1、1会计学冲压复习冲压复习第1页/共114页 在在下，利用下，利用在在上对金属（或非金属）上对金属（或非金属）施加压力，使其产生施加压力，使其产生或或，从而得到具，从而得到具有一定形状、尺寸和性能的零件。有一定形状、尺寸和性能的零件。冲压的概念冲压的概念冲床（设备）、模具、原材料冲床（设备）、模具、原材料。冲压加工冲压加工三个要素：三个要素：第2页/共114页分离工序分离工序分离工序分离工序成形工序成形工序冲压工序分类（按变形性质分）冲压工序分类（按变形性质分）第3页/共114页表表1-1 1-1 分离工序（续）分离工序（续）第4页/共114页表表1-2 1-2 成形工序成形工序第5页/共114
2、页表表1-2 1-2 成形工序（续）成形工序（续）第6页/共114页得到下列零件，需要哪些基本冲压工序得到下列零件，需要哪些基本冲压工序第7页/共114页 冲压成形性能要求：冲压成形性能要求：抗破裂性、抗破裂性、贴模性、定形性贴模性、定形性 影响：影响：成形极限成形极限 冲压件形状尺寸精度冲压件形状尺寸精度冲压成形性能冲压成形性能冲压对板料的基本要求冲压对板料的基本要求 满足使用性能要求满足使用性能要求 满足冲压工艺的要求（适合塑性加工）满足冲压工艺的要求（适合塑性加工）影响冲压成形性能的力学指标有哪些？影响冲压成形性能的力学指标有哪些？（1 1）总延伸率总延伸率与均匀延伸率与均匀延伸率b （
3、2 2）屈强比）屈强比s/b （3 3）弹性模量）弹性模量E E （4 4）硬化指数）硬化指数n n （5 5）塑性应变比）塑性应变比 （6 6）塑性应变比各向异性系数）塑性应变比各向异性系数第8页/共114页第9页/共114页1）曲柄压力机的规格型号）曲柄压力机的规格型号压力机类代码：压力机类代码：J-J-机械压力机机械压力机D-D-锻机锻机 Y-Y-液压压力机液压压力机A-A-剪切机剪切机 Z-Z-自动压力机自动压力机W-W-弯曲校压机弯曲校压机 C-C-锤锤 T-T-其它其它曲柄压力机的型号和技术参数曲柄压力机的型号和技术参数第10页/共114页 公称压力公称压力F F及公称压力行程及公
4、称压力行程S SP P 公称压力角公称压力角P P。2 2）曲柄压力机的主要技术参数）曲柄压力机的主要技术参数 滑块行程次数滑块行程次数 n n 压力机最大闭合高度压力机最大闭合高度 H HMaxMax 滑块行程滑块行程 S S 工作台垫板尺寸工作台垫板尺寸 滑块底面尺寸（滑块底面尺寸（ab）滑块模柄孔尺寸滑块模柄孔尺寸 D D第11页/共114页第12页/共114页影响因素影响因素影响规律影响规律化学成分及组织化学成分及组织金属塑性随其纯度的增加而提高。合金元素对金属塑性的影响，金属塑性随其纯度的增加而提高。合金元素对金属塑性的影响，取决于加入元素的特性、数量、元素之间的相互作用及分布等。取
5、决于加入元素的特性、数量、元素之间的相互作用及分布等。一般情况下，单向组织比多向组织的塑性好，固溶体比化合物一般情况下，单向组织比多向组织的塑性好，固溶体比化合物的塑性好。的塑性好。变形温度变形温度总的趋势：随着温度的增加，塑性增加，但在升温过程中的某总的趋势：随着温度的增加，塑性增加，但在升温过程中的某些区间内，塑性会降低，出现脆性区。些区间内，塑性会降低，出现脆性区。应力状态应力状态主应力状态中的压应力个数越多，数值越大，金属塑性越好；主应力状态中的压应力个数越多，数值越大，金属塑性越好；反之，拉应力个数越多，数值越大，其塑性越低。反之，拉应力个数越多，数值越大，其塑性越低。变形速度变形速
6、度变形速度的增大使金属的真实流动应力提高，导致金属的塑性变形速度的增大使金属的真实流动应力提高，导致金属的塑性降低；同时，变形速度的增大，温度效应显著，会提高金属的降低；同时，变形速度的增大，温度效应显著，会提高金属的塑性。塑性。尺寸因素尺寸因素同一种材料，在其他条件相同的情况下，尺寸越大，塑性越差。同一种材料，在其他条件相同的情况下，尺寸越大，塑性越差。塑性：塑性：表示材料塑性变形能力。它是指固体材料在外力作表示材料塑性变形能力。它是指固体材料在外力作用下发生永久变形而不破坏其完整性能力。用下发生永久变形而不破坏其完整性能力。塑性成形：塑性成形：金属材料在外力作用下，利用其塑性而使其成金属材
7、料在外力作用下，利用其塑性而使其成形并获得一定力学性能的加工方法。形并获得一定力学性能的加工方法。第13页/共114页九种主应力状态图九种主应力状态图 塑性变形过程中，可能出现的主应力状态图有九种。塑性变形过程中，可能出现的主应力状态图有九种。空间应力空间应力平面应力平面应力直线应力直线应力冲压时，毛坯内孔和外边缘处冲压时，毛坯内孔和外边缘处板料成形板料成形塑性变形时质点的应力状态塑性变形时质点的应力状态主应力对主应力对金属塑性金属塑性影响排序影响排序 主应力图中，压应力分量越多，主应力图中，压应力分量越多，数值越大，则金属的塑性越高；数值越大，则金属的塑性越高；拉应力分量越多，数值越大，则拉
8、应力分量越多，数值越大，则金属的塑性越低。金属的塑性越低。第14页/共114页塑性变形时质点的应变状态塑性变形时质点的应变状态 主应变状态图：主应变状态图：只有三种（两种三向变形、一种平面变形只有三种（两种三向变形、一种平面变形）屈服准则屈服准则：材料进入塑性状态的力学条件。当材料中材料进入塑性状态的力学条件。当材料中的某点的应力满足屈服准则，该点就进入塑性状态。的某点的应力满足屈服准则，该点就进入塑性状态。s31第15页/共114页塑性成形基本规律塑性成形基本规律1 1）加工硬化规律）加工硬化规律 加工硬化现象对冲压成形的影响：加工硬化现象对冲压成形的影响：有利：有利：可减少过大的局部变形，
9、变形趋于均匀，提高成可减少过大的局部变形，变形趋于均匀，提高成形极限。形极限。不利：不利：进一步塑性变形困难。进一步塑性变形困难。对冲压成形的影响：对冲压成形的影响：加载和卸载时，工件形状和尺寸不加载和卸载时，工件形状和尺寸不一样，影响产品尺寸精度。一样，影响产品尺寸精度。2 2）卸载弹性恢复规律）卸载弹性恢复规律3 3）最小阻力定律：）最小阻力定律：塑性变形中，金属质点向阻力（所需变形力）最小的方塑性变形中，金属质点向阻力（所需变形力）最小的方向移动。向移动。4 4）体积不变条件：）体积不变条件：1 1+2 2+3 3=0=0第16页/共114页4）各次拉深半成品的直径计算冲裁工艺性分析的内
10、容：（2）变形区应力1和3分布df /d=1.各凸模冲裁力的最大峰值不同时出现。影响胀形系数的因素是材料的塑性。同一种材料，在其他条件相同的情况下，尺寸越大，塑性越差。内区切向受压缩短，出现应变中性层变形前后长度不发生变化的金属层。02mm，d=0.：经验确定，查表3-19、表3-20首次拉深、以后各次拉深，正拉深、反拉深，有压边圈、无压边圈刚性卸料与弹性卸料的特点及适用场合s和 s/b小、t/D较大其中：rdi为第i次（本次）拉深凹模圆角半径,影响胀形系数的因素是材料的塑性。已知修边余量h=6mm，根据表选取拉深系数。在模具中的定位方式有关:t/D=1/78100=1.取r1=12,r2=8
11、,r3=5=120，r/t=10/5=2 查得x=0.第17页/共114页1 1）弹性变形阶段弹性变形阶段冲裁变形过程冲裁变形过程2 2）塑性变形阶段塑性变形阶段3 3）断裂分离阶段断裂分离阶段第18页/共114页断面状况断面状况垂直、光洁、毛刺小垂直、光洁、毛刺小 尺寸精度尺寸精度图纸规定的公差范围图纸规定的公差范围内内 形状误差形状误差外形满足图纸要求；外形满足图纸要求；表面平直，即拱弯小表面平直，即拱弯小冲裁件的质量冲裁件的质量l 材料力学性能材料力学性能l 间隙大小及均间隙大小及均匀性匀性l 刃口锋利程度刃口锋利程度影影 响响 因因 素素l 模具精度模具精度l 材料性质材料性质（弹性变
12、形）（弹性变形）l 冲裁间隙冲裁间隙l 间隙大小间隙大小l 材料各向异性材料各向异性l 板料不平板料不平l 孔边距孔边距第19页/共114页冲冲孔孔件件落落料料件件a圆角带；圆角带；b光亮带光亮带;c断裂带断裂带;d毛刺毛刺冲裁件的断面特征冲裁件的断面特征第20页/共114页第21页/共114页p用于定位；用于定位；p补偿定位误差和剪板误差补偿定位误差和剪板误差，确保冲出合格零件；，确保冲出合格零件；p增加条料刚度，方便条料增加条料刚度，方便条料送进，提高劳动生产率；送进，提高劳动生产率；p提高模具寿命。提高模具寿命。确定搭边确定搭边搭边的作用：搭边的作用：确定进距（确定进距（步距）步距）确定
13、料宽确定料宽条料宽度的确定与条料条料宽度的确定与条料在模具中的在模具中的定位方式定位方式有关有关:导料板和挡料销定位导料板和挡料销定位u导料板内带侧压装置导料板内带侧压装置u导料板内不带侧压装置导料板内不带侧压装置导料板和侧刃定位导料板和侧刃定位第22页/共114页条料始终靠一边的导料板送进，故：条料始终靠一边的导料板送进，故：有侧压装置时条料宽度的确定有侧压装置时条料宽度的确定00)2(aDB裁板误差裁板误差条料宽度条料宽度第23页/共114页00)2(caDB理想送料状态理想送料状态实际送料状态实际送料状态条料送进过程中摆动，使侧面搭边值减少。故：条料送进过程中摆动，使侧面搭边值减少。故：
14、条料宽度条料宽度c条料与导料板之条料与导料板之间的间隙，查表间的间隙，查表条料送进过程中摆动，使侧面搭边值减少。故：条料送进过程中摆动，使侧面搭边值减少。故：条料宽度条料宽度条料送进过程中摆动，使侧面搭边值减少。故：条料送进过程中摆动，使侧面搭边值减少。故：00)2(caDB条料宽度条料宽度条料送进过程中摆动，使侧面搭边值减少。故：条料送进过程中摆动，使侧面搭边值减少。故：c条料与导料板之条料与导料板之间的间隙，查表间的间隙，查表00)2(caDB条料宽度条料宽度条料送进过程中摆动，使侧面搭边值减少。故：条料送进过程中摆动，使侧面搭边值减少。故：第24页/共114页侧刃定位时条料宽度的确定侧刃
15、定位时条料宽度的确定 000)5.1()2(nbaLnbaLB为侧刃冲切的料边宽度，为侧刃冲切的料边宽度，第25页/共114页 一张板料一张板料(或带料、条料或带料、条料)上总上总的材料利用率：的材料利用率：%100BSA材料利用率计算材料利用率计算 一个步距内的材料利用率：一个步距内的材料利用率：合理的排样：提高材料利用率、降低成本，保证冲件合理的排样：提高材料利用率、降低成本，保证冲件质量及提高模具寿命。质量及提高模具寿命。第26页/共114页冲压常用金属材料的力学性能第111页/共114页第108页/共114页分倒装复合模和正装复合模拉应力分量越多，数值越大，则金属的塑性越低。中心距：L
16、d=L0.原则：压力机的公称压力必须各种冲压工艺力的总和F总主要特征：有一个既是落料凸模又是冲孔凹模的凸凹模。查表5-2得h=8mmU形弯曲凸、凹模的宽度尺寸Lp和Ld拉裂拉深成败的关键凹模结构和固定（台阶+固定板孔，螺栓+沉孔，螺栓+销）：经验确定，查表3-19、表3-20（2）复杂形状冲裁件压力中心计算弯曲工艺性：形状、尺寸、精度、材料按工序组合程度可以分为：经验确定，查表3-19、表3-20塑性变形时质点的应变状态凹模圆角需要满足：rdi2t。压边力计算、拉深力计算FbKLtF“L”的含义的含义剪切长度剪切长度冲裁力：冲裁力：冲裁工艺力冲裁工艺力 主要包括：冲裁力、卸料力、推件力、顶件力
17、主要包括：冲裁力、卸料力、推件力、顶件力 顶件力：顶件力：F F顶顶=K K顶顶F F推件力：推件力：F F推推=nKnK推推F F卸料力：卸料力：F F卸卸=K K卸卸F F第27页/共114页阶梯阶梯冲裁冲裁 各凸模冲裁力的最大各凸模冲裁力的最大峰值不同时出现。峰值不同时出现。冲裁时的刃口不是同时切冲裁时的刃口不是同时切入，而是逐步夹材料切离。入，而是逐步夹材料切离。材料加热到一定温度之材料加热到一定温度之后，其抗剪强度显著降低。后，其抗剪强度显著降低。斜刃斜刃冲裁冲裁降低冲裁力的方法降低冲裁力的方法加热加热冲裁冲裁减小冲裁力的设计减小冲裁力的设计第28页/共114页原则：原则：压力机的公
18、称压力必须压力机的公称压力必须各种冲压工艺力的总和各种冲压工艺力的总和F F总总1 1）采用刚性卸料装置和下出料方式的冲裁模时：）采用刚性卸料装置和下出料方式的冲裁模时：2 2）采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模时：）采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模时：3 3）采用弹性卸料装置和上出料方式的冲裁模时：）采用弹性卸料装置和上出料方式的冲裁模时：推卸总FFFF顶卸总FFFF推总FFF1)2)3)总冲压工艺力的计算总冲压工艺力的计算 第29页/共114页压力中心压力中心bRsRy/sin180圆弧压力中心圆弧压力中心（1 1）简单几何图形的）简单几何图形的压力中心压力中心计算计算 冲裁圆弧线段
19、冲裁圆弧线段时，其压力中心的位置，按下式计算：时，其压力中心的位置，按下式计算：第30页/共114页nnnclllxlxlxlx212211nnnclllylylyly212211（2 2）复杂形状冲裁件压力中心计算）复杂形状冲裁件压力中心计算nnncLLLxLxLxLx212211nnncLLLyLyLyLy212211（3）多凸模冲压时压力中心的计算）多凸模冲压时压力中心的计算第31页/共114页60第32页/共114页解：因工件左右称，压力中心一定在对称轴上，解：因工件左右称，压力中心一定在对称轴上，xc=0，只需计算，只需计算yc。l1=116-214=88mmy1=0l2=6 (34
20、-17)=102mmy2=(34-17)/2=8.5mml3=2 3.14 7=43.96mmy3=17+(2 7)/3.14=21.46mml4=2 (3.14 17)/2=53.38mmy4=17+(2 17)/3.14=27.83mml5=82mm y5=34mmmmlllllylylylylylyc47.168238.5396.4310288348283.2738.5346.2196.435.8102088543215544332211第33页/共114页第34页/共114页冲裁件的工艺性冲裁件的工艺性 冲裁件的工艺性冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。是从是指冲裁件对冲裁工艺
21、的适应性。是从产品设计角度提出的要求。产品设计角度提出的要求。冲裁件的结构工艺性冲裁件的结构工艺性 冲裁件的尺寸精度（冲裁件的尺寸精度（GB/T13914-2002GB/T13914-2002）共分为）共分为1111级，用级，用符号符号STST表示，从表示，从ST1ST1到到ST11ST11逐级降逐级降低。按入体原则标注。低。按入体原则标注。冲裁件的断面粗糙度冲裁件的断面粗糙度 冲裁件的尺寸精度冲裁件的尺寸精度冲裁工艺方案：冲裁工艺方案：就是选用哪几种冲压工序，确定冲裁工序顺序和工序组合就是选用哪几种冲压工序，确定冲裁工序顺序和工序组合。步骤步骤：首先确定冲裁的工序数，再根据冲件的形状、尺寸：
22、首先确定冲裁的工序数，再根据冲件的形状、尺寸、精度、材料的性能及批量要求，结合不同结构模具的特、精度、材料的性能及批量要求，结合不同结构模具的特点，进而确定冲裁工序的组合以及冲裁工序顺序的安排。点，进而确定冲裁工序的组合以及冲裁工序顺序的安排。第35页/共114页冲裁模的类型冲裁模的类型单工序模、级进模、复合模单工序模、级进模、复合模 分析零件图、排样图分析零件图、排样图冲裁模的结构冲裁模的结构 凸模、凹模、导料板、挡料销、凸模、凹模、导料板、挡料销、导正销、卸料板、导正销、卸料板、固定板、垫板、固定板、垫板、模柄、上模座、下模座、导柱、导模柄、上模座、下模座、导柱、导套套p 刚性卸料板和弹性
23、卸料板刚性卸料板和弹性卸料板p 上出件和下出件上出件和下出件p 导料板、导料销、侧刃、挡料销、导料板、导料销、侧刃、挡料销、导正销的应用导正销的应用冲裁模结构的相关概念冲裁模结构的相关概念正装复合模、倒装复合模的主要特点正装复合模、倒装复合模的主要特点p 工件的平整性工件的平整性p 出件方便和操作安全性出件方便和操作安全性第36页/共114页影响胀形系数的因素是材料的塑性。就是选用哪几种冲压工序，确定冲裁工序顺序和工序组合。拉深次数的确定，拉深系数的确定 对于一次拉深或多次拉深中的最后一次拉深,要根据零件的尺寸和公差来确定。第106页/共114页2）相对弯曲半径：越大，回弹越大。原则：压力机的
24、公称压力必须各种冲压工艺力的总和F总拉深次数的确定，拉深系数的确定（1）处于凸模底下的材料在拉深过程中变化很小，变形主要集中在处于凹模平面上的（D-d）圆环形部分，该处是拉深的主要变形区。（3）多凸模冲压时压力中心的计算K值越小，变形程度越大。在第一次拉深时，就将凸缘的直径拉深到零件所要求的尺寸，在以后各次拉深中凸缘直径保持不变。合金元素对金属塑性的影响，取决于加入元素的特性、数量、元素之间的相互作用及分布等。Z-自动压力机W-弯曲校压机j相对应凸模或凹模制造公差，可取j=/4影响拉裂的因素，防止拉裂的措施是指冲裁模具中凹模与凸模刃口侧壁之间的距离，用符号c表示，是指单面间隙。t/D=2/28
25、3=0.平底凸模的顺序Kmin依次增大就是选用哪几种冲压工序，确定冲裁工序顺序和工序组合。第37页/共114页明细表明细表标题栏标题栏技术要求技术要求冲裁模的典型结构冲裁模的典型结构第38页/共114页复合模复合模是指只有一个工位，并在压力机的一次行程中，同时是指只有一个工位，并在压力机的一次行程中，同时完成两道或两道以上的冲压工序的模具。完成两道或两道以上的冲压工序的模具。复合模的典型结构复合模的典型结构 p 主要特征：主要特征：有一个既是落料凸模又是冲孔凹模的凸凹模。有一个既是落料凸模又是冲孔凹模的凸凹模。p 优点：优点：生产率高，冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高，生产率高，冲裁件的内孔
26、与外缘的相对位置精度高，板料的定位精度要求比级进模低，冲模的轮廓尺寸较小。板料的定位精度要求比级进模低，冲模的轮廓尺寸较小。p 缺点：缺点：结构复杂，制造精度要求高，结构复杂，制造精度要求高，成本高。生产批量大、精度要求高成本高。生产批量大、精度要求高 的冲裁件。的冲裁件。p 分倒装复合模和正装复合分倒装复合模和正装复合模模第39页/共114页第40页/共114页冲裁模具间隙：冲裁模具间隙：是指冲裁模具中凹模与凸模刃是指冲裁模具中凹模与凸模刃口侧壁之间的距离，用符号口侧壁之间的距离，用符号c c表示表示，是指，是指单面间隙单面间隙 。1-1-板料、板料、2-2-凸模、凸模、3-3-凹模凹模（1
27、 1）间隙对冲裁过程的影响）间隙对冲裁过程的影响 间隙间隙c c 对零件质量的影响对零件质量的影响 适当降低间隙值，可有效提高冲裁件的断面质量。适当降低间隙值，可有效提高冲裁件的断面质量。间隙间隙c c 对冲裁工艺力的影响对冲裁工艺力的影响 c c 增大增大 ，冲裁力，冲裁力F冲冲有一定程度降低，有一定程度降低，F卸卸、F推推、F顶顶减小，则总减小，则总的冲压力下降。的冲压力下降。c c 增大增大冲裁工艺力均减小冲裁工艺力均减小模具的磨损减小，凹模刃口涨裂减小，模具的磨损减小，凹模刃口涨裂减小，寿命提高。反之寿命缩短。寿命提高。反之寿命缩短。间隙间隙c c 对模具寿命的影响对模具寿命的影响（2
28、 2）合理间隙值的确定）合理间隙值的确定：经验确定，查表：经验确定，查表3-193-19、表、表3-203-20第41页/共114页凸模与凹模分开加工刃口尺寸的计算方法凸模与凹模分开加工刃口尺寸的计算方法1 1）落料）落料（工件尺寸为（工件尺寸为 ）dxDDd0max0minmax0min22ppcxDcDDdp2 2）冲孔）冲孔（冲孔尺寸为（冲孔尺寸为 ）0minpxddpddcxdcddpd0minmin0min223 3）孔心距）孔心距（工件孔距（工件孔距L L）dL=L 810D0d凹模凹模凸模凸模凹模凹模凸模凸模必须满足条件：必须满足条件：dpminmax22cc4 4）校核）校核p
29、minmax8.0ccdminmax2.1cc不满足重新计算：不满足重新计算：基准件基准件基准件基准件第42页/共114页根据磨损后轮廓变化情况，正确判断出模具刃口尺寸类型：根据磨损后轮廓变化情况，正确判断出模具刃口尺寸类型：即磨损后变大，变小还是不变。即磨损后变大，变小还是不变。根据尺寸类型，采用不同计算公式。根据尺寸类型，采用不同计算公式。第一类尺寸第一类尺寸A A（磨损后磨损后变大变大的尺寸）：的尺寸）：第二类尺寸第二类尺寸B B（磨损后磨损后变小变小的尺寸）：的尺寸）：第三类尺寸第三类尺寸C C（磨损后磨损后不变不变的尺寸）：的尺寸）：82max CCjjxAAj0max0minjxB
30、Bj设工件标注尺寸为设工件标注尺寸为A-，模具：，模具：设工件标注尺寸为设工件标注尺寸为B+，模具：，模具：设工件标注尺寸为设工件标注尺寸为C/2/2，模具：，模具：其中：其中：A Aj j、B Bj j、C Cj j模具基准件（凸模或凹模）刃口尺寸模具基准件（凸模或凹模）刃口尺寸 j j相对应凸模或凹模制造公差，相对应凸模或凹模制造公差，可取可取j j=/4=/4制件尺寸公差制件尺寸公差凸模凹模配合加工时凸模凹模配合加工时基准件基准件刃口尺寸的计算方法刃口尺寸的计算方法第43页/共114页第44页/共114页mmmmxDDdd03.0003.000max69.35)62.05.036(mmm
31、mcDDpdp002.0002.00min55.35)07.0269.35(2解：该零件属于无特殊要求的一般冲孔、落料件。解：该零件属于无特殊要求的一般冲孔、落料件。模具间隙：模具间隙：cmin=7%t=0.071.0=0.07mm，cmax=10%t=0.11.0=0.10mm。落料：以凹模为基准落料：以凹模为基准尺寸尺寸D=由落料获得，查表得：由落料获得，查表得：磨损系数磨损系数 x=0.5，凸凹模制造公差凸凹模制造公差p=0.02mm，d=0.03mm。刃口尺寸：刃口尺寸：校核：校核：p+d=0.02+0.03=0.05mm，2（cmax-cmin）=2(0.1-0.07)=0.06mm
32、p+d 2（cmax-cmin），模具精度合适。），模具精度合适。mm062.036第45页/共114页mmmmxddpp002.0002.00min09.6)12.075.06(mmmmcdddpd02.0002.000min23.6)07.0209.6(2冲孔：以凸模为基准冲孔：以凸模为基准尺寸尺寸由冲孔得到，查表得：由冲孔得到，查表得：磨损系数磨损系数x=0.75，凸凹模制造公差凸凹模制造公差p=0.02mm，d=0.02mm。刃口尺寸：刃口尺寸：校核：校核：p+d=0.02+0.02=0.04mm，2（cmax-cmin）=2(0.1-0.07)=0.06mmp+d 0.5t的弯曲件展
33、开长度的弯曲件展开长度 按中性层展开的原理，坯料圆弧按中性层展开的原理，坯料圆弧部分长度：部分长度：r 0.5t的弯曲件第62页/共114页例：求下图所示弯曲件的坯料展开长度。mmxtrl9.24538.0101801201802mmllll9.60249.2412321解：将坯料分为直线段解：将坯料分为直线段l1、弯曲段、弯曲段l2、直线段、直线段l3 OA=10+5=15 mm OA/AB=tg30则则 AB=OA/tg30=25.98 26 mm l1=38 26=12 mm l3=50-26=24 mm =120，r/t=10/5=2 查得查得x=0.38展开长度：展开长度：第63页/
34、共114页弯曲凸、凹模的设计弯曲凸、凹模的设计 1第64页/共114页U U形件弯曲凸、凹模形件弯曲凸、凹模宽度宽度尺寸及公差尺寸及公差 决定原则决定原则：工件标注外形尺寸时，应以凹模为基准件，间隙取在凸模上。工件标注外形尺寸时，应以凹模为基准件，间隙取在凸模上。工件标注内形尺寸时，应以凸模为基准件，间隙取在凹模上。工件标注内形尺寸时，应以凸模为基准件，间隙取在凹模上。尺寸标注在内形上尺寸标注在内形上 尺寸标注在外形上尺寸标注在外形上dLLd075.00)2(pcLLdp0)75.0(pLLpdcLLpd0)2(凹模尺寸凹模尺寸凸模尺寸凸模尺寸凸模尺寸凸模尺寸凹模尺寸凹模尺寸式中，式中，,pd
35、为凸、凹模的制造公差，可采用为凸、凹模的制造公差，可采用IT6IT6IT7IT7为弯曲件尺寸公差为弯曲件尺寸公差。（。（=2）dLLd05.00)5.0(pLLp第65页/共114页第66页/共114页（1 1）处于凸模底下的材料在拉深过程中变化很小，变形主）处于凸模底下的材料在拉深过程中变化很小，变形主要集中在处于凹模平面上的（要集中在处于凹模平面上的（D-dD-d）圆环形部分，）圆环形部分，该处是该处是拉深的主要变形区拉深的主要变形区。（2 2）变形区的变形不均匀：变形区的变形不均匀：该处金属在切向压应力和径向该处金属在切向压应力和径向拉应力的共同作用下，沿切向被压缩，且愈到口部压缩的拉应
36、力的共同作用下，沿切向被压缩，且愈到口部压缩的愈多；沿径向伸长，且愈到口部伸长的愈多。愈多；沿径向伸长，且愈到口部伸长的愈多。拉深变形的特点拉深变形的特点第67页/共114页板料厚度沿高度方向的变化板料厚度沿高度方向的变化（3 3）壁部厚度不均匀：壁部厚度不均匀：厚度沿高度方向各处不一样，在拉厚度沿高度方向各处不一样，在拉深件的口部厚度增加的最多。深件的口部厚度增加的最多。（4 4）拉深后，拉深件）拉深后，拉深件筒壁各处硬度不均匀。筒壁各处硬度不均匀。口部硬度最高口部硬度最高，越往下越低。，越往下越低。第68页/共114页当当 时，时，凸缘最外缘处凸缘最外缘处凹模入口处凹模入口处31061.0
37、RRt（2 2）变形区应力）变形区应力1 1和和3 3分布分布（1 1）凸缘变形区应力大小）凸缘变形区应力大小1 1和和3 3在拉深过程中每时每刻都在拉深过程中每时每刻都在变化在变化Q Q外侧：压应力外侧：压应力3为主，压缩变形，板料变厚为主，压缩变形，板料变厚内侧：拉应力内侧：拉应力1为主，拉伸变形，板料变薄为主，拉伸变形，板料变薄凸缘变形区应力凸缘变形区应力第69页/共114页一、起皱一、起皱 起皱起皱原因：原因：受切向压应受切向压应力力3 3 的作用，的作用，凸缘部分，特别凸缘部分，特别是凸缘外边部分是凸缘外边部分的材料可能会失的材料可能会失稳，而沿切向形稳，而沿切向形成高低不平的成高低
38、不平的皱皱折折(拱起拱起)。起皱：起皱：是指拉深变形时在凸是指拉深变形时在凸缘变形区沿切向形成高低缘变形区沿切向形成高低不平的皱纹的现象。不平的皱纹的现象。第70页/共114页(3)(3)材料的力学性能材料的力学性能 板料的屈强比板料的屈强比s s/b b 小，则屈服极限小，变形区内的切向压应力小，则屈服极限小，变形区内的切向压应力也相对减小，因此板料不容易起皱。也相对减小，因此板料不容易起皱。(4)(4)凹模工作部分几何形状凹模工作部分几何形状 与平端面凹模相比，与平端面凹模相比，锥形凹模锥形凹模允许用相对允许用相对 厚度较小的毛坯而不起皱。厚度较小的毛坯而不起皱。影响影响起皱起皱的因素的因
39、素锥形凹模拉深锥形凹模拉深第71页/共114页根据毛坯相对厚度和拉深根据毛坯相对厚度和拉深系数确定是否采用压边圈系数确定是否采用压边圈 板料被强迫在压边圈和凹模平面板料被强迫在压边圈和凹模平面间的间隙中流动，稳定性得到加强间的间隙中流动，稳定性得到加强。但加压边圈后拉深阻力增加了。但加压边圈后拉深阻力增加了。1 1）采用压边圈并施加合适的压边力）采用压边圈并施加合适的压边力防止防止起皱起皱的措施的措施2 2）选择合适的板料）选择合适的板料 s s和和 s s/b b小、小、t/Dt/D较大较大第72页/共114页5 5）采用锥形凹模采用锥形凹模 3 3）采用反拉深方法）采用反拉深方法4 4）选
40、择合理的压边形式和）选择合理的压边形式和适当的拉深筋适当的拉深筋正拉深正拉深 反拉深反拉深第73页/共114页主要取决于主要取决于 当筒壁拉应力超过筒壁材料的抗拉强度当筒壁拉应力超过筒壁材料的抗拉强度时，拉深件就会在底部圆角与筒壁相切时，拉深件就会在底部圆角与筒壁相切处处“危险断面危险断面”产生破裂。产生破裂。拉裂拉裂拉深成败的关键拉深成败的关键一方面是筒壁传力区中的拉应力。一方面是筒壁传力区中的拉应力。另一方面是筒壁传力区的抗拉强度。另一方面是筒壁传力区的抗拉强度。拉裂的概念及产生原因拉裂的概念及产生原因拉裂拉裂第74页/共114页p 选用硬化指数大、屈强比小的材料进行拉深；选用硬化指数大、
41、屈强比小的材料进行拉深；p 适当增大拉深凸、凹模圆角半径；适当增大拉深凸、凹模圆角半径；p 增加拉深次数；增加拉深次数；p 改善润滑。改善润滑。直壁圆筒形件的首次拉深中拉裂最易发生直壁圆筒形件的首次拉深中拉裂最易发生的时刻在拉深的初期。的时刻在拉深的初期。实践证明：实践证明：第75页/共114页第76页/共114页（1）简单几何图形的压力中心计算第105页/共114页（2）合理间隙值的确定原因：受切向压应力3 的作用，凸缘部分，特别是凸缘外边部分的材料可能会失稳，而沿切向形成高低不平的皱折(拱起)。拉深次数的确定，拉深系数的确定c条料与导料板之间的间隙，查表U形弯曲凸、凹模的宽度尺寸Lp和Ld
42、应力状态：9种主应力状态图，压应力成分多材料塑性好拉深过程中的“危险断面”，凸缘部分的应力分布di-1为第i-1次（前次）拉深的筒部直径，第112页/共114页工作过程：条料从前往后送进，导料板3导向，挡料销22控制进距，凸模凹模将板料分离，工件由顶件块17从凹模洞口向上顶出，箍在凸模上带孔条料由卸料板卸下。模具刃口状态对断面质量的影响 凹模圆角半径对拉深的影响：影响冲裁件断面质量的因素（塑性、间隙、刃口）卸料力是由于弹性元件的被压缩所产生的。口部硬度最高，越往下越低。这种卸料板常用于料较薄、所需卸料力不大，板平面度有要求的冲压。02mm，d=0.1-板料、2-凸模、3-凹模将拉深件划分为若干
43、个简单的几何体将拉深件划分为若干个简单的几何体1 1、2 2、3 3；分别求出各简单几何体的表面积；分别求出各简单几何体的表面积；把各简单几何体面积相加即为零件总面积；把各简单几何体面积相加即为零件总面积；根据表面积相等原则，求出坯料直径。根据表面积相等原则，求出坯料直径。2 2）计算表面积）计算表面积 2256.072.14rdrdHdD3 3）简化得坯料直径为）简化得坯料直径为:1 1）查表）查表5-25-2得修边余量得修边余量h h H=h+h注：当板料厚度注：当板料厚度t t1mm1mm时，所有尺寸以标注尺寸代入，否则以中线尺寸代入。时，所有尺寸以标注尺寸代入，否则以中线尺寸代入。则：
44、则：无凸缘筒形拉深件毛坯尺寸计算公式无凸缘筒形拉深件毛坯尺寸计算公式iAAAAD32124iAD423221)2(48)2(24)(rdArrdrArHdA第77页/共114页p 拉深系数可以表示拉深变形程度的大小，拉深系数可以表示拉深变形程度的大小，拉深系数越小拉深系数越小，表示拉深变形程度越大，表示拉深变形程度越大，当拉深系数小于一定值时，当拉深系数小于一定值时，拉深件就会被拉裂，因此存在极限拉深系数。拉深件就会被拉裂，因此存在极限拉深系数。p 极限拉深系数极限拉深系数m mn n：使拉深件不破裂的拉深系数的最：使拉深件不破裂的拉深系数的最小值。小值。p 在进行拉深工艺计算和模具设计时，总
45、是尽可能地使拉在进行拉深工艺计算和模具设计时，总是尽可能地使拉深系数值减小，以便于减少拉深次数。深系数值减小，以便于减少拉深次数。拉深系数拉深系数拉深前拉深前毛坯毛坯D D（或半成品）（或半成品）直径直径dn拉深系数拉深系数m=拉深后的拉深后的圆筒件圆筒件的直径的直径d第78页/共114页材料方面材料方面 板料的相对厚度大，板料的相对厚度大，mm可以减小。可以减小。模具方面模具方面模具间隙大模具间隙大凸、凹模圆角半径大凸、凹模圆角半径大模具表面光滑模具表面光滑锥形凹模锥形凹模 极限拉深系数小极限拉深系数小 是否采用压边圈是否采用压边圈 润滑润滑 拉深次数拉深次数,sbtnD 拉深工作条件拉深工
46、作条件总的影响规律：凡是能增总的影响规律：凡是能增加筒壁传力区危险断面的加筒壁传力区危险断面的强度，降低筒壁传力区拉强度，降低筒壁传力区拉应力的因素，均会使极限应力的因素，均会使极限拉深系数减小，反之会增拉深系数减小，反之会增加极限拉深系数。加极限拉深系数。第79页/共114页1 1）由表）由表5-35-3或表或表5-45-4中查得各次的极限拉深系数中查得各次的极限拉深系数mmn n。2 2）依次计算出各次拉深的极限直径，即）依次计算出各次拉深的极限直径，即 1 1 1 1 ；2 2 2 2 1 1；3 3）当）当时，计算的次数时，计算的次数 n n 即为拉深次数。即为拉深次数。推算法计算拉深
47、次数步骤推算法计算拉深次数步骤第80页/共114页1 1）计算毛坯直径）计算毛坯直径 计算计算h/dh/d，查表确定修边余量，查表确定修边余量h 查表查表5-25-2得得h=8mmh=8mm 计算坯料直径计算坯料直径D D d d=88,=88,r r=3,=3,H H=199+8=207=199+8=2072 2）判断能否一次拉出，初选拉深系数）判断能否一次拉出，初选拉深系数 计算毛坯相对厚度，确定是否使用压边圈计算毛坯相对厚度，确定是否使用压边圈 t/D=2/283=0.7%t/D=2/283=0.7%查表查表5-15-1，要使用压边圈，要使用压边圈试确定如下图所示零件试确定如下图所示零件
48、(材料材料0808钢，材料厚度钢，材料厚度t =2mm)=2mm)的拉深次数和的拉深次数和各拉深工序尺寸。各拉深工序尺寸。28.288/199/88199dhdh，mm28356.072.1H422rrdddD用中线尺寸计算用中线尺寸计算第81页/共114页 计算总拉深系数，确定是否多次拉深计算总拉深系数，确定是否多次拉深 m m总总=d/D=88/283=0.31=d/D=88/283=0.31 查表查表5-35-3，m m1 1=0.54=0.54 m m总总 m m1 1 需要多次拉深才能得到需要的尺寸。需要多次拉深才能得到需要的尺寸。初选拉深系数初选拉深系数 查表查表5-35-3，初定
49、各次拉深系数，初定各次拉深系数m m1 1、m m2 2、m m3 3、m mn n mm1 1=0.53=0.53、m m2 2=0.76=0.76、m m3 3=0.79=0.79、m m4 4=0.81=0.81 d d4 4d=88mmd=88mm，拉深次数为，拉深次数为n=4n=43 3）计算拉深次数）计算拉深次数mmmmdmdmmmmdmdmmmmdmdmmmmDmd94.7205.9081.005.9099.11379.099.11399.14976.099.14928353.034423312211第82页/共114页mmdmdmmdmdmmdmdmmDmd88104849.0
50、104125828.0125157796.0157283555.034423312211第四次第三次第二次第一次 拉深次数确定后，再根据计算直径拉深次数确定后，再根据计算直径d dn n 应等于应等于d d工工的原则对各次拉深的原则对各次拉深系数进行调整，系数进行调整，使实际采用的拉深系数大于推算拉深次数时所用的极使实际采用的拉深系数大于推算拉深次数时所用的极限拉深系数。限拉深系数。849.0828.0048.1828.0796.0048.1796.0555.0048.1555.053.0048.144332211mkmmkmmkmmkm048.181.079.076.053.031.0444
