第二章 板材冲压成型的根本知识 第二章 板材冲压成型的根本知识 学习内容 1、了解冲压工艺常用的根本设备。 、了解冲压工艺常用的根本设备。 2、把握冲压设备相关的技术参数。 、把握冲压设备相关的技术参数。 3、了解塑性成型的根本理论。 、了解塑性成型的根本理论。 4、了解常用的冲压资料和模具资料。 、了解常用的冲压资料和模具资料。 Company Logo 2.1 冷冲压设备 一、冲压设备分类 冲突压力机 机械压力机（以Jxx表明其类型） 机械压力机（ 表明其类型） 表明其类型 冷冲压广泛运用 曲柄压力机 冲压液压机 液压压力机（ 表明其类型） 液压压力机（以Yxx表明其类型） 一般用处液压机 表明其类型 数控冲床 曲折校对压紧用液压机 Company Logo 压力机类型 压力机类型是依照锻压机械的类别、 压力机类型是依照锻压机械的类别、列别和组别编制的 JA31-160B J：类别代号，表明机械压力机 ：类别代号， A：变形规划序号，表明第一次变形规划 ：变形规划序号， 31：列别、组别代号，表明闭式单点压力机 ：列别、组别代号， 160：公称压力的标准代号，表明公称压力为160t， ：公称压力的标准代号，表明公称压力为 ， 1600Kn B：结构和功能改善规划序号，表明第2次改善规划 ：结构和功能改善规划序号， Company Logo 1 曲柄压力机的组成 Company Logo 曲柄压力机组成 1 床身 2 运动体系 3 离合器 4 制动器 5 打料设备 6 漏料孔 7 其他部分 怎样挑选压力机标准巨细 1 压力机的公称压力应该为核算的冲压工艺 力的1.2-1.3倍。 力的 倍 2 压力机的行程能满意冲压件高度尺度的要 确保冲压后制件能从模具中取出。 求，确保冲压后制件能从模具中取出。 3 压力机的装模高度应该大于模具闭合高度。 压力机的装模高度应该大于模具闭合高度。 4 压力机的作业台面尺度、滑块底面尺度应 压力机的作业台面尺度、 能确保模具的正确设备。 能确保模具的正确设备。漏料孔的尺度应保 证制件或废料能顺畅扫除。 证制件或废料能顺畅扫除。 5 压力机的行程次数，应能确保出产率和材 压力机的行程次数， 料变形速度的要求。 料变形速度的要求。 6 压力机的运用应该便利和安全。 压力机的运用应该便利和安全。 Company Logo 运动的传递道路为电动机→小带轮 传动带 运动的传递道路为电动机 小带轮→传动带 小带轮 传动带→ 大带轮→传动轴 小齿轮→大齿轮 离合器→ 传动轴→小齿轮 大齿轮→离合器 大带轮 传动轴 小齿轮 大齿轮 离合器 曲轴→连杆 滑块。大齿轮滚动惯量较大， 连杆→滑块 曲轴 连杆 滑块。大齿轮滚动惯量较大，滑 块惯性也较大，在运动中具有贮存和开释能量、 块惯性也较大，在运动中具有贮存和开释能量、 而且使压力机作业平稳的效果 Company Logo 离合器 离合器作业原理:大齿轮空套在曲轴上， 离合器作业原理 大齿轮空套在曲轴上，可 大齿轮空套在曲轴上 以自在滚动。 以自在滚动。离合器壳体和曲轴通过抽键 刚性衔接。在离合器壳体中， 刚性衔接。在离合器壳体中，抽键跟着离 合器壳体同步滚动。 合器壳体同步滚动。通过抽键刺进到大齿 轮中的弧形键槽或从键槽中抽出来， 轮中的弧形键槽或从键槽中抽出来，完成 传动接通或断开。 传动接通或断开。 Company Logo 制动器 制动器作业原理:使用制动轮对旋转中心的偏疼， 制动器作业原理 使用制动轮对旋转中心的偏疼，使制动带对制动 使用制动轮对旋转中心的偏疼 轮的冲突力随滚动而改动来完成制动。当曲轴转到上死点时， 轮的冲突力随滚动而改动来完成制动。当曲轴转到上死点时，制 动轮中心和固定销中心之间的中心距到达最大。此刻， 动轮中心和固定销中心之间的中心距到达最大。此刻，制动带的 张紧力就最大，然后在此处发生制动效果。转过此方位后， 张紧力就最大，然后在此处发生制动效果。转过此方位后，制动 带放松，制动器则不制动。 带放松，制动器则不制动。制动力的巨细可通过调理拉紧绷簧来 完成 Company Logo 打料设备的作业原理 当冲裁完毕今后， 当冲裁完毕今后，制件紧 紧地卡在模具孔里边， 紧地卡在模具孔里边，而且托 着打料杆下端。 着打料杆下端。而打料杆上端 顶着横杆， 顶着横杆，三者一同随滑块向 上移动。 上移动。当滑块移动到挨近上 死点时， 死点时，横杆遭到两头的限位 螺钉的阻挠，便中止移动， 螺钉的阻挠，便中止移动，迫 使打料杆和与其严密触摸的制 件也中止移动。 件也中止移动。而模具和滑块 依然向上移动若干毫米，所以， 依然向上移动若干毫米，所以， 打料杆、 打料杆、制件就发生了相关于 滑块的运动， 滑块的运动，就将制件从模具 中推下来。 中推下来。 Company Logo 打料设备 落料孔 落料孔： 落料孔：压 力机作业台中设 有落料孔(又称漏 有落料孔 又称漏 料孔)，以便冲下 料孔 ， 的制件或废料从 孔中漏下。 孔中漏下。 床身歪斜 是通过对紧固螺 杆的操作， 杆的操作，使床 死后倾， 死后倾，以便落 料向后滑落排出。 料向后滑落排出。 Company Logo 三、曲柄压力机的首要技术参数 1 公称压力 2 滑块行程 3 压力机装模高度 4 压力机作业台面尺度 5 落料孔尺度 6 压力机电动机功率 Company Logo 压力机的许用压力曲线 压力机滑块通过模具在冲压过程中发生的压力便是压力机作业压力。 压力机滑块通过模具在冲压过程中发生的压力便是压力机作业压力。 2 公称压力：指压力机曲柄转到离下死点必定视点 称为公称压力角， 公称压力：指压力机曲柄转到离下死点必定视点(称为公称压力角 称为公称压力角， 等于30° )时，滑块上所容许的最大作业压力。 等于 ° 时 滑块上所容许的最大作业压力。 Company Logo 压力机装模高度 Company Logo 第二章 板材冲压成型的根本知识 （2） 分类 ） [1]依据其床身结构不同，可分为开式冲床和闭 依据其床身结构不同， 依据其床身结构不同 式冲床。 式冲床。 [2]依照滑块数目，可分为单动、双动、三动三 依照滑块数目， 依照滑块数目 可分为单动、双动、 种。 [3]依照连杆数量，可分为单点、双点和四点。 依照连杆数量， 依照连杆数量 可分为单点、双点和四点。 Company Logo 第二章 板材冲压成型的根本知识 闭式单点 闭式双点 Company Logo 第二章 板材冲压成型的根本知识 2、冲突压力机 图2-2 冲突压力机传动体系示意图 1—电动机；2—皮带；3、5—冲突盘；4—轴；6—飞轮；7—拨杆；8—螺母； 9—螺杆；10—连杆；11—挡块；12—滑块；13—手柄 Company Logo 第二章 板材冲压成型的根本知识 3、偏疼压力机 （1）结构 图2-3 偏疼压力机传动体系示意图 1—脚踏板；2—作业台；3—滑块；4—连杆；5—制动器；6—偏疼轴；7— 离合器；8—带轮；9—电动机；10—床身；11—操作安排；12—作业台垫板 Company Logo 第二章 板材冲压成型的根本知识 （2）行程调理安排 图2-4 偏疼压力机行程调理安排 1—螺母；2—接合套；3—偏疼套；4—连杆；5—偏疼主轴； O—偏疼主轴中心；A—偏疼主轴偏疼部分中心；M—偏疼套3的中心 Company Logo 第二章 板材冲压成型的根本知识 a）最小行程状况b）最大行程状况c）恣意方位行程状况 图2-5 偏疼压力机行程调理状况图 Company Logo 第二章 板材冲压成型的根本知识 4、液压机 （1）结构组成 各种液压机都由三部分组成 本体部分：包含立柱，上、下横梁、活动横梁、 作业缸、顶出器。 动力部分：为作业缸和顶出缸供给高压油的高压 泵。 操作部分：包含操作箱和一些操作阀。 Company Logo 第二章 板材冲压成型的根本知识 图2-6 Y32-300型液压机外形图 1—作业缸；2—上横梁；3—立柱； 4—活动横梁；5—顶出缸；6—下横梁 a—本体部分 b—操作操控体系 c——动力部分 Company Logo 第二章 板材冲压成型的根本知识 二、冲压设备的选用 1、冲压设备类型 Company Logo 第二章 板材冲压成型的根本知识 2、冲压设备参数 （1）标称压力 图2-7 曲柄压力机的许用压力曲线 H-滑块行程 ha-滑块离下止点的间隔 аa-曲柄离下止点的夹角 F-滑块在某方位时所答应的最大作业压力 Fmax-压力机的最大许用压力 Company Logo 第二章 板材冲压成型的根本知识 标称压力是指滑块离下止点前某一特定间隔 （此间隔称为标称压力行程或额外压力行程）或曲 柄旋转到离下止点前某一特定视点（此视点称为标 称压力角或额外压力角）时，滑块上所答应接受的 最大作业压力。 *标称压力有必要大于冲压工艺所需的冲压力。 标称压力有必要大于冲压工艺所需的冲压力。 *在挑选压力机时，有必要使冲压力曲线不超越压力 在挑选压力机时， 机的许用压力曲线。 机的许用压力曲线。 Company Logo 第二章 板材冲压成型的根本知识 （2）滑块行程 滑块行程是指滑块从上止点至下止点所通过的 间隔。关于曲柄压力机，其值等于曲柄半径的两倍。 （3）滑块每分钟行程次数 行程次数是指滑块每分钟往复运动的次数。 （4）作业台面尺度和漏料孔尺度 作业台面（或作业垫板）尺度一般应大于模 具底座50-70mm，以便设备模具。 漏料孔尺度应大于工件或废料尺度，以便漏料。 关于有弹顶设备的模具，下弹顶器的外形尺度还应 小于漏料孔尺度。 Company Logo 第二章 板材冲压成型的根本知识 （5）装模高度 压力机的装模高度是指滑块鄙人止点时，滑 块底平面到作业台上的垫板上平面之间的间隔。 调理压力机连杆的长度，能够调理压力机的装 模高度。 *模具的闭合高度应在压力机的最大与最小装模高 度之间。 度之间。 （6）电动机功率 所挑选的电机功率应大于冲压所需功率。 Company Logo 第二章 板材冲压成型的根本知识 3、高速压力机 Company Logo 第二章 板材冲压成型的根本知识 图2-8 高速压力机及其隶属安排 1—开卷机；2—校平安排；3—供料缓冲设备；4—送料安排；5—高速主动压 力机；6—弹性支承 Company Logo 第二章 板材冲压成型的根本知识 4、数控冲模回回头压力机 Company Logo 第二章 板材冲压成型的根本知识 图2-9数控冲模回回头压力机作业原理示意图 1—蜗杆副；2—定位销；3—回回头；4—离合器；5、8—滚珠丝杠；6—液压马达； 7—作业台；9—上滑块；10—夹钳；11—滑块；12—肘杆安排 Company Logo 第二章 板材冲压成型的根本知识 2.2 板材冲压成型的根本理论 2.2.1 板料冲压成型中的力学根底 1、点的应力状况 图2-10 点应力状况 （a）恣意坐标体系 （b）主轴坐标体系 Company Logo 第二章 板材冲压成型的根本知识 图 2-11 主应力图 板料成型时，大多数情况下板厚方向的应力很小，能够 忽略不计。所以一般可按平面应力状况处理板料成型过 程。 板料冲压时，毛坯的内孔和外边际处一般处于直线应力 状况。 Company Logo 第二章 板材冲压成型的根本知识 主应力图中，压应力重量越多，数值越大，则金属的塑性 越高。 单元体上三个正应力的均匀值称为均匀应力，用σm表明， 即 σm=（σ1+σ2+σ3）/3 （2-1） 任何一种应力状况都能够看成是由两种应力状况叠加而成 的。 球应力状况：各应力重量巨细等于均匀应力σm 改动物体的体积，而不能改动物体的形状。 偏应力状况：减去了球应力状况今后得到的应力状况。 能使物体发生形状改动，不会引起物体体积 的改动。 Company Logo 第二章 板材冲压成型的根本知识 2、点的应变状况 设有边长分别为b0、l0和t0的立方形物体，均匀 变形后尺度变为b、l、t，依据体积不变条件： l0 b0 t0 =lbt 等式两头取对数可得： 1n（b/ b0 ）+1n（l/ l0 ）+1n（t/ t0 ）=0 以真应变的方式表明：故 ε1 +ε2 +ε3 =0 （2-2） Company Logo 第二章 板材冲压成型的根本知识 图 2-12 主应变图 Company Logo 第二章 板材冲压成型的根本知识 2.2.2 屈从准则 各个应力重量之间的联系称为屈从准则（塑性条件）。 屈从准则是金属进入塑性状况的力学条件。 1、Tresca 塑性条件： 资料塑性变形的开端与最大切应力有关。无论是何种 应力状况，只需最大切应力到达某必定值时资料就开端屈 服。其表达式如下： τ max = σ1 ? σ 3 2 = σs 2 （2-3） （2-4） σ1-σ3=σs （σ1≥σ2≥σ3 ） Company Logo 第二章 板材冲压成型的根本知识 2、Mises塑性条件： 当变形金属中某点的三个主应力的组合满意以下联系时， 资料即开端屈从，进入塑性状况。即： 1 2 2 2 （σ 1 ? σ 2） + σ 2 ? σ 3） + σ 1 ? σ 3） = σ （ （ 2 式中σ1、 σ2 、 σ3—三个主应力，σ1 ≥ σ2 ≥ σ3 σ—资料在单向应力状况下的线） 也可写成一致的方式： σ1 - σ3 =βσ 当中心主应力σ2 = σ1或σ2 = σ3时，β=1； 当中心主应力σ2 =（ σ1 + σ3 ）/2时，β=1.155。 （2-8） Company Logo 第二章 板材冲压成型的根本知识 2.2.3 冲压变形趋向性及其操控 （a）拉深 （b） 翻边 （c）缩口 图2-13 冲压成型时毛坯各区区分举例 弱区必先变形，变形区应为弱区 弱区必先变形， Company Logo 第二章 板材冲压成型的根本知识 改动变形趋势的办法： 1、改动毛坯各 部分的相对尺度 Company Logo 第二章 板材冲压成型的根本知识 2、改动模具作业部分的几许形状和尺度。 改动凸模和凹模的圆角半径 3、改动毛坯与模具触摸外表之间的冲突阻力。 可选用光滑和改动部分受力 4、改动毛坯部分温度。 首要选用部分加热或深冷的办法 Company Logo 第二章 板材冲压成型的根本知识 2.3 常用冷冲压资料及其成型功能 2.3.1冲压资料的根本要求和试验办法 1、影响板材冲压成型功能的原因 [1]板材的化学成分 [2]板材内部安排结构 [3]资料的外表质量 [4]板材的尺度精度 Company Logo 第二章 板材冲压成型的根本知识 2、板材冲压成型功能 可分为剪切功能和成型功能两大类。 [1]剪切功能 是指板料对别离加工的适应能力； [2]成型功能 是指板料对冲压成型加工的适应能力。 成型功能包含有抗决裂性、贴模性和定形性。 Company Logo 第二章 板材冲压成型的根本知识 3、板材成型功能的试验办法 常用的试验办法有直接试验和直接试验两大类。 [1] 直接试验 首要的办法有：拉伸试验、剪切试验、硬度试验、金 相微观查看等。其间拉伸试验是测定板材的力学功能简略 而最常用的办法。 （a）拉伸试验用试样 （b）拉伸曲线 拉伸试验试样及拉伸曲线 Company Logo 第二章 板材冲压成型的根本知识 由拉伸试验得到的各种力学功能指标有屈从点σ s 或屈 服强度σ 0.2 ，抗拉强度 σ b ，伸长率e（％），弹性模量E， 加工硬化指数n，均匀伸长率 eu（％），笔直各向异性系 数或塑性应变比（r、 值）以及这些试验值在板面内各向 异性值（△r值）。 r 2、直接试验 杯突试验、拉深功能试验、拉深力比照试验（TZP 法）、锥形件拉深试验、曲折试验、楔形拉伸试验和扩孔 试验等。 Company Logo 第二章 板材冲压成型的根本知识 图 2-16 杯 突 实 验 （GB4156-1984） 图2-17 拉深成型功能试验 Company Logo 第二章 板材冲压成型的根本知识 Company Logo 第二章 板材冲压成型的根本知识 2.3.2 冲压资料的品种 1、冲压资料分类： 可分为金属资料和非金属资料两大类。 金属资料：黑色金属、有色金属 非金属资料：橡胶、胶木、塑料、云母… 2、供货方式 板料；大型零件的冲压； 带料（卷料）：大批量出产的主动送料； 条料：中、小零件的冲压； 块料：单件出产和宝贵金属的冲压。 Company Logo 第二章 板材冲压成型的根本知识 2.4 常用冷冲压模具资料及其功能 1、 模具资料的品种 常用的模具资料有一般碳素钢、工具钢、硬质 合金、高速钢、铸铁、锌基合金、低熔点合金、环 氧树脂、聚氨酯橡胶等。 2、模具资料的选取准则 2 [1]冲压资料的功能 [2]出产批量 [3]工序性质和作业条件 3、模具零件资料和热处理要求 Company Logo

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