3-3.4 鍛件結(jié)構(gòu)工藝性、板料沖壓.ppt

1、3 鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性,從鍛造工藝的角度分析鍛件結(jié)構(gòu)的合理性稱為鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性。若鍛件結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，則有可能使鍛造困難或無法鍛造。,一、鍛造的基本工藝特點,鍛造是塑性成形，固態(tài)金屬的流動能力差，對復(fù)雜件的允許程度不如鑄件。 鍛件金屬的晶粒的細(xì)化，因而使金屬的力學(xué)性能得到了提高。 不同鍛造方法，適應(yīng)的鍛件復(fù)雜程度各不相同。 如果鍛件太薄，鍛造時冷卻過快和難變形錐區(qū)的重合，使可鍛性變差。,二、自由鍛鍛件工藝性原則,根據(jù)鍛造工藝特點設(shè)計自由鍛件與模鍛件需遵循的原則，表3-5，表3-6。,避免錐面或斜面結(jié)構(gòu),斜面難以鍛出，應(yīng)避免錐面或斜面結(jié)構(gòu)。,筋板,難以鍛出帶筋的部位。去掉加強筋，適當(dāng)增加壁厚。,

2、過渡圓角、截交線,無法鍛出圓柱與其它面截交所形成的曲線，改為圓柱與平面相交,相貫線,無法鍛出圓柱與其它面相貫所形成的曲線，改為圓柱與平面相交。,減少內(nèi)部凸起、避免凸臺,避免叉形件的內(nèi)部凸起。 避免凸臺。,三、模鍛的鍛件結(jié)構(gòu)工藝性,模鍛件的結(jié)構(gòu)除了與使用性能要求有關(guān)外，還與模型鍛造時的工藝特點有關(guān)。 模鍛件的結(jié)構(gòu)要利于模鍛工藝的實施，并且要有較高的生產(chǎn)效率。 模鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性如表3-4所示。,截面避免過于懸殊,力求結(jié)構(gòu)簡單、對稱，避免截面過于懸殊,薄壁和高筋,薄壁和高筋結(jié)構(gòu)的冷卻較快，使易于使變形不均勻。 過扁的結(jié)構(gòu)，鍛造時難變形錐重合，變形困難。,組合鍛焊件,結(jié)構(gòu)復(fù)雜的模鍛件可以分段模鍛，然

3、后再焊接在一起，即鍛焊組合。,鍛造圓角、斜度,結(jié)構(gòu)能夠有合理的分模面，應(yīng)有鍛造圓角、斜度。 直徑小于20mm的孔一般不鍛出。,4 板料沖壓技術(shù),定義：利用模具對金屬板料加壓，使之產(chǎn)生變形或分離，從而獲得零件或毛坯的方法。一般常溫、薄板。-冷沖壓 特點:坯料必須具有高塑性和低塑性變形抗力； 可沖制形狀復(fù)雜的零件且廢料少，沖壓件質(zhì)量輕，強度好； 尺寸精度高，一般不需進一步加工即可使用。 生產(chǎn)率高，操作簡單。,板料沖壓設(shè)備,剪床：剪板機，將板料按要求切成一定寬度的條料，供下一步?jīng)_壓用。 沖床：曲柄壓力機，是沖壓成形的基本設(shè)備，可用于切斷、沖孔、落料、彎曲、拉深等。,板料沖壓工序,分離工序、變形工序

4、一、分離工序（沖裁工序） 定義：使沖壓件與板料沿所要求的輪廓線相分離的工序。eg: 落料、沖孔、切斷、修整等。 落料與沖孔：將板料沿封閉輪廓進行分離，獲得平整零件的分離工序。 同：沖模結(jié)構(gòu)、板料的變形過程 異：目的不同。落下部分為零件稱落料。落下部分為廢料稱沖孔。,圖3-19 落料(a)與沖孔(b),切斷：將板料沿不封閉曲線或直線切下的方法。 修整：利用修整模具沿沖裁件外緣或內(nèi)孔刮削一薄層金屬，切掉沖裁件斷面上存留的剪裂帶和毛刺。用于提高尺寸精度。,沖裁的變形與分離過程,在凹凸模之間進行的沖裁過程要經(jīng)過彈性變形、塑性變形和斷裂分離三階段。隨變形量增加，金屬加工硬化及位于凹凸模刃口處的金屬產(chǎn)生應(yīng)

5、力集中而出現(xiàn)裂紋，并逐漸擴展，相互匯合，實現(xiàn)板料與工件的分離。（圖3-20）,二、變形工序（成形工序）,定義：利用模具使板料的一部分相對于另一部分產(chǎn)生位移而又不破裂的工序。 eg: 彎曲、拉深、翻邊、成型等。,1. 彎曲,定義：將板料的一部分相對于另一部分彎成一定角度或形狀的沖壓工序。 彎曲過程：圖3-22 材料內(nèi)側(cè)受壓，外側(cè)受拉， 當(dāng)拉應(yīng)力超過材料的抗拉 強度極限時就要破裂。,彎曲半徑：rmin(0.251.0)。若材料塑性較大，可適當(dāng)取小值。 回彈：彎曲后彈性變形消失，工件略有回彈，使彎曲角度增大。一般回彈角010，模具角度一般比彎曲成品的角度小一個回彈角。,2. 拉深,定義：利用模具將平

6、板坯料變成一端開口空心零件的成形工序。 適用：生產(chǎn)各種空心形狀的日用品。 拉深過程：在凸模作用下，板料產(chǎn)生塑性變形，被拉入凹凸模的間隙中形成空心件。圖3-24,拉深缺陷與預(yù)防,褶皺：拉深過程中材料凸緣和凸模圓角部位變形最大，凸緣部分受壓力過大時會發(fā)生褶皺。坯料越薄，拉深深度越大，越易發(fā)生。 防止：模具上加壓邊圈,拉深缺陷與預(yù)防,拉穿：拉深過程中板料在凸模圓角處被拉裂，產(chǎn)生廢品。,拉深缺陷與預(yù)防,防止措施：凹凸模工作部分必須做成一定的圓角，且不可鋒利。（與沖裁模的區(qū)別：目的不同） 凹凸模之間間隙要合適。約（1.11.2） 控制合適的拉深系數(shù)m=d拉深后/d拉深前，多次拉深穿插退火。 保證良好潤滑

7、，使用潤滑劑。,3. 起 伏,對坯料進行較淺的變形，是在板坯或制品表面上形成局部凹下與凸起的成形方法。 適用：沖壓加強筋和花紋等。,4. 翻 邊,定義：將帶孔的板料上用擴孔的方法獲得凸緣的工序。用于增加工件的 強度或美觀性。 翻邊系數(shù)： k=翻邊前孔徑d/翻邊后孔徑D K ，變形量,5. 脹形與旋壓,脹形：利用彈性物質(zhì)作為成形凸模，板料在脹形作用下得到擴張而沿凹模成形的方法。 旋壓：在專門的旋壓機上制造數(shù)量較少的空心回轉(zhuǎn)體。沖裁的板料固定在旋壓機上，旋轉(zhuǎn)時旋壓滾輪迫使板料沿模型產(chǎn)生塑性變形，得到與胎具相同的中空件。 生產(chǎn)率低，模具結(jié)構(gòu)簡單，適于小批拉深件的生產(chǎn)。,三、沖壓模具,1、簡單模 一次

8、行程中，只能完成一道工序 (如沖孔、彎曲、拉深等)。 模具的結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)效率低。,2、連續(xù)模,一次行程中，在不同工位上同時完成兩個以上的工序。 重復(fù)定位使沖壓件的精度較低，效率高。,3、復(fù)合模,一次行程中，在同一個工位上完成兩個以上的工序。 沖壓件的精度高，生產(chǎn)率高。但模具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，模具成本高。 適于批量大、精度要求高的沖壓件。,四、沖壓件的結(jié)構(gòu)工藝性 目的：設(shè)計出結(jié)構(gòu)簡單，材料利用率高，模具簡單的沖壓件。設(shè)計時應(yīng)遵循的原則：表3-8,1、外形、孔、槽,沖裁件的形狀要盡量簡單、對稱，凸凹部位不能過深和太狹窄；孔間距或孔離邊沿不宜太近。,2、充分利用材料,沖裁件的外形要利于充分利用材料,3、彎曲半徑和彎曲方向,彎曲件的彎曲半徑不要小于“最小彎曲半徑”； 彎曲時的彎曲軸線應(yīng)垂直于坯料的纖維方向。,4、帶孔彎曲,彎曲帶孔