ProE5.0模具設(shè)計從入門到精通 第14章壓模設(shè)計基礎(chǔ)

第14章沖壓模設(shè)計基礎(chǔ)

沖壓加工是利用壓力機通過模具對板材加壓，使其產(chǎn)生塑性變形或者分離，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件。由于沖壓主要用于加工板料零件，所以也叫板料沖壓。本章著重介紹沖壓加工技術(shù)及其模具設(shè)計的一些基礎(chǔ)知識，目的為后續(xù)章節(jié)的學(xué)習(xí)打基礎(chǔ)。知識重點沖壓加工特點沖壓加工基本工序沖壓常用材料沖壓常用設(shè)備沖壓模具的分類14.1沖壓加工特點沖壓加工與其它加工方法相比較，無論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟方面，都有許多獨特的優(yōu)點：1．在壓力機的簡單沖擊下，能獲得壁薄、重量輕、剛性好、形狀復(fù)雜的零件，這些零件用其它方法難以加工甚至無法加工；2．所加工的零件精度高、尺寸穩(wěn)定，具有良好的互換性；3．沖壓加工是無屑加工，材料利用率高；4．生產(chǎn)率高，生產(chǎn)過程容易實現(xiàn)機械化、自動化；5．操作簡單，便于組織生產(chǎn)。沖壓加工的主要缺點是模具的設(shè)計制造周期長，費用高，因此只適宜大批量的生產(chǎn)，在小批量生產(chǎn)中受到一定的限制。14.2沖壓加工基本工序沖壓加工的零件，種類繁多，對零件形狀、尺寸、精度的要求各有不同，其沖壓加工方法也是多種多樣的。但概括起來，可以分為分離工序和成形工序兩大類。14.2.1沖壓加工基本工序分離工序是將沖壓件或廢料沿一定輪廓相互分離，其特點是板料在沖壓作用下發(fā)生剪切而分離。14.2.2成形工序成形工序是在不破壞的條件下使板料產(chǎn)生塑性變形，形成所需形狀和尺寸的零件，其特點是板料在沖壓作用下，變形區(qū)應(yīng)力滿足屈服準(zhǔn)則，因而板料只發(fā)生塑性變形而不破裂。14.3沖壓常用材料沖壓件所用的材料是多種多樣的，絕大多數(shù)是板料、帶料及塊料，有時也對某些型材及管材進行沖壓加工。材料類別包括黑色金屬、有色金屬和非金屬三大類。其中主要以各種金屬板料為沖壓加工的對象。本節(jié)主要介紹沖壓生產(chǎn)中較常用的各種金屬材料的品種與規(guī)格。14.3.1對沖壓所用材料的要求沖壓所用材料，不僅要滿足工件的技術(shù)要求，同時也必須滿足沖壓工藝要求。沖壓工藝要求包括以下幾方面：1．應(yīng)具有良好的塑性。在成形工序中，塑性好的材料，其允許的變形程度大，例如彎曲件可獲得較小的彎曲半徑，拉深件可獲得較小的拉深系數(shù)，由此可以減少工件成形所需的工序數(shù)以及中間退火的次數(shù)，甚至可以不要中間退火。在分離工序中，良好的塑性才能獲得理想的端面質(zhì)量。2．應(yīng)具有光潔平整且無缺陷損傷的表面狀態(tài)。表面狀態(tài)好的材料，加工時不易破裂，也不容易擦傷模具，制成的零件也有良好的表面狀態(tài)。3．料的厚度公差應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)。因為一定的模具間隙，適應(yīng)于一定厚度的材料。材料厚度的公差太大，不僅會影響工件的質(zhì)量，還可能導(dǎo)致產(chǎn)生廢品和損傷模具。14.3.2材料的種類和規(guī)格沖壓生產(chǎn)中常用的材料是金屬材料，有時也用非金屬材料。金屬板料分黑色金屬和有色金屬兩種。1．黑色金屬板料2．碳素鋼鋼板這類鋼板有：Q195、Q215A、Q215B、Q235A等牌號。3．優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼板4．有色金屬板料5．黃銅板6．鋁板14.4沖壓模具的分類沖壓模是沖壓生產(chǎn)中必不可缺的工藝設(shè)備。沖壓模的結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足沖壓生產(chǎn)的要求，不僅要沖壓出合格的零件和適應(yīng)生產(chǎn)批量的要求，而且要考慮制造是否容易、使用是否方便、操作是否安全、成本是否低廉等方面的要求。隨著沖壓技術(shù)的發(fā)展和新型模具材料的出現(xiàn)、對模具的結(jié)構(gòu)及模具的制造、裝配和調(diào)整等都產(chǎn)生一定的影響。沖壓模具的結(jié)構(gòu)形式很多，一般可按以下特征進行分類。1．根據(jù)沖壓工藝性質(zhì)分類（1）沖裁模（2）彎曲模（3）拉深模（4）成型模2．根據(jù)沖壓工序組合程度分類（1）簡單模（2）復(fù)合模（3）級進模14.5沖壓設(shè)備的選取選取沖壓設(shè)備和設(shè)計模具的工作是相互聯(lián)系的，許多工作可交叉進行或同時進行。如先根據(jù)計算的沖壓力粗選沖壓設(shè)備，在模具的輪廓尺寸較大時，還須重選與此匹配的設(shè)備，使設(shè)備的閉合高度、落料孔的尺寸與模具結(jié)構(gòu)尺寸相適應(yīng)。通常，設(shè)計沖壓模具和選取沖壓設(shè)備時應(yīng)注意以下幾點：1．為保證沖壓模準(zhǔn)確和平衡地工作，沖壓模的壓力中心必須通過模柄軸線而與壓力機滑塊中心線重合，以免滑塊受偏心載荷，從而減少沖壓模具和壓力機導(dǎo)軌的不正常磨損。2．沖壓模具的閉合高度H應(yīng)介于壓力機的最大裝模高度Hmax和最小裝模高度Hmin之間，即滿足關(guān)系式Hmin+10mm<H<Hmax-5mm其中，壓力機的裝模高度是指滑塊在下死點時，