都不不能過(guò)小?？卓椎某叽缫膊徊粦?yīng)太小。在在彎曲件或拉拉伸件上沖孔孔時(shí)，孔邊與與直壁之間應(yīng)應(yīng)保持一定距距離。工序圓弧角最小圓角半徑黃銅、紫銅、鋁低碳鋼合金鋼落料90900.24×0.35×0.30×0.50×0.45×0.70×沖孔90900.20×0.45×0.35×0.60×0.50×0.90×表8-2落落料件、沖沖孔件的最小小圓角半徑圖8-22沖沖孔件件尺寸與厚度度關(guān)系彎曲件形狀應(yīng)應(yīng)盡量對(duì)稱(chēng)，，彎曲半徑不不能小于材料料允許的最小小彎曲半徑，，并應(yīng)考慮彎彎曲方向垂直直于材料纖維維方向，以免免成型過(guò)程中中彎裂。彎曲邊過(guò)短不不易彎成型，，故應(yīng)使彎曲曲邊高度H＞2。若H＜2，則必須壓槽槽，或增加彎彎曲邊高度，，然后加工去去掉（如圖8-23）。。彎曲帶孔件時(shí)時(shí)，為避免孔孔的變形，孔孔的邊緣距彎彎曲中心應(yīng)有有一定的距離離（如圖8-24）。圖圖中L＞1.5～2s。當(dāng)L過(guò)小時(shí),可在在彎曲線(xiàn)上沖沖工藝孔,如如對(duì)零件孔的的精度要求較較高，則應(yīng)彎彎曲后再?zèng)_孔孔。（2）對(duì)彎曲曲件的要求圖8-23彎彎曲件件直邊高度圖8-24避避免彎彎曲件孔變形形的方法（3）對(duì)拉伸伸件的要求拉深件外形應(yīng)應(yīng)簡(jiǎn)單、對(duì)稱(chēng)稱(chēng)，且不宜太太高。以便使使拉深次數(shù)盡盡量少，并容容易成型。拉深件的圓角角半徑（如圖圖示）應(yīng)滿(mǎn)足足：rd≥，R≥2，r≥（3-5）。否則，應(yīng)增增加整形工序序。拉深件的壁厚厚變薄量一般般要求不應(yīng)超超出拉伸工藝藝壁厚變化的的規(guī)律（最大大變薄率約在在10%～18%左右））。圖8-25拉拉深件件的圓角半徑徑2.改進(jìn)進(jìn)結(jié)構(gòu)以簡(jiǎn)化化工藝及節(jié)省省材料采用焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)。對(duì)于復(fù)雜雜的沖壓件，，可分別沖制制若干個(gè)簡(jiǎn)單單件，然后再再焊接成整體體件。如圖8-26圖8-26沖沖壓壓焊接結(jié)構(gòu)零零件采用沖口工藝藝，以減少組組合件數(shù)。如如圖8-27，原設(shè)計(jì)用用三個(gè)件鉚接接或焊接組合合，現(xiàn)采用沖沖口工藝，制制成整體零件件，節(jié)省了材材料，簡(jiǎn)化了了工藝過(guò)程。。圖8-27沖沖口工工藝的應(yīng)用圖8-28消消聲器后蓋蓋零件結(jié)構(gòu)構(gòu)在使用性能能不變的情情況下，應(yīng)應(yīng)盡量簡(jiǎn)化化拉伸件的的結(jié)構(gòu)，以以減少工序序，節(jié)省材材料，降低低成本。如如圖8-28，經(jīng)過(guò)過(guò)改進(jìn)后的的沖壓加工工工序由8道減為2道，材料料消耗減少少50%。。改進(jìn)前改進(jìn)后沖壓工藝的的一般精度度為：落落料不超過(guò)過(guò)IT10，沖孔不不超過(guò)IT9，彎曲曲不超過(guò)IT9～I(xiàn)T10。。拉深件高度度尺寸精度度為IT8～I(xiàn)T9，經(jīng)整形形工序后尺尺寸精度達(dá)達(dá)IT6～～I(xiàn)T7。。拉深件直直徑尺寸精精度為IT9～I(xiàn)T10。一般要求：：沖壓件表表面品質(zhì)不不高于原材材料所具有有的表面品品質(zhì)，對(duì)沖沖壓件的精精度要求應(yīng)應(yīng)適當(dāng)，不不應(yīng)超過(guò)沖沖壓工藝所所能達(dá)到的的一般精度度；并在滿(mǎn)滿(mǎn)足需要的的情況下盡盡量降低要要求，以免免增加工序序，降低生生產(chǎn)率，提提高成本。。二、擬訂訂沖壓工藝藝方案1.選擇沖沖壓基本工工序的依據(jù)據(jù)沖壓基本工工序的選擇擇，主要是是根據(jù)沖壓壓件的形狀狀、尺寸、、公差及生生產(chǎn)批量確確定的。(1)剪裁裁和沖裁剪剪裁與與沖裁都能能實(shí)現(xiàn)板料料的分離。。小批生產(chǎn)，，尺寸和公公差大，形形狀規(guī)則的的外形板料料，剪床剪剪裁；大量生產(chǎn)，，各種形狀狀的板料和和零件，沖沖裁模沖裁裁；平面度度要求高的的零件，加加校平工序序。3.沖壓件的精精度和表面面質(zhì)量(2)彎曲曲小批生產(chǎn)，，手工打彎彎；窄長(zhǎng)大大型件，折折彎?rùn)C(jī)壓彎彎。大批生產(chǎn)，，較大件，，彎曲模壓壓彎；彎曲曲半徑太小小時(shí)，加整整形工序。。(3)拉深深空心件，拉拉深模一次次或多次拉拉深成形，，用修邊工工序達(dá)到高高度要求。。小批量旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)空心件，，旋壓加工工。大型空空心件，工工藝允許時(shí)時(shí)，用鉚接接或焊接代代替拉深。。2.確定沖沖壓工序的的原則(1)對(duì)對(duì)于有孔或或有切口的的平板零件件，當(dāng)采用用單工序模模沖裁時(shí)，，一般應(yīng)先先落料，后后沖孔（或或切口）；；當(dāng)采用連續(xù)模模沖裁時(shí)，則則應(yīng)先沖孔（或切口））后落料。(2)對(duì)對(duì)于多角彎彎曲件，當(dāng)當(dāng)采用簡(jiǎn)單單彎模分次次彎曲成型型時(shí)，應(yīng)先彎外角角，后彎內(nèi)內(nèi)角。對(duì)于孔位于于變形區(qū)（（或靠近變變形區(qū)）或或孔與基準(zhǔn)準(zhǔn)面有較高高的要求時(shí)時(shí)，必須先先彎曲，后后沖孔。否否則，都應(yīng)應(yīng)先沖孔，，后彎曲。。(3)對(duì)于于旋轉(zhuǎn)體復(fù)復(fù)雜拉深件件，一般是由大大到小的順順序進(jìn)行拉拉深，或先拉深大大尺寸的外外形，后拉拉深小尺寸寸的內(nèi)形；；對(duì)于非旋旋轉(zhuǎn)體復(fù)雜雜拉深件，，則應(yīng)先拉拉深小尺寸寸的內(nèi)形，，后拉深大大尺寸的外外形。(4)對(duì)對(duì)于有孔或或缺口的拉拉深件，一一般應(yīng)先拉拉深，后沖沖孔（或缺缺口）。對(duì)對(duì)于帶底孔孔的拉深件件，有時(shí)為為了減少拉拉深次數(shù)，，當(dāng)孔徑要要求不高時(shí)時(shí)，可先沖沖孔，后拉拉深。當(dāng)?shù)椎卓滓筝^較高時(shí)，一一般應(yīng)先拉拉深后沖孔孔，也可先先沖孔，后后拉深，再再?zèng)_切底孔孔邊緣達(dá)到到要求。(5)校校平平、、整整形形、、切切邊邊工工序序，，應(yīng)應(yīng)分分別別安安排排在在沖沖裁裁、、彎彎曲曲拉拉深深之之后后進(jìn)進(jìn)行行。。工工序序數(shù)數(shù)目目主主要要根根據(jù)據(jù)零零件件的的形形狀狀與與公公差差要要求求、、工工序序合合并并情情況況、、材材料料極極限限變變形形參參數(shù)數(shù)（（如如拉拉深深系系數(shù)數(shù)、、翻翻邊邊系系數(shù)數(shù)、、伸伸長(zhǎng)長(zhǎng)率率、、斷斷面面縮縮減減率率等等））來(lái)來(lái)確確定定。。在確定定沖壓壓工序序的同同時(shí)，，還要要確定定各中中間產(chǎn)產(chǎn)品的的形狀狀和尺尺寸。。三、確確定模模具類(lèi)類(lèi)型與與結(jié)構(gòu)構(gòu)形式式根據(jù)確確定的的沖壓壓工藝藝方案案選用用沖模模類(lèi)型型，并并進(jìn)一一步確確定各各零件件、部部件的的具體體結(jié)構(gòu)構(gòu)形式式。同一種種模具具其結(jié)結(jié)構(gòu)形形式多多種多多樣，，設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)應(yīng)應(yīng)根據(jù)據(jù)各類(lèi)類(lèi)沖模模、各各種結(jié)結(jié)構(gòu)形形式特特點(diǎn)及及其應(yīng)應(yīng)用場(chǎng)場(chǎng)合，，結(jié)合合沖壓壓件的的具體體要求求和生生產(chǎn)實(shí)實(shí)際條條件，，確定定最佳佳的沖沖模結(jié)結(jié)構(gòu)。。四、選選擇擇沖壓壓設(shè)備備根據(jù)沖沖壓工工序的的性質(zhì)質(zhì)選定定設(shè)備備類(lèi)型型，根根據(jù)沖沖壓工工序所所需沖沖壓力力和模模具尺尺寸的的大小小來(lái)選選定沖沖壓設(shè)設(shè)備的的技術(shù)術(shù)規(guī)格格。五、編編寫(xiě)沖壓壓工藝文文件2．圖8-6（a）所示的的常嚙合合齒輪，，年產(chǎn)15萬(wàn)件，鍛鍛坯由錘錘上模鍛鍛生產(chǎn)。。試在（（b）圖上修修改零件件不合理理的結(jié)構(gòu)構(gòu)，在（（c）圖上定定性繪出出修改后后齒輪的的鍛件圖圖。3．如圖8-7所示沖壓壓件，采采用厚l.5mm低碳鋼板板進(jìn)行批批量生產(chǎn)產(chǎn)。試確確定沖壓壓的基本本工序，，并在表表8-1中繪出工工序簡(jiǎn)圖圖。4．如圖8-8所示沖壓壓件，采采用厚l.5mm低碳鋼板板進(jìn)行批批量生產(chǎn)產(chǎn)。試確確定沖壓壓的基本本工序。。落料拉深沖孔翻邊1落料2沖孔3彎曲4翻邊５．圖8-9（a）所示示為油封內(nèi)夾夾圈，（b））所示為油封封外夾圈，均均為沖壓件。。試分別列出出沖壓基本工工序，并說(shuō)明明理由。（材材料的極限圓圓孔翻邊系數(shù)數(shù)K＝0.68））。［提示］］d0=d1–2［H-0.43R-0.22t］式中：d0―沖孔直徑（（mm）；d1―翻邊后豎立立直邊的外徑徑（mm）；H―從孔內(nèi)測(cè)量量的豎立直邊邊高度（mm）；R―圓角半徑（（mm）；t―板料厚度（（mm）。1落料2沖孔3翻邊1落料4翻邊3沖孔2拉深9、靜夜四四無(wú)鄰，，荒居舊舊業(yè)貧。。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、雨雨中中黃黃葉葉樹(shù)樹(shù)，，燈燈下下白白頭頭人人。。。。14:20:2914:20:2914:2012/29/20222:20:29PM11、以我獨(dú)沈沈久，愧君君相見(jiàn)頻。。。12月-2214:20:2914:20Dec-2229-Dec-2212、故人江海海別，幾度度隔山川。。。14:20:2914:20:2914:20Thursday,December29,202213、乍見(jiàn)翻疑