第二章 锻压工艺2

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1、第4节冷塑性加工基础ColdplasticityworkingFundament冷塑性加工主要指在再结晶温度以下的塑性加工工艺。板料冲压是利用冲模使板料产生分离或变形的加工方法。这种加工方法通常是在室温下进行的，所以又可以称为冷冲压。（1）板料冲压具有下列特点(1)可以冲压出形状复杂的零件，且废料较少。(2)冲压件的形状和尺寸由冲模保证，冲压件的质量稳定，互换性较好。(3)能获得质量轻、材料消耗少、强度和刚度都较高的零件。(4)冲压操作简便，易于实现机械化和自动化，生产率很高。故零件成本低。（2）冲压设备生产中常用的设备是剪床和冲床。剪床用来把板料剪切成一

2、定宽度的条料（dd42），以供下一步的冲压工序用。冲床用来实现冲压工序(dd15)，以制成所需形状和尺寸的成品零件，冲床最大吨位已达40000KN。（3）冲压工序基本工序有分离工序和成形工序两大类。分离工序-使坯料的一部分与另一部分相互分离的工序。如落料(dd14)、冲孔(dd38)、切断和修边(dd12_c)。成形工序-使坯料的一部分相对于另一部分产生位移而不破坏的工序，如拉深(dd60)、弯曲(dd05)、翻边(dd78)、胀形(dd64)等。1．冲裁变形过程冲裁过程大致可以分成三个阶段(td83)。(1)弹性变形阶段冲头（凸模）与板料接触后，使板料产

3、生弹性压缩、拉伸与弯曲等变形，此时，板料中的内应力值迅速增大，但没有超过材料的弹性极限。若卸去载荷，板料则恢复原状。(dd37)(2)塑性变形阶段冲头继续向下运动，板料中的内应力值达到屈服极限，板料金属产生塑性变形。变形达到一定程度时，位于凸、凹模刃口处的金属硬化加剧，出现微裂纹(dd38)。(3)断裂分离阶段冲头继续向下运动，已形成的上下裂纹逐渐扩展。上下裂纹相遇重合后，板料被剪断分离。2．间隙对切断面质量的影响(td18)（1）间隙-冲裁模的凸模和凹模间存在的适当空隙。此冲裁间隙对冲裁件的切断面质量有很大的影响。（2）间隙过小-由于上下裂纹向内扩展时不

4、能互相重合，将产生第二次剪切，在端面中间留下撕裂面。（3）间隙过大-板料受到很大的拉伸和弯曲应力作用，冲裁件圆角和斜度加大，光亮带小，毛刺大而厚，难以去除。（4）合理间隙-上下裂纹互相重合，冲裁件断面平直、光洁，质量最好。单边间隙（z）的合理数值可按下述经验公式计算出：45z＝mt式中：t——材料厚度，mm；m——与材料性能及厚度有关的系数。实用中，材料较薄时，m可以选用如下数据：低碳钢、纯铁m＝0．06~0．09铜、铝合金m＝0．06~0．1高碳钢m＝0．03~0．12当材料厚度S>3mm时，由于冲裁力较大，应适当把系数m放大。对冲裁件断面没有特殊要求时

5、，系数m可放大1．5倍。3．板料成形时的变形过程板料成形时只允许产生弹性变形和塑性变形，不允许产生微裂纹。因此，变形中的加工硬化达到一定程度后必须进行再结晶退火。(1)弯曲成形(td05)1)弯曲变形过程-在凸模压力作用下，板料产生弯曲变形，随着凸模下降，弯曲部分的材料由弹性变形过渡到弹塑性变形状态，最后将板料弯曲成与凸模尺寸形状一致的工件。2)弯曲变形特点-在弯曲工序中，板料弯曲部分外层受拉伸而伸长，内层受压缩而缩短，在外层外表面，拉伸应力与拉伸应变最大。当外层纤维的伸长变形超过材料性能所允许的极限伸长时，即会造成金属破裂，板料越厚，内弯曲半径r越小，则

6、拉伸应变越大，越容易弯裂(td07)。为防止弯裂，弯曲的最小半径应为rmin＝(0．25～1)t(t为金属板料的厚度)。材料塑性好，则弯曲半径可小些。（2）拉深成形(t9-11)1）拉深变形过程(dd60)-利用模具使冲裁后得到的平板毛坯变形成开口空心零件工序称为拉深。其变形过程为：把直径为D的平板坯料放在凹模上，在凸模作用下，坯料被拉入凸模和凹模的间隙中，形成空心拉深件。2）拉深变形特点-拉探件的底部一般不变形，只起传递拉力的作用，厚度基本不变。坯料外径D减去内径d的环形部分的金属，切向受压应力作用，径向受拉应力作用，逐步进入凸模与凹模之间的间隙，形成拉

7、深件的直壁。为使拉探过程进行顺利，凸模与凹模之间的间隙较大，一般z=(1.1-1.2)t。直壁主要受拉应力作用，厚度有所减小。而直壁与底之间的过渡圆角部被拉薄最严重。拉深件的凸缘部分受切向压应力作用，厚度有所增大。复习思考题1．比较落料和拉深工序的凸凹模结构及间隙有什么不同？为什么？2．试分析冲裁与成形时，板料经历的变形阶段和不同部位的变形特点。第5节冲裁与成形工序MetalShearingandFormingProcess45一、冲裁工序冲裁-使坯料按封闭轮廓分离的工序，主要是指落料与冲孔工序。落料(dd14)-冲落部分为成品，余下的为废料；冲孔(dd3

8、8)-为了获得带孔的冲裁件，冲去的为废料。1．凸模与凹模刃口尺寸的