沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)

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1、第一部分總論1、什么是沖壓加工？沖壓加工：是在室溫下，利用安裝在沖壓設(shè)備上的沖模對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。2、什么是沖模在沖壓加工中，將材料加工成零件（或半成品）的一種特殊工藝裝備，稱為沖模（又稱沖壓模具）。3、沖壓加工與沖模的關(guān)系?沖模是一種特殊工藝裝備?沖模與沖壓件是“一模一樣”的關(guān)系?沖模沒(méi)有通用性?沖模的功能和作用、沖模設(shè)計(jì)與制造方法和手段，決定了沖模是技術(shù)密集、高附加值型產(chǎn)品。4、沖壓生產(chǎn)的三要素高效的沖壓設(shè)備、合適的沖壓材料與合理的沖壓工藝、先進(jìn)的模具5、壓力機(jī)的規(guī)格參數(shù)1.公稱壓力；2.壓力機(jī)的行程長(zhǎng)度；

2、3.行程次數(shù)；4.工作臺(tái)面尺寸；5.滑塊模柄孔尺寸；6.閉合高度公稱壓力曲柄旋轉(zhuǎn)到距下極點(diǎn)30°時(shí)所產(chǎn)生的沖擊力稱為壓力機(jī)的公稱壓力。這個(gè)特定角度α稱為公稱壓力角。壓力機(jī)公稱壓力的選擇u實(shí)際沖壓力曲線與壓力機(jī)理論壓力曲線不同步。u沖裁、彎曲時(shí)壓力機(jī)的噸位應(yīng)比計(jì)算的沖壓力大30%左右。u拉深時(shí)壓力機(jī)噸位應(yīng)比計(jì)算出的拉深力大60%～100%。6、沖裁時(shí)沖壓設(shè)備的選擇壓力機(jī)的公稱壓力必須大于或等于沖裁工藝力的總和F總：F壓力機(jī)≥F總一般情況：F壓力機(jī)＝1.3F總?cè)绻麤_裁過(guò)程同時(shí)存在卸料力、推件力、頂件力，則總的沖裁工藝沖壓力為：F總＝F沖裁+F卸+F推+F頂7、彎曲時(shí)壓力機(jī)

3、噸位的確定自由彎曲時(shí)，壓力機(jī)噸位為：校正彎曲時(shí)，壓力機(jī)噸位為：拉深時(shí)與壓力機(jī)噸位的選擇1）對(duì)于單動(dòng)壓力機(jī)：公稱壓力F機(jī)應(yīng)大于拉深工藝總壓力F總。即：F機(jī)≥F總，其中工藝總壓力為：F總＝F＋FQ在實(shí)際生產(chǎn)中，可以按下式來(lái)確定壓力機(jī)的公稱壓力F機(jī)：淺拉深：深拉深:2）對(duì)于雙動(dòng)壓力機(jī)：F內(nèi)＞F,F外＞FQ第8頁(yè)共8頁(yè)當(dāng)拉深工作行程較大，尤其落料拉深復(fù)合時(shí)，應(yīng)使工藝力曲線位于壓力機(jī)滑塊的許用壓力曲線之下。1、壓力中心計(jì)算目的：為了保證壓力機(jī)和模具的正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心線相重合。模具的壓力中心必須與沖壓力合力的作用點(diǎn)重合壓力機(jī)的閉合高度：指滑塊在下止點(diǎn)

4、時(shí)，滑塊底面到工作臺(tái)上平面之間的距離。模具的閉合高度：指沖模在最低工作位置時(shí)，上模座上平面至下模座下平面之間的距離。模具閉合高度與壓力機(jī)閉合高度的關(guān)系：Hmax－5≥H≥Hmin＋102、金屬塑性變形對(duì)材料組織有什么影響？1）晶粒形狀和方位的改變——發(fā)生纖維組織改變——變形抗力增加——產(chǎn)生各向異性2）產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力——形成殘余應(yīng)力，導(dǎo)致金屬開(kāi)裂3）產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象——材料的強(qiáng)度指標(biāo)隨變形程度的增加而增加,塑性隨之降低。3、金屬塑性變形有什么基本規(guī)律？1）彈性卸載恢復(fù)規(guī)律；2）反載軟化現(xiàn)象；3）體積不孌定律4）最小阻力定律——在沖壓加工中，板料在變形時(shí)總是沿著阻力最小的方

5、向發(fā)展。4、塑性應(yīng)變比(厚向異性指數(shù))r反映材料變化的什么狀況？（r是單向拉伸試樣寬度應(yīng)變和厚度應(yīng)變之比。）r值越大，表示板料不易出現(xiàn)變薄或增厚，厚度方向起皺的可能性小。5、凸耳系數(shù)△r（板平面方向性系數(shù)）反映材料的什么性質(zhì)？△r值越大，表示板料平面內(nèi)的各向異性越嚴(yán)重，拉深時(shí)零件口部會(huì)出現(xiàn)不平整的凸耳現(xiàn)象。6、樣排：沖裁件在板料、條料或帶料上的布置方法。合理的排樣：1）提高材料利用率、降低成本；2）有利于保證沖件質(zhì)量；3）有利于延長(zhǎng)模具壽命的有效措施。搭邊：排樣時(shí)沖裁件之間以及沖裁件與條料側(cè)邊之間留下的工藝廢料。搭邊的作用：1）補(bǔ)償定位誤差和剪板誤差，確保沖出合格零件

6、；2）增加條料剛度，方便條料送進(jìn)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；第8頁(yè)共8頁(yè)1）搭邊還可以避免沖裁時(shí)條料邊緣的毛刺被拉入模具間隙，從而提高模具壽命。確定搭邊值需注意：搭邊值過(guò)大，材料利用率低。搭邊值過(guò)小，搭邊的強(qiáng)度和剛度不夠，沖裁時(shí)條料邊緣易拉入模具間隙，損壞模具。廢料的分類(lèi)：沖裁所產(chǎn)生的廢料分為兩類(lèi)：一類(lèi)是結(jié)構(gòu)廢料；另一類(lèi)是工藝廢料。1、彎曲件坯料展開(kāi)尺寸計(jì)算1.概算法：彎曲件的坯料長(zhǎng)度應(yīng)等于中性層的展開(kāi)長(zhǎng)度按中性層展開(kāi)的原理，坯料總長(zhǎng)度應(yīng)等于彎曲件直線部分和圓弧部分長(zhǎng)度之和。適宜r>0.5t的彎曲件2.經(jīng)驗(yàn)法：按變形前后體積不變條件確定坯料長(zhǎng)度。適宜r<0.5t的彎曲件2、直壁

7、旋轉(zhuǎn)體拉深件的毛坯尺寸計(jì)算1）拉深件毛坯尺寸計(jì)算的原則（1）面積相等原則：按照拉深前坯料表面積與拉深后沖件表面積近似相等，計(jì)算坯料尺寸。（2）形狀相似原則：拉深前坯料的形狀與沖件斷面形狀相似。而且坯料的周邊必須是光滑的曲線連接。2）直壁旋轉(zhuǎn)體拉深件毛坯尺寸計(jì)算注意事項(xiàng)u考慮切邊工序：拉深件口部不整齊，需留切邊余量。u形狀復(fù)雜的拉深件：需多次試壓，反復(fù)修改，才能最終確定坯料形狀。u拉深件的模具設(shè)計(jì)順序：先設(shè)計(jì)拉深模，坯料形狀尺寸確定后再設(shè)計(jì)沖裁模。3、沖壓工序的基本類(lèi)型：根據(jù)材料的變形特點(diǎn)分：分離工序與成形工序4、模具的基本組成：沖模通常由上、下模兩部