塑性成型5.ppt
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第二章板料成型工艺板料的冲压成型是利用冲模使板料产生分离或变形的加工方法。
这种加工方法通常是在常温下进行的,所以又叫冷冲压或板料冲压。
图2-2-1板料的冲裁变形过程,板料冲压的特点:
板料冲压生产过程的主要特征是依靠冲模和冲压设备完成加工,所以便于实现自动化,生产率很高,操作简便。
冲压件一般不需再进行切削加工,因而节省原材料,节省能源消耗。
板料冲压常用的原材料有低碳钢以及塑性高的合金钢和有色金属,从外观上看多是表面质量好的板料或带料,所以产品重量轻、强度高、刚性好。
因冲压件的尺寸公差由冲模来保证,所以产品尺寸稳定,互换性好,可以加工形状复杂的零件。
板料冲压的应用:
由于板料冲压具有上述独到的特点,所以在批量生产中得到广泛的应用。
在汽车、拖拉机、航空、电器、仪表、国防以及日用品工业中,冲压件所占的比例都相当大。
冲压生产可以进行很多种工序,其基本工序有分离工序和变形工序两大类。
第一节分离工序分离工序是使坯料的一部分与另一部分相互分离的工序。
如落料、冲孔、切断等。
一、落料及冲孔落料及冲孔(统称冲裁)是使坯料按封闭轮廓分离的工序。
落料和冲孔这两个工序中坯料变形过程和模具结构都是一样的,只是取舍不同。
落料是被分离的部分为成品,而周边是废料;冲孔是被分离的部分为废料,而周边是成品。
例如冲制平面垫圈,制取外形的冲裁工序称为落料,而制取内孔的工序称为冲孔。
冲裁的应用十分广泛,它即可直接冲制成品零件,又可为其它成形工序制备坯料。
1冲裁变形过程冲裁件质量与模具结构、冲裁时板料变形过程有密切关系。
当凸凹模间隙正常时,其过程可分为三个阶段(图2-2-1)。
1.1冲裁变形过程三阶段
(1)弹性变形阶段在凸模压力下,材料产生弹性压缩、拉伸和弯曲变形,凹模上的板料则向上翘曲,间隙越大,弯曲和上翘越严重。
同时,凸模稍许挤入板料上部,板料的下部则略挤入凹模洞口,但材料的内应力未超过材料的弹性极限。
图2-2-1板料冲裁变形过程第一阶段,
(2)塑性变形阶段凸模继续压入,材料内的应力达到屈服极限时,便开始产生塑性变形。
随凸模挤入板料深度的增大,塑性变形程度增大,变形区材料硬化加剧,冲裁变形力不断增大,直到刃口附近侧面的材料由于拉应力的作用出现微裂纹时,塑性变形阶段结束。
图2-2-1板料冲裁变形过程第二阶段,(3)断裂分离阶段已形成的上下微裂纹,随凸模继续压入沿最大剪应力方向不断向材料内部扩展,当上下裂纹重合时,板料被剪断分离。
图2-2-1板料冲裁变形过程第三阶段,1.2冲裁变形区的应力与变形情况和冲裁件切断面形状分析,图2-2-2冲裁区应力、应变情况及冲裁断面状态图,由图2-2-2可知,冲裁件的切断面具有明显的区域性特征,由塌角、光面、毛面和毛刺四个部分组成。
塌角a:
它是在冲裁过程中刃口附近的材料被牵连拉入变形(弯曲和拉伸)的结果。
光面b:
它是在塑性变形过程中凸模(或凹模)挤压切入材料,使其受到剪切应力和挤压应力的作用而形成的。
毛面c:
它是由于刃口处的微裂纹在拉应力作用下不断扩展断裂而形成的。
毛刺d:
冲裁毛刺是在刃口附近的侧面上材料出现微裂纹时形成的。
当凸模继续下行时,便使已形成的毛刺拉长并残留在冲裁件上。
图2-2-2冲裁区应力、应变情况及冲裁断面状态图,要提高冲裁件的质量,就要增大光面的宽度,缩小塌角和毛刺高度,并减少冲裁件翘曲。
2.冲裁过程的工艺因素分析冲裁件断面质量主要与凸凹模间隙、刃口锋利程度有关。
同时也受模具结构,材料性能及板厚等因素的影响。
21凸凹模间隙凸凹模间隙不仅严重影响冲裁件的断面质量,而且影响模具寿命、卸料力、推件力、冲裁力和冲裁件的尺寸精度。
当间隙过小时,如图2-2-3a所示,上、下裂纹向外错开。
两裂纹之间的材料,随着冲裁的进行将被第二次剪切,在断面上形成第二光面。
因间隙太小,凸凹模受到金属的挤压作用增大,从而增加了材料与凸凹模之间的摩擦力。
这不仅增大了冲裁力、卸料力和推件力,还加剧了凸、凹模的磨损,降低了模具寿命(冲硬质材料更为突出)。
因材料在过小间隙冲裁时,受到挤压而产生压缩变形,所以冲裁后的外表尺寸略有增大,内腔尺寸略有缩小(受压后,弹性回复)。
但是间隙小,光面宽度增加,塌角、毛刺、斜度等都有所减小,工件质量较高。
因此,当工件公差要求较严时,仍然需要使用较小的间隙。
图2-2-3间隙对冲裁断面的影响,图2-2-3间隙对冲裁断面的影响,当间隙过大时,如图2-2-3c所示,
(1)上、下裂纹向内错开。
材料的弯曲与拉伸增大,拉应力增大,易产生剪裂纹,塑性变形阶段较早结束,致使断面光面减小,塌角与斜度增大,形成厚而大的拉长毛刺,且难以去除。
(2)冲裁的翘曲现象严重。
(3)由于材料在冲裁时受拉伸变形较大,所以零件从材料中分离出来后,因弹性回复使外形尺寸缩小(受拉后,弹性恢复),内腔尺寸增大。
(4)推件力与卸料力大为减小,甚至为零,材料对凸、凹模的摩擦作用大大减弱,所以模具寿命较高。
因此,对于批量较大而公差又无特殊要求的冲裁件,可采用“大间隙”冲裁,以保证较高的模具寿命。
图2-2-3间隙对冲裁断面的影响,当间隙合适时,如图2-2-3b所示,上、下裂纹重合一线,冲裁力、卸料力和推件力适中,模具有足够的寿命。
这时光面约占板厚的l2l3左右,切断面的塌角、毛刺和斜度均很小。
零件的尺寸几乎与模具一致,完全可以满足使用要求。
合理的间隙值可按表2-2-l选取。
对于冲裁件断面质量要求较高时,可将表中数据减小13。
表2-2-1冲裁模合理间隙值(双边毫米),2.2凸凹模刃口尺寸的确定在冲裁件尺寸的测量和使用中,都是以光面的尺寸为基准。
落料件的光面是因凹模刃口挤切材料产生的,而孔的光面是凸模刃口挤切材料产生的。
故计算刃口尺寸时,应按落料和冲孔两种情况分别进行。
设计落料模时,应先按落料件确定凹模刃口尺寸,取凹模作设计基准件,然后根据间隙Z确定凸模尺寸(即用缩小凸模刃口尺寸来保证间隙值)。
设计冲孔模时,先按冲孔件确定凸模尺寸,取凸模作设计基准件,然后根据间隙Z确定凹模尺寸(即用扩大凹模刃口尺寸来保证间隙值)。
冲模在工作过程中必然有磨损,落料件尺寸会随凹模刃口的磨损而增大,而冲孔件尺寸则随凸模的磨损而减小。
为了保证零件的尺寸要求,并提高模具的使用寿命,落料凹模基本尺寸应取工件尺寸公差范围内的较小的尺寸。
而冲孔凸模基本尺寸应取工件尺寸公差范围内的较大尺寸。
2.3冲裁力的计算冲裁力是选用冲床吨位和检验模具强度的一个重要依据。
计算准确,有利于发挥设备的潜力。
计算不准确,有可能使设备超载而损坏,甚至造成严重事故。
平刃冲模的冲裁力按下式计算:
(7-1)式中冲裁力,N;冲裁周边长度,mm;坯料厚度,mm;系数,常取1.32;材料抗剪强度,MPa,可查手册或取=0.8。
24冲裁件的排样图2-2-4不同排样方式材料消耗对比排样是指落料件在条料,带料或板料上合理布置的方法。
排样合理可使废料最少,材料利用率大为提高。
图2-2-4为同一个冲裁件采用四种不同的排样方式材料消耗对比。
图2-2-4不同排样方式材料消耗对比,落料件的排样有两种类型:
无搭边排样和有搭边排样。
无搭边排样是用落料件形状的一个边作为另一个落料件的边缘(图2-2-4d)。
这样排样材料利用率很高。
但毛刺不在同一个平面上,而且尺寸不容易准确。
因此只有在对冲裁件质量要求不高时才采用。
有搭边排样即是在各个落料件之间均留有一定尺寸的搭边。
其优点是毛刺小,而且在同一个平面上,冲裁件尺寸准确,质量较高,但材料消耗多。
图2-2-2冲裁区应力、应变情况及冲裁断面状态图,二、修整修整是利用修整模沿冲裁件外缘或内孔刮削一薄层金属,以切掉普通冲裁时在冲裁件断面上存留的剪裂带和毛刺,从而提高冲裁件的尺寸精度和降低表面粗糙度。
修整冲裁件的外形称外缘修整。
修整冲裁件的内孔称内孔修整(图2-2-5)。
图2-2-5修整工序简图l-凸模;2-凹模,修整的机理修整的机理与冲裁完全不同,与切削加工相似。
修整余量及修整次数修整时应合理确定修整余量及修整次数。
对于大间隙落料件,单边修整量一般为材料厚度的10,对于小间隙落料件,单边修整量在材料厚度的8以下。
当冲裁件的修整总量大于一次修整量时,或材料厚度大于3mm时,均需多次修整,但修整次数越少越好。
修整模的凸凹模间隙凸凹模间隙对于修整件的质量影响很大,必须精心设计。
例如外缘修整模的凸凹模间隙,单边约取0.001O.01mm。
也可以采用负间隙修整,即凸模大于凹模的修整工艺。
修整冲裁件的精度修整后冲裁件公差等级达IT6IT7,表面粗糙度Ra为0.81.6m。
三、精密冲裁普通冲裁工艺的缺点普通冲裁获得的冲裁件,由于公差大,断面质量较差,只能满足一般产品的使用要求。
利用修整工艺可以提高冲裁件的质量,但生产率低,不能适应大批生产的要求。
精密冲裁的优点在生产中采用精密冲裁工艺,可以直接从板料中获得公差等级高(可达IT6IT8级)、粗糙度小(可达O.8O.4m)的精密零件。
生产率高。
可以满足精密零件批量生产的要求。
精密冲裁法的基本原理精密冲裁法的基本出发点是改变冲裁条件,以增大变形区的静水压作用,抑制材料的断裂,使塑性剪切变形延续到剪切的全过程,在材料不出现剪裂纹的冲裁条件下实现材料的分离,从而得到断面光滑而垂直的精密零件。
精冲模的结构带齿压料板精冲落料模的工作结构,它由普通冲模l、凹模4、带齿压料板2和顶板5组成。
它与普通冲裁的弹性落料模(图2-2-6b)之间的差别在于精冲模压料板上带有与刃口平面形状近似的齿形凸梗(称齿圈),凹模刃口带圆角,凸、凹模间隙极小,带齿压料板的压力和顶板的反压力较大。
所以,它能使材料的冲裁区处于三向压应力状态,形成精冲的必要条件。
精密冲裁过程是:
压边圈形齿首先压人板料,在形齿内侧产生向中心的侧向压力,同时,凹模中的反压顶杆向上以一定压力顶住板料,当凸模下压时,使形齿圈以内的材料处于三向压应力状态。
精密冲裁的精度为避免出现剪裂状态,凹模刃口一般做成R0.010.03mm的小圆角。
凸、凹模间的单面间隙小于板厚的0.5%这样便使冲裁过程完全成为塑性剪切变形,不再出现断裂阶段,从而得到全部为平直光洁剪切面的冲裁件。
精密冲裁可获得精度IT7IT6、表面粗糙度Ra0.80.4m的冲裁件。
)精密冲裁用设备精冲需要专用的精冲压力机,模具加工要求高,同时对精冲件材料和精冲件的结构工艺性有一定要求。
只有具备了这些充分条件,才能达到精冲的目的。
第二节变形工序变形工序是使坯料的一部分相对于另一部分产生位移而不破裂的工序。
如弯曲、拉深、翻边、胀型、旋压等。
一、弯曲1.弯曲变形过程1.1概念弯曲是将坯料弯成一定角度、一定曲率,形成一定形状零件的工序(图2-2-7)。
图2-2-7弯曲过程图,引起反力P,并形成弯曲力矩MPa,这个弯曲力矩使板料产生弯曲。
在弯曲过程中,随着凸模进人凹模的深度不同,凹模的支承点的位置及弯曲圆角半径r发生变化,使支承点距离a和r逐渐减小,而外力P逐渐加大,同时弯矩增大。
当弯曲半径达到一定值后,毛坯开始出现塑性变形,随着弯曲半径的减小,塑性变形由毛坯表面向内部扩展,最后将板料弯曲成与凸模形状一致的工件。
图2-2-9弯曲毛坯受力情况,1.2弯曲受力分析板料在V型压弯模与U型压弯模内(两种基本的弯曲模)受力变形的基本情况为:
在板料的A处,凸模施加外力P(U形)或2P(形),则在凹模的支承点B处,校正弯曲过程图2-2-10所示为板料在v形弯曲模中校正弯曲的过程:
开始为自由弯曲,随着凸模的下压,板料的弯曲半径r和支承点距离l逐渐减小;接近行程终了时,弯曲半径r继续减小,而直边部分反而向凹模方向变形,直至板料与凸、凹模完全贴合。
图2-2-10形模内校正弯曲过程,图2-2-11弯曲前后坐标网格的变化,边部分,则没有变形;在靠近圆角处的直边,有少量的变化,说明变形区主要在圆角部分。
2)变形区内,在板料的外区(靠凹模一侧)纵向纤维受拉而伸长;在内区(靠凸模一侧)纵向纤维受压缩而缩短。
内、外区至板料的中心,其伸长和缩短的程度逐渐变小。
由外区向内区过渡时,其间有一层金属纤维变形前后长度不发生变化,此金属纤维层称为应变中性层,1.3弯曲变形分析如果预先在弯曲毛坯侧壁做出正方形的坐标网格,观察变形后变化,如图2-2-11所示,可以看到:
1)圆角部分的正方形网格变成了扇形,而在远离圆角的直,1.4弯曲变形易出现的质量问题及防止措施1)弯曲时坯料内侧受压缩,外侧受拉伸。
当外侧拉应力超过坯料的抗拉强度极限时,即会造成金属破裂。
坯料越厚、内弯曲半径越小,则压缩及拉伸应力越大,越容易弯裂。
为防止破裂,弯曲的最小半径应为rmin(O.251)t,t为金属板料的厚度。
材料塑性好,则弯曲半径可小些。
2)弯曲时还应尽可能使弯曲线与坯料纤维方向垂直(图2-2-8)。
若弯曲线与纤维方向一致,则容易产生破裂。
此时可用增大最小弯曲半径来避免,3)在弯曲结束后,由于弹性变形的恢复,坯料略微弹回一点,使被弯曲的角度增大。
此现象称为回弹现象。
一般回弹角为010。
因此,在设计弯曲模时必须使模具的角度比成品件角度小一个回弹角,以便在弯曲后得到准确的弯曲角度。
2.弯曲力弯曲力是拟定弯曲工艺和选择设备的重要依据之一。
板料首先发生弹性弯曲,之后变形区内外层纤维进入塑性状态,并逐渐向板料的中心扩展,进行自由弯曲,最后是凸、凹模与板料(全)接触并冲成零件,进行校正弯曲。
弯曲力的大小与板料尺寸(b、t)、板料机械性能及模具结构参数等因素有关。
最大自由弯曲力P自为经验公式:
(7-2)式中r弯曲半径(mm);t板料厚度(mm);b弯曲板料的宽度(mm);b弯曲板料的抗拉强度极限(Mpa);k安全系数,对于U形件,k取0.91;对于V形件,k取0.78。
3.弯曲件的回弹塑性弯曲总伴随有弹性变形,所以在卸载后,总变形中的弹性部分立即恢复,引起零件的回弹,其结果表现在弯曲件曲率和角度的变化,如图2-2-12所示。
图中0和0分别为卸载前后的中性层半径;0和分别为卸载前后的弯曲角。
图2-2-12弯曲件卸载后的回弹,3.1影响回弹量的因素
(1)材料的机械性能材料屈服极限愈高,弹性模量愈小,则弯曲后回弹角=-0愈大。
(2)相对弯曲半径r/t值相对弯曲半径越小,弯曲回值越小。
(3)弯曲角中心角值中心角越大,则变形区域的r越大,回弹积累值越大,弯曲后回弹角也愈大。
(4)零件形状形状复杂的弯曲件,弯曲后回弹角较小。
(5)弯曲方式校正弯曲的回弹较自由弯曲的小。
弯曲件的回弹除与上述因素有关外,还与模具结构有密切的关系。
3.2减少回弹的措施
(1)改进弯曲件设计和合理选材改进弯曲件结构,如在弯曲件变形处压制加强筋,可使回弹角减小,并提高弯曲件的刚度。
对于一些硬材料,弯曲前采用退火处理,也可减少回弹。
(2)校正法塑性弯曲时,中性层外侧纤维拉伸,内层纤维压缩。
卸载后,内、外层纤维回弹方向与其相反,即外层缩短,内层伸长,总回弹趋势都是使板料复直,所以回弹量较大。
针对上述特征,在弯曲行程结束时,对板料施加亠定的校正压力,迫使变形处内层纤维产生切向拉伸应变,那么板料经校正以后,内、外层纤维都要伸长,结果卸载后都要缩,图2-2-13用校正法减小回弹,短,内、外层回弹趋势相反,因此回弹量将会减小,达到克服或减少回弹的目的。
如图2-2-13所示,采用校正法单角弯曲时,所使用的凸模几何形状和尺寸。
一般认为弯曲金属的校正压缩量为料厚25。
(3)补偿法补偿法是消除弯曲件回弹的最简单方法,因而应用广泛。
它是根据弯曲件的回弹趋势和回弹量大小,修正凸模或凹模工作部分形状和尺寸,使零件的回弹量得到补偿。
图2-2-14所示为单角弯曲时补偿情况,图2-2-15所示为双角弯曲时的补偿情况。
单角弯曲时,根据估算的回弹量,将凸模圆角半径rp,顶角a预先做小些,经调试修磨补偿回弹,对于有压板的单角弯曲,回弹角做在凹模上(见图2-2-14),并使凸凹模间隙为最小料厚。
双角弯曲时,可在凸模两侧作出回弹角(见图2-2-15)或在凹模底部作成弧型(见图2-2-15b),使工件底部局部弯曲,当工件从凹模取出后,由于弧面回弹伸直,而使两侧产生负回弹,从而补充圆角产生的正回弹。
(4)拉弯法板料在拉力作用下进行弯曲,使整个板料剖面上都作用有拉应力。
卸载后,因内、外层纤维的回弹趋势相互抵消,从而可减少回弹。
拉弯工艺既可在专用的拉弯机上进行,也可用模具实现,图2-2-16用拉弯法减少回弹a)模具拉弯b)工作台旋转拉弯,二、拉深拉深是利用拉深模使平面坯料(工序件)变成开口空心件的冲压工序。
拉深可以制成筒形、阶梯形、盒形、球形、锥形及其它复杂形状的薄壁零件。
图2-2-17圆筒形零件的拉深1-凸模;2-毛坯;3-凹模;4-工件,1拉深过程及变形特点1.1拉伸凸模和凹模与冲裁模的区别:
它们都有一定的圆角而不是锋利的刃口其间隙一般稍大于板料厚度。
在凸模的压力下,板料被拉进凸、凹模之间的间隙里形成圆筒的直壁。
1.2拉深件的受力变形特点:
拉深件的底部一般不变形,只起传递拉力的作用,厚度基本不变。
零件直壁由毛坯的环形部分(即毛坯外径与凹模洞口直径间的一圈)转化而成的,主要受拉力作用,厚度有所减小。
而直壁与底之间的过渡圆角部被拉薄最严重。
拉深件的法兰部分,切向受压应力作用,厚度有所增大。
拉深时,金属材料产生很大的塑性流动,坯料直径越大,拉深后筒形直径越小,变形程度越大,其变形程度有一定限度。
图2-2-17圆筒形零件的拉深1-凸模;2-毛坯;3-凹模;4-工件,2圆筒形件拉深毛坯尺寸及拉深力的确定2.1拉深件毛坯尺寸对于旋转体零件,采用圆形板料(图2-2-18)。
其直径按面积相等的原则计算(不考虑板料的厚度变化)。
图2-2-18中所示的板料直径可按下式计算:
拉深前面积:
1/4D2拉深后面积:
:
1/4(d-2r)2(圆底面积)+d(h1-r)(侧壁面积)+1/2r(d-2r)+4r(1/4凸球带面积.(7-3)拉深零件一般需要修边。
圆筒形件的修边余量h按表2-2-2确定。
计算板料直径,应考虑修边余量。
图2-2-18拉深件毛坯尺寸计算,表2-2-2圆筒形件拉深的修边余量h(mm),2.2拉深系数和拉深次数的确定制定拉深工艺时,必须预先确定该零件是一次拉成还是多次才能拉成。
拉深的次数与拉深系数有关。
圆筒形件的拉深系数为(7-4)圆筒形件第n次拉深系数为(7-5)式中第n1次拉深后的圆筒直径(mm)第n次拉深后的圆筒直径(mm)。
极限拉深系数的概念在制订拉深工艺时,如果拉深系数取得过小,就会使拉深件起皱、断裂或严重变薄。
因此,拉深系数的减小有一个界限,这个界限叫做极限拉深系数。
表2-2-3极限拉伸系数,极限拉深系的影响因素数极限拉深系数与板料成形性能、相对厚度(tD)、模具间隙及其圆角半径等因素有关。
它与相对厚度的关系示于表2-2-3。
其中,m1、m2分别为第1、2次拉深工序的极限拉深系数。
圆筒形件需要的拉深系数mml,则可一次拉深成形。
2.3拉深力计算常用下列公式计算拉深力:
P1d1tbK1(7-6)式中P1第一次拉深时的拉深力(N)K1修正系数,K1=0.41.0。
PndntbK2(7-7)式中Pn第二次及以后各次拉深时的拉深力(N)K2修正系数,K2=0.51.0。
图2-2-18拉深件毛坯尺寸计算,3.拉深件的常见缺陷及预防措施1)起皱拉深过程中常见缺陷是起皱(图2-2-19)。
这是由于拉深时,法兰处受压应力作用而增厚。
当拉深变形程度较大,压应力增大,板料又比较薄时,则可使法兰部分材料失稳而拱起,产生起皱现象。
拉深件严重起皱后,法兰部分的金属不能通过凸凹模间隙,致使坯料被拉断而成废品。
轻微起皱,法兰部分勉强通过间隙,但也会在产品侧壁留下起皱痕迹,影响产品质量。
因此,拉深过程中不允许出现起皱现象,可采用设置压边圈的方法解决(图2-2-20),也可以通过增加毛坯的相对厚度(tD)或拉深系数的途径来解决。
图2-2-19起皱拉深件图2-2-20有压边圈的拉深,2)拉裂筒壁底部内圆角稍上的部位,是拉深件最薄弱部位,因为此处参与变形的金属较少,冷作硬化程度小,变薄又最严重。
此部位称为危险断面。
若此处径向拉应力大于板料的抗拉强度,拉深件就会破裂。
除此之外,压边力太大和突缘起皱均会导致拉深零件断裂。
图2-2-21拉裂废品,如果拉深系数过小,不能一次拉深成形时,则可采用多次拉深工艺(图2-2-22)。
多次拉深过程中,必然产生加工硬化现象。
为了保证坯料具有足够的塑性,生产中坯料经过一两次拉深后,应安排工序间的退火处理。
其次,在多次拉深中,拉深系数应一次比一次略大些,确保拉深件质量和生产顺利进行。
图2-2-22多次拉深时圆筒直径的变化,防止“拉裂”的措施是:
(1)正确选择拉深系数。
图2-2-22多次拉深时圆筒直径的变化拉深系数越小,表明拉深件直径越小,变形程度越大,坯料被拉入凹模越困难,因此越容易产生拉裂废品(图2-2-21)。
一般情况下,拉深系数不小于0.50.8。
坯料的塑性差取上限值,塑性好取下限值。
(2)合理设计拉深模结构凸凹模的圆角半径。
材料为钢的拉深件,取r凹=10t,而r凸=(0.61)r凹。
这两个圆角半径过小,产品易拉裂。
凸凹模间隙。
一般取Z=(1.11.2)t,比冲裁模的间隙大。
间隙过小,模具与拉深件间的摩擦力增大,容易拉裂工件,擦伤工作表面,降低模具寿命。
间隙过大,又容易使拉深件起皱,影响拉深件的精度。
(3)注意润滑。
为了减小摩擦,以降低拉深件壁部的拉应力,减少模具的磨损,拉深时通常要加润滑剂。
三、其它冲压成型其它冲压成型指除弯曲和拉深以外的冲压成型工序,包括胀形、翻边、缩口、旋压和校形等。
这些成型工序的共同特点是通过材料的局部变形来改变坯料或工序件的形状;。
1胀形胀形主要用于平板毛坯的起伏成型(胀形),如压制凹坑,加强筋,起伏形的花纹及标记等。
另外,管类毛坯的胀形(如波纹管)、平板毛坯的拉形等,均属胀形工艺。
胀形时,毛坯的塑性变形局限于一个固定的变形区范围之内,通常材料不从外部进入变形区内。
变形区内板料的成型主要是通过减薄壁厚,增大局部表面积来实现的。
胀形的极限变形程度,主要取决于材料的塑性。
材料的塑性越好,可能达到的极限变形程度就越大。
图2-2-23刚模胀形,由于胀形时毛坯处于两向拉应力状态,因此,变形区的毛坯不会产生失稳起皱现象,冲压成型的零件表面光滑,质量好。
胀形所用的模具可分刚模(图2-2-23)和软模(图2-2-24)两类。
软模胀形时材料的变形比较均匀,容易保证零件的精度,便于成型复杂的空心零件,所以在生产中广泛采用。
图2-2-24用软凸模的胀形,2.翻边翻边是在坯料的平面部分或曲面部分上使板料沿一定的曲率翻成竖立边缘的冲压成型方法。
翻边在生产中应用较广。
根据零件边缘的性质和应力状态的不同,可分为内孔翻边(图2-2-25)和外缘翻边(图2-2-26、图2-2-27)。
根据竖边壁厚的变化情况,可分为不变薄翻边和变薄翻边,图2-2-26内凹外缘翻边图2-2-27外凸外缘翻边,翻边时板料的受力及变形特点及质量保证措施:
圆孔翻边,主要的变形是坯料受切向和径向拉伸,越接近预孔边缘变形越大。
因此,圆孔翻边的失败往往是边缘拉裂,拉裂,(7-8),称为翻边系数,显然值越小,变形程度越大。
翻边时孔边不破裂所能达到的最小K值,称为极限翻边系数。
对于镀锡铁皮不小于0.650.7;对于酸洗钢不小于O.680.72。
当零件所需凸缘的高度较大,一次翻边成型有困难时,可采用先拉深,后冲孔(按K0计算得到的容许孔径),再翻边的工艺来实现。
图2-2-25内孔翻边,与否主要取决于拉伸变形的大小。
圆孔变形程度用翻边前预孔直径与翻边后的平均直径D的比值表示,即,3.旋压图2-2-28是旋压过程示意图。
顶块把坯料压紧在模具上,机床主轴带动模具和坯料同旋转,手工操作赶棒加压于坯料反复赶辗,于是由点到线,由线及面,使坯料逐渐贴于模具上而成形。
图2-2-28用圆头赶棒的旋压程序l-顶块2-赶棒3-模具4-卡盘,旋压的基本要点是:
(1)合理的转速主轴转速如果太低,坯料将不稳定;若转速太高,则材
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