冲压、焊接工艺学资料

冲孔落料复合模
2.2冲裁变形过程
冲裁变形过程分为弹性变形阶段、塑性变形阶段和断裂 分离阶段。
弹性变形阶段
当凸模开始接触板料并下压时，板料发生弹性 弯曲和压缩，略有挤入凹模洞中现象。
塑性变形阶段
板料应力达到屈服点，板料进入塑性变形阶段，凸 模切入板料，板料被挤入凹模洞口，在剪切面断面，由于 凸凹模间隙存在引起的弯曲和拉伸作用，形成塌角面，同 时由于剪切变形，在切断面上形成光亮且与板料垂直的断 面，随着凸模继续下压，应力不断加大，直到应力达到板 料抗剪切强度，塑性变形结束。
板材冲裁:通过模具的凸模与凹模，利用冲压设备加压， 使板料沿着一定的轮廓形状产生分离的一种冲压工序。
从广义上说，冲裁是分离工序的总称，它包括切断、 落断、冲孔、修边、切口等多种工序；其中冲孔、落 料应用最多。但一般来说，冲裁工艺主要是指落料和 冲孔工序。冲裁的用途极广，它既可直接冲出成品零 件，又可为其他成形工序制备毛坯。
间隙对冲裁断面的影响
二、 尺寸精度影响因素
1. 模具制造精度 一般冲裁件能达到的尺寸精度比模 具 的精度低一到三级。
2.材料性质及模具结构 冲裁件会发生回弹现象，从 而影响其精度，较软的材料弹性变形小，冲裁后回弹小， 精度较高，在模具上增加压板料和顶件器会减小回弹值， 提高冲件精度。
3.冲裁间隙 间隙适当时，材料在较纯的剪应力下分离； 间隙较大时，材料除受到剪切外，还产生较大的拉伸应 力与弯曲变形，冲孔件会大于凸模尺寸，落料件会小于 凹模尺寸；间隙较小时，材料会受到较大的挤压作用， 冲孔件会小于凸模尺寸，落料件会大于凹模尺寸。
冲孔
用冲模按封闭轮廓曲线冲切，冲下部分是废 料。
落料与冲孔的区别
条料
工件
工件
落料 (blanking)
废料
冲孔 (punching)
切断
用剪刀或冲模沿不封闭轮廓曲线切断，多用于 加工形状简单的平板零件。
切边
将成形零件的边缘修切整齐或切成一定形状。
剖切
把冲压加工成的半成品切开成为二个或多个
零件，多用于不对称零件的成双或成组冲压 成形之后。
断裂分离阶段
当板料应力达到抗剪切强度后，凸模继续 下压，凸、凹模口部产生裂纹并不断扩展，当上下裂 纹重合时，板料发生分离。当凸模继续下行时，已分 离的板料被推出，完成整个冲裁过程。
冲裁件断面有以下几个特征区：
（a）塌角 （b）光亮带 （c）剪裂带 （d）毛刺
1. 塌角：产生在板料不与凸模或凹模相接触的一面，由于板料受弯 曲、拉伸作用形成的，材料塑性越好，凸凹模间隙越大，形成的 塌角越大。
2.3 冲裁件质量及其控制
冲裁件质量：断面质量（垂直、光洁、毛刺小 )、尺 寸精度（图纸规定的公差范围内 ）和形状误差（外 形满足图纸要求；表面平直，即弯拱小） 冲裁件的质量好坏主要是通过断面光亮带大小、塌角、 毛刺以及冲裁件的翘曲等来判断的。
一、 断面质量
通常希望得到光亮带较高、毛刺较小、塌角较小、断裂带 较小的冲压件。
冲压、焊接工艺学
冲压工艺学
一 、 冲压概述
1.1 冲压的概念 冲压，利用模具和冲压设备，在室温下对金
属材料进行加工使之变形或分离，以获得所需要的 零件形状和尺寸。
冲压加工过程中所用的具体方法或技术经验称 为冲压工艺。
Hale Waihona Puke 1.2 冲压加工的特点优点：
１．生产率高、操作简单 ２．产品质量好、尺寸精度稳定 ３．加工成本低、材料利用率高 ４．容易实现机械化和自动化，适合大批量生产
缺点：1、噪音大；2、安全性较差
应用：冲压适于批量生产日常冲压产品、高科技冲
压产品
1.3 冲压加工的分类
冲压加工工艺大致可分为分离工序和成形工序两大 类。
分离工序：指冲压过程中使冲压件与板料沿一定的 轮廓相互分离的工序。包括：落料、冲孔 、切断、切口、切边、剖切、整修等。
落料
用冲模沿封闭轮廓曲线冲切，冲下部分是零 件。用于制造各种形状的平板零件。
冲裁件断面质量影响因素：
（1）材料因素
材料塑性好，光面占的比例大，毛
面小，塌角、毛刺大。材料塑性差，光面占的比例小，毛
面较大，塌角、毛刺小。
（2）冲裁间隙
间隙合适时，上下裂口处裂纹重合，
断面质量较好；间隙较小时，发生二次剪切，生成夹层；
间隙较大时，光面小，毛面大，塌角、毛刺较大。
控制断面质量措施： （1）对材料进行热处理，提高其塑性。 （2）控制模具凸凹模间隙。
2. 光亮带：由于板料剪切变形形成的，材料塑性越好，凸凹模间隙 越小，形成的光亮带越高。
3. 剪裂带 ：由于裂纹扩张引起的，材料塑性越差，凸凹模间隙越大 则断裂带越高，斜度越大。
4. 毛刺：由于刃尖处压力为三向压应力，因此裂纹产生处并不会在 刃尖处发生，而会在刃尖侧面距刃尖不远的地方出现，裂纹产生 点和刃尖的距离就是毛刺的高度。
单冲模具一般结构
成形工序：指材料在不破裂的条件下产生塑性变形， 从而获得一定形状、尺寸和精度要求的零 件。包括：弯曲、拉深、翻边、胀形、起 伏成形、扩口、缩口等。
弯曲 拉深
把板料沿直线弯成各种形状，可以加工形状 极为复杂的零件。
把板料毛坯成形制成各种空心的零件。
翻边 胀形 扩口
把板料半成品的边缘按曲线或圆弧成形成竖立 的边缘。
4.冲裁件形状 形状越简单，材料尺寸精度越好。
三、 形状误差
由于弯曲力矩的影响，冲裁件会出现弯拱现象， 间隙越大，弯拱越大。
减少弯拱的措施是增加压料装置。
四、毛刺高度
冲裁件总会有毛刺，不正常毛刺可以分为两类：间隙毛刺 和刃口磨损毛刺。 间隙毛刺是由于冲裁间隙过大或过小引起的毛刺，间隙过 大引起的毛刺称为拉断毛刺，其特点是高而厚，间隙过小 产生的毛刺称为挤出毛刺，其特点是高而薄。 刃尖磨损毛刺产生原因是刃尖磨损改变了其附近的应力状 态，凸模磨损会在落料件上产生毛刺，凹模磨损会在冲孔 件上产生毛刺。
光亮带、剪裂带、塌角和毛刺等四个部分在整个断 面上所占的比例不是一成不变的，它随材料的性能、厚 度、间隙、模具结构等各种冲裁条件的不同而变化。
冲裁特点：
总结
冲裁时经历弹性变形、塑性变形、断裂分离 三个阶段。
冲裁件断面上存在塌角 、光亮带、剪裂带和 毛刺。
冲裁件质量一般不高，其粗糙度一般为 Ra12.5，尺寸精度一般IT10。
在双向拉应力作用下实现的变形，可以成形各 种空间曲面形状的零件。
在空心毛坯或管状毛坯的某个部位上使其径 向尺寸扩大的变形方法。
缩口
在空心毛坯或管状毛坯的某个部位上使其径 向尺寸减小的变形方法。
折弯模
胀形模
拉深模
复合模具结构： 落料成型模
复合模具结构： 切断成型模
切断成型
二 、板材冲裁
2.1冲裁概念