《沖壓基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)》PPT課件.ppt

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1、沖壓基礎(chǔ)知識(shí),第一章 沖壓概述,一、沖壓定義 沖壓是靠壓力機(jī)和模具對(duì)板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件(沖壓件)的成形加工方法。 又名板金沖壓加工定義為“Sheet metal stamping“ 。,二、分類(lèi) 冷沖壓：金屬在常溫下的加工，一般板料厚度4mm； 熱沖壓：將金屬加熱到一定的溫度范圍的沖壓加工方法。 板料厚度810mm以上時(shí)，需加熱后沖壓。,三、沖壓的坯料 主要是熱軋和冷軋的鋼板和鋼帶。 常用低碳鋼、不銹鋼、高塑性合金鋼、銅、鎂、鋁及其合金及等金屬材料，非金屬材料如膠木、云母、纖維板、皮革等亦廣泛地采用沖壓。 沖壓加工要求被加工材

2、料具有較高的塑性和韌性，較低的屈強(qiáng)比和時(shí)效敏感性，一般要求碳素鋼伸長(zhǎng)率16%、屈強(qiáng)比s/b70%，低合金高強(qiáng)度鋼14%、 s/b 80%。,四、沖壓特點(diǎn),沖壓特點(diǎn)是： 1.制件復(fù)雜廢料少； 2.精細(xì)光滑互換好； 3.剛強(qiáng)較高節(jié)省料； 4.易于控制效率高； 5.大批生產(chǎn)成本低.,五、沖壓用設(shè)備,1.剪板機(jī) 剪板機(jī)是剪切方法使板料分離的沖壓設(shè)備。 下料用設(shè)備，將板料剪成一定寬度的條料，以供沖壓之用 按傳動(dòng)形式分為機(jī)械剪板機(jī)和液壓剪板機(jī)。,2.壓力機(jī) 壓力機(jī)是一種能使滑塊作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并按所需方向給模具施加壓力的機(jī)器，是沖壓的基本設(shè)備。 按其床身結(jié)構(gòu)不同有開(kāi)式和閉式兩種壓力機(jī)。 壓力機(jī)使用千萬(wàn)、萬(wàn)千要

3、注意安全！,機(jī)械式?jīng)_壓機(jī)：曲柄沖壓機(jī)、連動(dòng)沖壓機(jī)、凸輪沖壓機(jī)、螺紋沖壓機(jī)等。 使用油壓的為油壓沖壓機(jī)、 使用空氣壓力的為空壓沖壓機(jī)。 利用人力完成的有腳踏沖壓機(jī)(俗稱(chēng):一腳踹)、手動(dòng)沖壓機(jī)等種類(lèi)。,沖壓機(jī)的工作原理如下：,六、 沖壓基本工序及模具 1.沖壓工序 分離工序：指沖壓過(guò)程中使沖壓件與板料沿一定 的輪廓相互分離的工序。 基本工序：沖孔、落料、切斷、切口、切邊、剖 切、整修等。,沖孔、落料,沖孔、剖切,2、塑性成形工序： 指材料在不破裂的條件下產(chǎn)生塑性變形，從而獲得一定形狀、尺寸和精度要求的零件。 基本工序：彎曲、拉深、成形、冷擠壓等。,1）分離工序 （1）沖孔：用沖孔模沿封閉輪廓沖裁工

4、件或毛坯， 沖下部分為廢料。,（2）落料：用落料模沿封閉輪廓沖裁板料或條 料，沖下部分為制件。,（3）切斷：用剪刃或模具切斷板料或條料的部分 周邊，并使其分離。,（4）切口：用切口模將部分材料切開(kāi)，但并不 使它完全分離，切開(kāi)部分材料發(fā)生彎曲。,（5）切邊：用切邊模將坯件邊緣的多余材料沖切 下來(lái)。,（6）剖切：用剖切模將坯件(彎曲件或拉深件) 剖成兩部分或幾部分。,（7）整修：用整修模去掉坯件外緣或內(nèi)孔的余 量，以得到光滑的斷面和精確的尺寸。,外緣整修,內(nèi)孔整修,2）塑性變形工序 （1）彎曲：把平面毛坯料制成具有一定角度和 尺寸要求的一種塑性成形工藝。 壓彎：用彎曲模將平板(或絲料、桿件)毛坯壓

5、彎 成一定尺寸和角度，或?qū)⒁褟澕鬟M(jìn)一步彎曲。,彎曲時(shí)的纖維方向,坯料纖維方向：與彎曲線(xiàn)垂直（如圖） 對(duì)板料進(jìn)行彎曲要注意： 1.彎曲線(xiàn)力求與鍛造流紋垂直，否則，彎曲半徑要大； 2.回彈角 “矯枉過(guò)正”，因材因板厚而異。,卷邊：用卷邊模將條料端部按一定半徑卷成圓形。,扭彎：用扭曲模將平板毛坯的一部分相對(duì)另一部 分扭轉(zhuǎn)成一定的角度。,（2）拉深：將一定形狀的平板毛坯通過(guò)拉深模 沖壓成各種形狀的開(kāi)口空心件；或以開(kāi)口空心件 為毛坯通過(guò)拉深，進(jìn)一步使空心件改變形狀和尺 寸的冷沖壓加工方法。,拉深中的廢品 因“多余三角形”等,拉深中易產(chǎn)生缺陷： 起皺與拉穿。 造成拉穿現(xiàn)象的相關(guān)因素有： 1)凸凹模的圓角

6、半徑守規(guī)范 即刃口不能是鋒利的,為圓角；(尺寸規(guī)范見(jiàn)教材或手冊(cè)) 2)凸凹模間的間隙(C)適當(dāng) 一般單邊C(1.11.2)t；,間隙( C)偏小，易拉穿工件，使模具加速磨損，降低壽命； 間隙(C)偏大，拉深件精度變差，易起皺。 3)拉深系數(shù) m=d/D 0.50.8 許多工件要經(jīng)過(guò)多次拉深; 多次拉深造成加工硬化，穿插中間退火可消除硬化。 4)充分潤(rùn)滑不可少 5)設(shè)置壓邊圈可防起皺 另外，起皺與相對(duì)板厚(t/D)和m有關(guān)。,變薄拉深：用變薄拉深模減小空心件毛坯的直徑 與壁厚，以得到底厚大于壁厚的空心件。,（3）成形：通過(guò)板料的局部變形來(lái)改變毛坯的形 狀和尺寸的工序的總稱(chēng)。,脹形：指從空心件內(nèi)部

7、施加徑向壓力，強(qiáng)迫局部 材料厚度減薄和表面積增大，獲得所需形狀和尺 寸的冷沖壓工藝方法。,起伏成形：平板毛坯或制件在模具的作用下，產(chǎn) 生局部凸起（或凹下）的沖壓方法。,翻邊：指利用模具將工件上的孔邊緣或外緣邊緣 翻成豎立的直邊的沖壓工序。,縮口：指將預(yù)先拉深好的圓筒或管狀坯料，通過(guò) 模具將其口部縮小的沖壓工序。,整形：利用模具將彎曲或拉深件局部或整體產(chǎn)生 不大的塑性變形的沖壓工序。,校平：指利用模具將有拱彎、翹曲的平板制件壓 平的沖壓工序。,3、 沖壓模具的基本結(jié)構(gòu)組成,沖壓模具的構(gòu)造另一種劃分大體上可分為刀具部、保持部和輔助部。 刀具部(打孔機(jī)、沖模) 直接作用于材料的部分 保持部(打孔機(jī)盤(pán)

8、、沖模盤(pán)、外套、擋板等) 固定刀具 輔助部(脫模器、量計(jì)、襯墊、壓力等) 為是刀具發(fā)揮作用的輔助部分,1）單工序模：在沖壓的一次行程過(guò)程中，只能 完成一個(gè)沖壓工序的模具。,落料模,彎曲模,拉深模,2）級(jí)進(jìn)模：在沖壓的一次行程過(guò)程中，在不同 的工位上同時(shí)完成兩道或兩道以上 沖壓工序的模具。,3）復(fù)合模：在沖壓的一次行程過(guò)程中，在同一 工位上同時(shí)完成兩道或兩道以上沖 壓工序的模具。,復(fù)合沖壓模有正裝式和倒裝式兩種結(jié)構(gòu)。其中正裝式是凸模置于上模部分，倒裝式則是凸模置于下模部分。,正裝復(fù)合模,倒裝復(fù)合模,單工序模、復(fù)合模和連續(xù)模的特點(diǎn)比較,七、沖壓加工分類(lèi) 1、單發(fā)型 每道工序都有獨(dú)立的模具，模具是被

9、單獨(dú)使用的。由操作人員將材料裝入、取出，一臺(tái)沖壓機(jī)上只裝一個(gè)模具，由人來(lái)操作完成作業(yè)。,單發(fā)型模具(QDC) 單發(fā)工序的實(shí)例,2 依次傳遞型 將復(fù)數(shù)的工序等距離地排放在單一的模具內(nèi)部。 通過(guò)傳送裝置沖壓機(jī)每旋轉(zhuǎn)一次向前推進(jìn)一定的距離，并將工件依次送至下一道工序。 材料采取連續(xù)供應(yīng)的方式，機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)也是連續(xù)且自動(dòng)的， 材料采用卷材，通過(guò)展卷機(jī)、校平器、供卷機(jī)等設(shè)備連續(xù)供應(yīng)。,依次傳送型模具 依次傳送型的實(shí)例,3、轉(zhuǎn)移型 將每一道工序的獨(dú)立的模具排列在一臺(tái)沖壓機(jī)內(nèi)部，通常是通過(guò)曲柄軸進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，擁有與沖壓機(jī)本身同步運(yùn)行的搬運(yùn)機(jī)構(gòu)，進(jìn)行連續(xù)性的自動(dòng)加工。 一維移動(dòng) 只有在傳送方向上的往返運(yùn)動(dòng)(前進(jìn)回

10、車(chē))。沒(méi)有功的保持及釋放系統(tǒng)，需要另 行配置。,二維移動(dòng) 前進(jìn)回車(chē) 功的保持及釋放 (夾緊放開(kāi)) 夾緊前進(jìn)放開(kāi)回車(chē),三維移動(dòng) 前進(jìn)回車(chē) 功的保持及釋放(夾緊放開(kāi)) 功的上升下降(升降) 夾緊上升前進(jìn)下降放開(kāi)回車(chē),材料、半成品的供應(yīng)方法 材料為卷材，通過(guò)抓鉗供應(yīng)器(空壓供應(yīng)器)連續(xù)供應(yīng) 半成品轉(zhuǎn)入貨架，通過(guò)推送器供應(yīng)。 將半成品架(半成品沖壓)移到?jīng)_壓機(jī)主機(jī)的旁邊，供應(yīng)半成品。 與依次傳送式相比產(chǎn)品的成品率高。 由于搬運(yùn)設(shè)備的慣量與剛性，不易實(shí)現(xiàn)高速化生產(chǎn)。 通用型機(jī)器的生產(chǎn)程序改變起來(lái)較為困難。 轉(zhuǎn)移型生產(chǎn)工序?qū)嵗?4、多功能機(jī)器人型 每一道工序都并排配置獨(dú)立的模具，用獨(dú)立的搬運(yùn)設(shè)備與沖壓機(jī)同

11、步搬運(yùn)工件，進(jìn)行自動(dòng)化加工。 做功的保持采取真空式和磁性式。,材料、半成品的供應(yīng)方法 材料為卷材，通過(guò)抓鉗供應(yīng)器(空壓供應(yīng)器)連續(xù)供應(yīng) 半成品轉(zhuǎn)入貨架，通過(guò)推送器供應(yīng)。 將半成品架(半成品沖壓)移到?jīng)_壓機(jī)主機(jī)的旁邊，供應(yīng)半成品。 與依次傳送式相比產(chǎn)品的成品率高。 由于搬運(yùn)設(shè)備的慣量與剛性，不易實(shí)現(xiàn)高速化生產(chǎn)。 通用型機(jī)器的生產(chǎn)程序改變起來(lái)較為困難。,八、沖壓件的結(jié)構(gòu)工藝性,1.沖裁件的要求 ： 1)簡(jiǎn)單對(duì)稱(chēng)不懸細(xì)；2)圓弧過(guò)渡防應(yīng)力。 3)板厚影響尺寸多；,沖裁件的內(nèi)、外形轉(zhuǎn)角處，要盡量避免尖角，應(yīng)以圓弧連接。以避免尖角處應(yīng)力集中被沖模沖裂。,沖孔件尺寸與厚度關(guān)系合理,沖裁件的形狀應(yīng)力求簡(jiǎn)單、

12、對(duì)稱(chēng)，有利于材料的合理利用，同時(shí)應(yīng)避免長(zhǎng)槽與細(xì)長(zhǎng)懸臂結(jié)構(gòu)，否則制造模具困難。,對(duì)沖裁件的要求,2.彎曲件的要求 1)盡量對(duì)稱(chēng)弧宜大； 2)曲邊直部要留足； 3)孔的位置有要求 3.對(duì)拉深件的要求 1)簡(jiǎn)單對(duì)稱(chēng)不宜深； 2)彎曲半徑有限制。,彎曲件形狀應(yīng)盡量對(duì)稱(chēng)，彎曲半徑不能小于材料允許的最小彎曲半徑，并應(yīng)考慮材料纖維方向，以免成型過(guò)程中彎裂。,彎曲邊過(guò)短不易彎成型，故應(yīng)使彎曲邊高度H2s。若H2s，則必須壓槽，或增加彎曲邊高度，然后加工去掉（如圖）。,彎曲帶孔件時(shí)，為避免孔的變形，孔的邊緣距彎曲中心應(yīng)有一定的距離（如圖）。圖中L1.52s。當(dāng)L過(guò)小時(shí),可在彎曲線(xiàn)上沖工藝孔,如對(duì)零件孔的精度要求

13、較高，則應(yīng)彎曲后再?zèng)_孔。,對(duì)彎曲件的要求,對(duì)拉伸件的要求,拉深件外形應(yīng)簡(jiǎn)單、對(duì)稱(chēng)，且不宜太高。以便使拉深次數(shù)盡量少，并容易成型。,拉深件的圓角半徑（如圖示）應(yīng)滿(mǎn)足：rdS，R2S，r（3-5）S。否則，應(yīng)增加整形工序。,拉深件的壁厚變薄量一般要求不應(yīng)超出拉伸工藝壁厚變化的規(guī)律（最大變薄率約在10%18%左右）。,九、沖壓工藝,1、設(shè)計(jì)時(shí)的注意事項(xiàng) 1.簡(jiǎn)單分沖再焊合； 2.沖孔工藝要用活； 3.滿(mǎn)足使用簡(jiǎn)為上。,(1) 對(duì)于有孔或有切口的平板零件，當(dāng)采用單工序模沖裁時(shí)，一般應(yīng)先落料，后沖孔（或切口）；當(dāng)采用連續(xù)模沖裁時(shí)，則應(yīng)先沖孔（或切口）后落料。 (2) 對(duì)于多角彎曲件，當(dāng)采用簡(jiǎn)單彎模分次彎

14、曲成型時(shí)，應(yīng)先彎外角，后彎內(nèi)角。對(duì)于孔位于變形區(qū)（或靠近變形區(qū)）或孔與基準(zhǔn)面有較高的要求時(shí)，必須先彎曲，后沖孔。否則，都應(yīng)先沖孔，后彎曲。 (3)對(duì)于旋轉(zhuǎn)體復(fù)雜拉深件，一般是由大到小的順序進(jìn)行拉深，或先拉深大尺寸的外形，后拉深小尺寸的內(nèi)形；對(duì)于非旋轉(zhuǎn)體復(fù)雜拉深件，則應(yīng)先拉深小尺寸的內(nèi)形，后拉深大尺寸的外形。 (4) 對(duì)于有孔或缺口的拉深件，一般應(yīng)先拉深，后沖孔（或缺口）。對(duì)于帶底孔的拉深件，有時(shí)為了減少拉深次數(shù)，當(dāng)孔徑要求不高時(shí)，可先沖孔，后拉深。當(dāng)?shù)卓滓筝^高時(shí)，一般應(yīng)先拉深后沖孔，也可先沖孔，后拉深，再?zèng)_切底孔邊緣達(dá)到要求。 (5)校平、整形、切邊工序，應(yīng)分別安排在沖裁、彎曲拉深之后進(jìn)行。,2.確定沖壓工序的順序與數(shù)目,