1、1材料成形工艺基础材料成形工艺基础任课教师任课教师: :李振纲李振纲材料成形工艺基础材料成形工艺基础2第八章第八章 板料的冲压成形工艺板料的冲压成形工艺 1.1.概念：概念： 指利用冲模使板料产生分离或变形的成形工艺。指利用冲模使板料产生分离或变形的成形工艺。板料冲压示意图板料冲压示意图材料成形工艺基础材料成形工艺基础32.2.特点：特点： 3.3.应用应用 （1）生产率高、操作简便，便于实现自动化。）生产率高、操作简便，便于实现自动化。 （2）冲压件一般不需再加工，节省原材料和能源消耗。）冲压件一般不需再加工，节省原材料和能源消耗。 （3）尺寸稳定，互换性好，可制造形状复杂的薄壁零件。）尺寸
2、稳定，互换性好，可制造形状复杂的薄壁零件。 （4）冲压模具结构较复杂，加工精度高，制造成本高。）冲压模具结构较复杂，加工精度高，制造成本高。 板料冲压应用在所有制造金属成品的工业部门中。板料冲压应用在所有制造金属成品的工业部门中。材料成形工艺基础材料成形工艺基础4冲压设备冲压设备1. 1. 剪床：剪床：2. 2. 冲床：冲床：下料设备下料设备冲压设备冲压设备材料成形工艺基础材料成形工艺基础5冲压工序冲压工序变形工序变形工序分离工序分离工序修整修整冲孔冲孔落料落料拉深拉深胀形胀形弯曲弯曲翻边翻边板料冲压工序材料成形工艺基础材料成形工艺基础68.1 8.1 分离工序分离工序 分离工序：分离工序：指
3、使坯料的一部分与另一部分相互分指使坯料的一部分与另一部分相互分离的工序。离的工序。 包括包括落料落料、冲孔冲孔、修整修整等。等。 一一. .落料及冲孔落料及冲孔: :落料及冲孔统称为冲裁，冲裁是使落料及冲孔统称为冲裁，冲裁是使坯料按封闭轮廓分离的工序。坯料按封闭轮廓分离的工序。 落料时，冲落部分为成品，而余料为废料；落料时，冲落部分为成品，而余料为废料； 冲孔时，冲落部分是废料，余料部分为成品。冲孔时，冲落部分是废料，余料部分为成品。 材料成形工艺基础材料成形工艺基础7冲裁过程示意图冲裁过程示意图落料和落料和冲孔冲孔材料成形工艺基础材料成形工艺基础81.1.冲裁变形过程冲裁变形过程 弹性变形阶
4、段弹性变形阶段塑性变形阶段塑性变形阶段断裂、分离阶段断裂、分离阶段冲裁变形过程冲裁变形过程材料成形工艺基础材料成形工艺基础9冲裁变形过程示意图冲裁变形过程示意图材料成形工艺基础材料成形工艺基础10间隙过小间隙过小间隙过大间隙过大间隙适中间隙适中2.2.凸凹模间隙凸凹模间隙材料成形工艺基础材料成形工艺基础11凸 凹 模 刃 口凸 凹 模 刃 口尺 寸 要 正 确尺 寸 要 正 确落料：落料：D凹凹 = d落落D凸凸= D凹凹 - ZD凸凸 = d孔孔D凹凹 = D凸凸 + Z冲孔：冲孔：z/23.3.凸凹模刃口尺寸的确定凸凹模刃口尺寸的确定 材料成形工艺基础材料成形工艺基础124.冲裁件的排样冲
5、裁件的排样 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，材料利用率提高。排样合理可使废料最少，材料利用率提高。材料成形工艺基础材料成形工艺基础13（a a）外缘修整外缘修整(b)(b)内孔修整内孔修整二二. .修整修整 利用修整模沿冲裁件外缘或内孔刮削一薄层金属，利用修整模沿冲裁件外缘或内孔刮削一薄层金属，以切掉冲裁件上的剪裂带和毛刺，从而提高冲裁件的以切掉冲裁件上的剪裂带和毛刺，从而提高冲裁件的尺寸精度，降低表面粗糙度值。尺寸精度，降低表面粗糙度值。材料成形工艺基础材料成形工艺基础148.2 8.2 变形工序变形
6、工序 变形工序是使坯料的一部分相对于另一部分产生位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，如移而不破裂的工序，如拉深拉深、弯曲弯曲、翻边、胀形翻边、胀形等。等。一、拉深一、拉深 1. 1.概念：概念：指利用拉深模使冲裁后得到的平板坯料变形成开指利用拉深模使冲裁后得到的平板坯料变形成开口空心件的工序。口空心件的工序。拉深示意图拉深示意图材料成形工艺基础材料成形工艺基础152.拉深常见缺陷拉深常见缺陷 拉裂拉裂 正确选择拉深系数；正确选择拉深系数；拉深系数拉深系数：指拉深件直：指拉深件直径径d与坯料直径与坯料直径D的比值，的比值，用用m表示。表示。 m dD m一般为一般为0
7、.50.8 。 合理设计凸凹模圆角合理设计凸凹模圆角半径：半径：r凹凹10。 r凸凸（ 0.61 ）r凹凹。 合理设计凸凹模间隙：合理设计凸凹模间隙： z（1.11.2） 注意润滑。注意润滑。多次拉深时圆筒直径的变化多次拉深时圆筒直径的变化材料成形工艺基础材料成形工艺基础16起皱起皱 防止措施：设置压边圈；防止措施：设置压边圈； 增加板料的相对厚度；增加板料的相对厚度； 增大拉深系数增大拉深系数m m等。等。 起皱拉深件起皱拉深件有压边圈的拉深有压边圈的拉深材料成形工艺基础材料成形工艺基础17弯曲变形示意图弯曲变形示意图 二、二、弯曲弯曲 将平直板料弯成具有一定角度和圆弧的变形工序。将平直板料
8、弯成具有一定角度和圆弧的变形工序。 回弹现象回弹现象：在弯曲结束后，由于弹性变形的恢复，使被弯：在弯曲结束后，由于弹性变形的恢复，使被弯曲的角度增大的现象。一般回弹角为曲的角度增大的现象。一般回弹角为0 01010。与坯料纤维方向垂直与坯料纤维方向垂直材料成形工艺基础材料成形工艺基础181.1.翻边翻边 在带孔的平坯料上用扩孔的方法获得凸缘的工序。在带孔的平坯料上用扩孔的方法获得凸缘的工序。三、其它变形工序三、其它变形工序翻边变形示意图翻边变形示意图材料成形工艺基础材料成形工艺基础192.2.胀形胀形 胀形是利用局部变形使坯料或半成品改变形状的工序。胀形是利用局部变形使坯料或半成品改变形状的工
9、序。主要用于制造刚性的筋条，或增大半成品的部分内径等。主要用于制造刚性的筋条，或增大半成品的部分内径等。平板坯料胀形平板坯料胀形管坯胀形管坯胀形材料成形工艺基础材料成形工艺基础20球体胀形球体胀形拉形拉形材料成形工艺基础材料成形工艺基础213.3.旋压旋压材料成形工艺基础材料成形工艺基础22材料成形工艺基础材料成形工艺基础23材料成形工艺基础材料成形工艺基础24一、简单冲模一、简单冲模8.3 8.3 冲模的分类和构造冲模的分类和构造 在冲床的一次冲程中只完成一个工序的冲模，在冲床的一次冲程中只完成一个工序的冲模，称为简单冲模。称为简单冲模。模具简单，造价低。模具简单，造价低。材料成形工艺基础材
10、料成形工艺基础25二、连续冲模：二、连续冲模：冲床的一次冲程中，在模具不同部冲床的一次冲程中，在模具不同部位上同时完成数道冲压工序的模具位上同时完成数道冲压工序的模具材料成形工艺基础材料成形工艺基础26三、复合冲模：三、复合冲模：冲床的一次冲程中，在模具同一部冲床的一次冲程中，在模具同一部位上同时完成数道冲压工序的模具。位上同时完成数道冲压工序的模具。材料成形工艺基础材料成形工艺基础27塑性加工零件的结构设计塑性加工零件的结构设计自由锻件结构设计注意的问题自由锻件结构设计注意的问题 避免锥体避免锥体或斜面结构或斜面结构不合理不合理合理合理不合理不合理合理合理材料成形工艺基础材料成形工艺基础28
11、塑性加工零件的结构设计塑性加工零件的结构设计自由锻件结构设计注意的问题自由锻件结构设计注意的问题 几何体的交几何体的交接处不应形成接处不应形成空间曲线空间曲线不合理不合理合理合理不合理不合理合理合理材料成形工艺基础材料成形工艺基础29自由锻件结构设计注意的问题自由锻件结构设计注意的问题 避免加强筋、避免加强筋、凸台、工字形凸台、工字形截面或空间曲截面或空间曲线形表面线形表面不合理不合理合理合理不合理不合理合理合理材料成形工艺基础材料成形工艺基础30模锻件结构设计注意的问题模锻件结构设计注意的问题 确定合理分模面确定合理分模面材料成形工艺基础材料成形工艺基础31塑性加工零件的结构设计塑性加工零件
12、的结构设计 设计模锻斜度、模锻圆角设计模锻斜度、模锻圆角模锻件结构设计注意的问题模锻件结构设计注意的问题材料成形工艺基础材料成形工艺基础32塑性加工零件的结构设计塑性加工零件的结构设计模锻件结构设计注意的问题模锻件结构设计注意的问题 零件外形力零件外形力求简单、平直求简单、平直和对称和对称不合理不合理合理合理材料成形工艺基础材料成形工艺基础33塑性加工零件的结构设计塑性加工零件的结构设计模锻件结构设计注意的问题模锻件结构设计注意的问题 避免有深孔或多孔结构避免有深孔或多孔结构材料成形工艺基础材料成形工艺基础34塑性加工零件的结构设计塑性加工零件的结构设计模锻件结构设计注意的问题模锻件结构设计注
13、意的问题 采用锻采用锻-焊组合工艺焊组合工艺模锻件模锻件焊合件焊合件材料成形工艺基础材料成形工艺基础35塑性加工零件的结构设计塑性加工零件的结构设计冲压件结构设计注意的问题冲压件结构设计注意的问题-冲压件的形状与尺寸冲压件的形状与尺寸 落料件的外落料件的外形和冲孔件的孔形和冲孔件的孔形应力求简单、形应力求简单、对称，避免长槽对称，避免长槽与细长悬臂结构与细长悬臂结构材料成形工艺基础材料成形工艺基础36塑性加工零件的结构设计塑性加工零件的结构设计冲压件结构设计注意的问题冲压件结构设计注意的问题-冲压件的形状与尺寸冲压件的形状与尺寸 冲孔件的孔冲孔件的孔及其有关尺寸及其有关尺寸材料成形工艺基础材料
14、成形工艺基础37塑性加工零件的结构设计塑性加工零件的结构设计冲压件结构设计注意的问题冲压件结构设计注意的问题-冲压件的形状与尺寸冲压件的形状与尺寸 冲孔件或落料件上直线与直线、冲孔件或落料件上直线与直线、曲线与直线的交接处，均应用圆弧曲线与直线的交接处，均应用圆弧连接连接材料成形工艺基础材料成形工艺基础38塑性加工零件的结构设计塑性加工零件的结构设计冲压件结构设计注意的问题冲压件结构设计注意的问题-冲压件的形状与尺寸冲压件的形状与尺寸 冲裁件排样冲裁件排样材料成形工艺基础材料成形工艺基础39塑性加工零件的结构设计塑性加工零件的结构设计冲压件结构设计注意的问题冲压件结构设计注意的问题-冲压件的形
15、状与尺寸冲压件的形状与尺寸 弯曲件形状应尽量对称，弯曲半径不能小于材料允弯曲件形状应尽量对称，弯曲半径不能小于材料允许的最小弯曲半径许的最小弯曲半径 rmin=(0.251)S，并考虑纤维方向。并考虑纤维方向。材料成形工艺基础材料成形工艺基础40塑性加工零件的结构设计塑性加工零件的结构设计冲压件结构设计注意的问题冲压件结构设计注意的问题-冲压件的形状与尺寸冲压件的形状与尺寸 弯曲件弯曲边弯曲件弯曲边的平直部分的平直部分H2S材料成形工艺基础材料成形工艺基础41板料冲压成形塑性加工零件的结构设计塑性加工零件的结构设计冲压件结构设计注意的问题冲压件结构设计注意的问题-冲压件的形状与尺寸冲压件的形状
16、与尺寸 弯曲带孔件时，弯曲带孔件时，避免孔的变形，避免孔的变形，L(1.52)S材料成形工艺基础材料成形工艺基础42冲压件结构设计注意的问题冲压件结构设计注意的问题-冲压件的形状与尺寸冲压件的形状与尺寸 拉深件外形力求简单、对称拉深件外形力求简单、对称材料成形工艺基础材料成形工艺基础43冲压件结构设计冲压件结构设计-冲压件的形状与尺寸冲压件的形状与尺寸 设计合理设计合理的模具间隙和的模具间隙和圆角圆角材料成形工艺基础材料成形工艺基础44冲压件结构设计冲压件结构设计-改进结构、简化工艺改进结构、简化工艺 采用冲焊采用冲焊结构结构材料成形工艺基础材料成形工艺基础45冲压件结构设计冲压件结构设计-改
17、进结构、简化工艺改进结构、简化工艺 采用冲口采用冲口工艺，以减少工艺，以减少组合件数量组合件数量材料成形工艺基础材料成形工艺基础46冲压件结构设计冲压件结构设计-改进结构、简化工艺改进结构、简化工艺 简化拉深件结构，以便减少工序简化拉深件结构，以便减少工序材料成形工艺基础材料成形工艺基础47冲压件结构设计冲压件结构设计-冲压件的厚度冲压件的厚度尽量采用较薄的材料制作零件尽量采用较薄的材料制作零件材料成形工艺基础材料成形工艺基础48塑性成形部分重点内容塑性成形部分重点内容1.影响金属锻造性的因素；锻造比和锻造流线；影响金属锻造性的因素；锻造比和锻造流线；2.锻模模膛及功用；锻模模膛及功用；3.模锻件图的绘制及模锻工步的选择；模锻件图的绘制及模锻工步的选择；4.自由锻件的结构工艺性；自由锻件的结构工艺性；5.冲压的分离工序和成形工序；冲压的分离工序和成形工序；
