第十章 板料冲压
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板料冲压工艺板料冲压是指用冲模使板料经分离或成形得到制件的工艺方法,它通常是在室温下进行,所以又称为冷冲压,简称冲压。
1、板料冲压的特点及应用冲压用原材料必须具有足够的塑性,广泛应用的金属材料有低碳钢、高塑性合金钢、铝、铜及其合金等;非金属材料有石棉板、硬橡皮、绝缘纸、纤维板等。
他广泛应用于汽车、拖拉机、航空、电器、仪表、国防等工业部门。
板料冲压具有以下特点:(1)冲压件的尺寸精度高,表面质量好,互换性好,一般不需切削加工即可直接使用,且质量稳定。
(2)可压制形状复杂的零件,且材料的利用率高、产品的重量轻、强度和刚度较高。
(3)冲压生产生产率高,操作简单,其工艺过程易于实现机械化和自动化,成本低。
(4)冲压用模具结构复杂,精度要求高,制造费用高。
冲压只有在大批量生产时,才能显示其优越性。
(5)冲压件的质量为一克至几十千克,尺寸为一毫米至几米。
2、冲压设备(1)剪床剪床的用途是把板料切成一定宽度的条料,以供下一步冲压工序之用。
(2)冲床冲床将完成除剪切以外的其他冲压工作。
右图为单柱式冲床的外形及其传动简图。
电动机5带动飞轮4转动,当踩下踏板6时,离合器3使飞轮与曲轴2连接,因而曲轴随飞轮一起转动,通过连杆8带动滑块7作上下运动,从而进行冲压工作。
当松开踏板时,离合器脱开,曲轴不随飞轮转动,同时制动闸1使曲轴停止转动,并使滑块7停在上面位置3、冲压模具(1)简单冲模简单冲模在冲床一次行程中只完成一道工序,见右图。
凸模1用压板6固定在上模板3上,通过模柄5与冲床滑块连接。
凹模2用压板7固定在下模板4上。
操作时,条料沿两导料板9之间送进,碰到挡料销10停止。
冲下部分落入凹模孔。
此时,条料夹住凸模一起返回,被卸料板8推下。
重复上述动作,完成连续冲压。
导柱12和导套11组成的导向机构可保证凸模、凹模的合模准确性。
简单冲模结构简单,容易制造,价格低廉,维修方便,生产率低,适用于小批量生产。
(2)连续冲模连续冲模在冲床一次行程中,按着一定顺序,在模具的不同位置上,同时完成数道冲压工序,见右图。
板料冲压工艺板料冲压是指用冲模使板料经分离或成形得到制件的工艺方法,它通常是在室温下进行,所以又称为冷冲压,简称冲压。
1、板料冲压的特点及应用冲压用原材料必须具有足够的塑性,广泛应用的金属材料有低碳钢、高塑性合金钢、铝、铜及其合金等;非金属材料有石棉板、硬橡皮、绝缘纸、纤维板等。
他广泛应用于汽车、拖拉机、航空、电器、仪表、国防等工业部门。
板料冲压具有以下特点:(1)冲压件的尺寸精度高,表面质量好,互换性好,一般不需切削加工即可直接使用,且质量稳定。
(2)可压制形状复杂的零件,且材料的利用率高、产品的重量轻、强度和刚度较高。
(3)冲压生产生产率高,操作简单,其工艺过程易于实现机械化和自动化,成本低。
(4)冲压用模具结构复杂,精度要求高,制造费用高。
冲压只有在大批量生产时,才能显示其优越性。
(5)冲压件的质量为一克至几十千克,尺寸为一毫米至几米。
2、冲压设备(1)剪床剪床的用途是把板料切成一定宽度的条料,以供下一步冲压工序之用。
(2)冲床冲床将完成除剪切以外的其他冲压工作。
右图为单柱式冲床的外形及其传动简图。
电动机5带动飞轮4转动,当踩下踏板6时,离合器3使飞轮与曲轴2连接,因而曲轴随飞轮一起转动,通过连杆8带动滑块7作上下运动,从而进行冲压工作。
当松开踏板时,离合器脱开,曲轴不随飞轮转动,同时制动闸1使曲轴停止转动,并使滑块7停在上面位置3、冲压模具(1)简单冲模简单冲模在冲床一次行程中只完成一道工序,见右图。
凸模1用压板6固定在上模板3上,通过模柄5与冲床滑块连接。
凹模2用压板7固定在下模板4上。
操作时,条料沿两导料板9之间送进,碰到挡料销10停止。
冲下部分落入凹模孔。
此时,条料夹住凸模一起返回,被卸料板8推下。
重复上述动作,完成连续冲压。
导柱12和导套11组成的导向机构可保证凸模、凹模的合模准确性。
简单冲模结构简单,容易制造,价格低廉,维修方便,生产率低,适用于小批量生产。
(2)连续冲模连续冲模在冲床一次行程中,按着一定顺序,在模具的不同位置上,同时完成数道冲压工序,见右图。
板料冲压一、板料冲压的特点及应用范围。
冲压加工技术应用范围十分广泛,在国民经济各工业部门中,几乎都有冲压加工或冲压产品的生产。
如汽车、飞机、拖拉机、电机、电器、仪表、铁道、电信、化工以及轻工日用产品中均占有相当大的比重。
冲压生产主要是利用冲压设备和模具实现对金属材料(板材)的加工过程。
所以冲压加工具有如下特点:(1)生产率高、操作简单、容易实现机械化和自动化,特别适合于成批大量生产;(2)冲压零件表面光洁,尺寸精度稳定,互换性好,成本低廉;(3)在材料消耗不多的情况下,可以获得强度高、刚度大、而重量小的零件;(4)可得到其他加工方法难以加工或无法加工的复杂形状零件。
由于冲压加工具有节材、节能和生产率高等突出特点,决定了冲压产品成本低廉,效益较好,因而冲压生产在制造行业中占有重要地位。
随着科学技术的进步和工业生产的迅速发展,模具已成为当代工业生产的重要手段,冲压生产和模具工业得到了世界各国的高度重视。
二、冲压的基本工序及各工序的特点。
冲压件的设计不仅应保证具有良好的使用性能,而且也应具有良好的工艺性能,以减少材料的消耗、延长模具寿命、提高生产率、降低成本及保证冲压件质量等。
影响冲压件工艺性的主要因素有:冲压件的形状、尺寸、精度及材料等。
一、冲压件的形状尺寸1.落料件和冲孔件的要求(1)料件的外形和冲孔件的孔形应力求简单、对称。
尽可能采用圆形或矩形等规则形状,应避免长槽或细长悬臂结构。
否则使模具制造困难,降低模具寿。
同时应使冲裁件再在排样时将废料降低到最小程度。
(2)冲裁件的结构尺寸(如孔径、孔距等)必须考虑材料的厚度。
(3)冲裁件上直线与直线、曲线与直线的交接处,均应用圆角弧连接。
以避免交角处应力集中而产生裂纹。
2.对弯曲件的要求(1)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.(2)曲边过短不易成形,故应使弯曲边的平直部分H>2δ。
如果要求H很短,则需先留出适当的余量以增大H,弯好后再切去所增加的金属。
第四节板料冲压板料冲压:利用冲模在压力机上使板料分离或变形,从而获得冲压件的加工方法称为板料冲压。
板料冲压的坯料厚度一般小于4mm,通常在常温下冲压,故又称为冷冲压。
原材料:具有塑性的金属材料,如低碳钢、奥氏体不锈钢、铜或铝及其合金等,也可以是非金属材料,如胶木、云母、纤维板、皮革等。
板料冲压的特点:(1)冲压生产操作简单,生产率高,易于实现机械化和自动化。
(2)冲压件的尺寸精确,表面光洁,质量稳定,互换性好,一般不再进行机械加工,即可作为零件使用。
(3)金属薄板经过冲压塑性变形获得一定几何形状,并产生冷变形强化,使冲压件具有质量轻、强度高和刚性好的优点。
(4)冲模是冲压生产的主要工艺装备,其结构复杂,精度要求高,制造费用相对较高,故冲压适合在大批量生产条件下采用。
冲压设备:主要有剪床和冲床两大类。
剪床是完成剪切工序,为冲压生产准备原料的主要设备。
冲床是进行冲压加工的主要设备,按其床身结构不同,有开式和闭式两类冲床。
按其传动方式不同,有机械式冲床与液压压力机两大类。
图2-40所示为开式机械式冲床的工作原理及传动示意图。
冲床的主要技术参数是以公称压力来表示的,公称压力(kN)是以冲床滑块在下止点前工作位置所能承受的最大工作压力来表示的。
我国常用开式冲床的规格为63~2000kN,闭式冲床的规格为1000~5000kN。
一、冲压工序及冲压件结构工艺性冲压基本工序可分为落料、冲孔、切断等分离工序,和拉深、弯曲等变形工序两大类。
(一)分离工序分离工序统称为冲裁,它是使板料的一部分与另一部分分离的加工工序。
切断:使板料按不封闭轮廓线分离的工序叫切断;落料:是从板料上冲出一定外形的零件或坯料,冲下部分是成品。
冲孔:是在板料上冲出孔,冲下部分是废料。
冲孔和落料又统称为冲裁。
1.冲裁变形过程冲裁可分为普通冲裁和精密冲裁。
普通冲裁的刃口必须锋利,凸模和凹模之间留有间隙,板料的冲裁过程可分为三个阶段,如图2-41所示:(1)弹性变形阶段(2)塑性变形阶段(3)剪裂分离阶段板料冲裁时的应力应变十分复杂,除剪切应力应变外,还有拉伸、弯曲和挤压等应力应变,如图2-42所示。