• 冲压工艺取产品设计,极具保藏代价! 产品型号:冲压工艺取产品设计
    一、冲压产物的工艺分类
    两、冲裁
    三、取产品设计相干的冲裁工艺要点及计划举例
    四、曲折产物形状取成型历程先容
    五、成型工艺形状取历程先容
    六、别的冲压模具布局简介

产物先容
相干产物

一、冲压产物的工艺分类


1、根本工序分类


冲压工艺按其变形性子能够分为质料的别离取成型两大类。


别离工序是指坯料正在冲压力的感化下,变形部位的应力到达抗拉强度当前,是坯料产生断裂而发生别离,从而得到所需外形取尺寸的工件的冲压工序。


成型工序是指坯料正在冲压力的感化下,变形部位的应力到达屈服点,但已到达抗拉强度,使坯料发生塑性变形而不产生断裂别离,从而得到所需外形取尺寸的工件的冲压工序。




2、别离工序的种别


别离工序根据其差别的变形机理分为冲裁、整修两大类。

冲裁:指用模具沿沿必定的曲线或直线冲切板料(包罗以下几类)




整修是对冲裁件的断面部份举行再加工的别离加工办法,整修变形是一种切削机理,其工件的尺寸精度和断面质量比冲裁件好。




3.成型工序的种别


成型工序较多,包罗:曲折、推深、翻边、胀形和挤压工艺等。(详细以下:)





两、冲裁


1、冲裁产物的形状取成型历程先容


冲裁产物的形状。冲裁产物的的断面分为:塌角、光明 带、断裂带、毛刺,这四种形状是正在产物冲裁历程中于差别的阶段,差别的部位、差别的应力感化下发生的。



如上图,1塌角 :高度约即是8%T至15%T ;2.光明带 :高度约即是15%T至55%T ;3.断裂带 :高度约即是35%T至75%T ;4.毛刺 :高度约即是5%T至10%T




1)弹性变形阶段


受力阐发:刃口部份质料受剪切力,力的巨细小于弹性极限,若力消散,则质料规复原始形态。




形态形貌:凸模施加压 力于质料,质料略挤入凸模刃口。




2)塑性变形阶段


受力阐发:质料受力由边及中间 ,渐渐超越弹性极限




形态形貌:凸模进一步深化质料,正在本阶段冲裁件发生塌角和光明带




3)剪裂阶段


受力阐发:质料接近凸模刃口的部份应力起首到达质料的抗剪切强度,使凹模刃口中间的质料发生的裂纹增大。而此时凸模刃口部份质料借处于塑性变形阶段,跟着冲头的进一步深化质料,冲头四周质料也到达剪切强度,也发生裂纹 ,再今后两裂纹重合,质料别离。




形态形貌:质料别离,高低裂纹重适时彼此撕扯发生毛刺




三、取产品设计相干的冲裁工艺要点及计划举例


1、冲裁产物的分类、感化及布局


冲孔 piercing


感化 1.作为普通过孔利用(要求较低);2.作为自攻牙底孔利用(产品设计要求光明带比例较下);3.作为高精度转轴孔利用(要求无毛刺,少断裂带)(接纳太阳城来毛刺的方法或模具倒里的方法)


留意:计划冲孔时,因为遭到凸模强度的限定, 孔的 尺寸不宜太小(普通大于0.5T)




落料 stamping

感化 1.作为普通形状利用(要求较低);2.作为对接讨论激光焊接装配利用(无毛刺、年夜的光明带、小的断裂带间隙);3、作为硬饰支架利用(要求卷边大概来毛刺)


留意:1、产物设计时该当使冲裁件各直线或曲线的毗连处有得当的圆角.(不然凸模应力集中,简单破坏);2、考虑到模具线切割的加工工艺,冲裁零件大概降料零件的最小R角不要小于R0.2。




切舌、切曲 lancing


感化 1.作为卡扣利用;2.作为限位利用;3.节省工序,进步质料的利用率,将切边取折弯两讲工艺合二为一。(错误谬误:毛刺标的目的没法改动,必需取冲头标的目的相反)


留意:要求切口部位取折弯部位间隔充足年夜, 满意冲头强度.




切舌、切曲 结构设计的留意点:


1)切曲时冲头的宽度要充足年夜,零件设计时包管切口部位和折弯部位的间隔正在5mm以上,不然冲头强度低,影响模具的寿命。


2)模具设计时刀口剪切部份要包管3mm摆布的曲边,以避免发生崩刀的征象。冲头双方要包管留有断好,从而包管先剪后弯。




取冲裁相干的产品设计留意点总结


1)产物设计时该当使冲裁件各直线或曲线的毗连处有得当的圆角.(缘故原由:1、平凡线切割的最小R角为0.2,尖角不容易包管。2、尖角处凹模应力集中,模具受力后简单破坏。)


2)产物设计时该当标明毛刺标的目的.毛刺对产物装配和操纵员工的安全都非常重要。(留意:是标注毛刺标的目的,不是冲压标的目的)




3)计划冲孔时,因为遭到凸模强度的限定, 孔的 尺寸不宜太小(普通大于0.5T,只管不要让孔的直径小于0.8T)


4)计划产物时,质料的抗拉强度应只管小于630MPa,不然模具较易制造。(当产物的抗拉强度小于630MPa时,模具质料可选用平凡的代价相对廉价的模具钢,如: Cr12、Cr12MoV、SKD11、 D2等。当产物的抗拉强度大于630MPa时,模具质料需选用非凡的、较贵的模具钢,如SKH-9)




5)当产品设计对冲裁断里有特殊要求时必需标明各断面部位可接受的最小值。


6)切曲时留意正在产物上计划切边角度,以便于脱模,从而淘汰冲头的磨损。




2、冲裁模具简介


1)冲孔、落料模



2)来毛刺模具


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3)侧面冲孔模具


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四、曲折产物形状取成型历程先容


1、曲折产物的形状


折弯成型机理:金属材料遭到的应力大于弹性极限(屈从强度)而 又小于断裂极限(抗拉强度),形成板料正在曲折变形区内的曲率产生变革,构成折弯。


折弯受力阐发:折弯时质料内侧受压应力、外侧受推应力,而且推应力占主导作用,故质料的中性层为质料中间方向折弯内侧。




中性层 :间隔质料内侧约即是0.255T


质料的外层纤维因为遭到推应力质料发生相对挪动,质料的不敷由宽度标的目的弥补


2、折弯历程(以V直为例):


1)凸模活动打仗板料(毛坯)因为凸,凸模差别的打仗点力作用而发生弯矩,正在弯矩感化下产生弹性变形,发生曲折。

2)跟着凸模持续下行,毛坯取凸模概况渐渐接近打仗,使曲折半径及曲折力臂均随之淘汰,毛坯取凸模打仗点由凹模两肩移到凹模两斜面上。

3)跟着凸模的持续下行,毛坯两头打仗凸模斜面开端曲折。

4)压平阶段,跟着凸凹模间的间隙不竭变小,板料正在凸凹模间被压平。

5)校订阶段,当路程结束,对板料举行校订,使其圆角直边取凸模局部贴合而成所需的外形。




3、曲折产物简单呈现的两类成绩(回弹、开裂)


1)回弹:


回弹的缘故原由:质料是由浩繁层的纤维摆列而成的,每层纤维的 受力环境不一样,(最外层受推应力最大,最里层受压应力最大,两种力的巨细背中性层标的目的递加),故正在折弯成形后,其实不是所有的纤维层的受力都大于质料的弹性极限,以是处于弹性变形阶段的质料有复兴的征象




1)中性层的应力、应变为整

2)中性层背内侧压应力渐渐增大

3)中性层背外侧推应力渐渐增大




1)冲压件正在曲折时,大部分质料层的应变皆进入塑性变形地区,这些质料层不会发生回弹。

2)靠中性层间隔较近的质料层应变仍然处在弹性变形地区,这些质料层正在外力消散后(折弯冲头分开工件)会发生回弹


影响回弹的身分:

(1)质料的弹性极限越下,所必要的变形应 力 就越年夜,回弹也就越年夜

(2) 质料的相对曲折半径R/T越小 ,应力就越集中,弹性变形占的比例越小,回弹就越小




2)开裂


折弯时工件的部份质料层遭到的应力大于抗推极限时,工件呈现开裂征象。(离中性层越远的质料层,其应力应变越年夜)




防止开裂的办法:防止折弯时,弯角内侧的R角过小。(普通R值不小于0.5T)


4、折弯产物的变形特性


(1)、质料的外层纤维因为遭到推应力,质料发生相对挪动,质料的不敷由宽度和厚度 标的目的弥补,故质料宽度尺寸减小。

(2)、质料的内层纤维因为遭到压应力,内层质料背宽度标的目的挪动、导致质料内层宽度增添。

(3)、当宽度小于3倍的质料厚度时,以上征象较着,产物设计时应防止宽度小于3倍的质料厚度的环境。




5.取产品设计相干的曲折工艺要点及计划举例


(1)曲折件的圆角半径不宜小于最小曲折半径,免得发生 裂纹;但也不宜过大,不然因为变形不完全,回弹回较大.(一般情况下最小曲折半径R>=0.5T)

留意:

1)产物设计时应防止折弯R角过小,不然易惹起应力集中。

2)R角尺寸必需标注正在内侧。(详细缘故原由:折弯时工件贴紧冲头,冲头的R角决议了工件的R角,而且易于节制和调剂。)


(2)曲折件的直边长度不宜过小,不然正在弯边时模具对材 料的撑持长度太小,不容易获得外形精确的零件,曲折件常常简单中倒. H>R+2T.


留意:产物设计时应防止折弯曲边过小,不然易惹起中倒,不容易节制垂直度。


(3)曲折件不应位于零件宽度突变处折弯,以防止扯破.若必需正在宽度突变处曲折时,应事先计划工艺槽.

(4)因为正在曲折时毛坯或多或少都市有滑移征象,故产物设计时应只管计划工艺孔.




6.折弯模具简介



五、成型工艺形状取历程先容


1、成型工艺分类及先容


成型机理:金属材料遭到的应力大于弹性极限(屈从强度)而 又小于断裂极限 (抗拉强度),正在塑性变形范围内发生设计人员想要的变形形式。




成型工艺分类:1.推深 2.挤压 3.翻边 4.翻孔(抽孔) 5.缩口、扩口




2、取产品设计相干的成型工艺要点及计划举例


1)挤压

挤压凸包的感化有三个:


(1)作为两个零件间的自定位销利用



留意:

a.当凸包做定位销利用时,必要严格控制凸台的直径,一般情况下凸台的直径公役可节制正在+/- 0.04mm摆布

b.因为凸包是挤压成型的,故凸包的侧面齐是光明带;


(2)作为活动机构的限位利用




(3)作为凸焊的凸点利用



凸包计划的留意点及冲头尺寸:


原则:1)必需包管凸包和母体之间有充足的质料毗连,不然凸包易脱落。2)作为凸焊利用时凸点直径D>= 2t+0.7,而且大于1.8mm.

凸点高度H>=(0.4t+0.25),而且大于0.5mm

凸包极限高度计划尺寸如下图

留意:标注凸包尺寸时,只可以节制中凸部位尺寸,不克不及节制内凸部位尺寸。


挤压凸包模具布局:凸模的尺寸决议凸包的直径顶针和挤凸冲头配合决议凸包的高度。留意:标注凸包尺寸时,只可以节制中凸部位尺寸,不克不及节制内凸部位尺寸。




2)抽孔


抽孔的感化有两个:


a)作为铆钉毗连零件利用(包罗冲铆、翻铆);

长处:可省略铆钉,节省本钱。

错误谬误:不克不及接受很大的拔脱力或剪切力。

抽孔冲铆:起牢固毗连感化。

抽孔翻铆:起旋转轴的感化。




b)作为毗连螺母利用




抽孔计划的留意点及冲头尺寸:

原则:a)必需包管有充足的质料活动(即,必需计较抽孔可止性)。

b)作为翻铆利用时,必需节制抽孔的外径(尺寸标外径)。




留意:模具对抽孔的内、外径皆能够节制 ,冲头节制内径;凸模节制外径,但不克不及同时节制。即每一个零件只能节制一个值.


c)作为螺母利用时,必需节制抽孔的内径(尺寸标内径)。




d)作为螺母利用时,必需包管抽孔后变薄的曲边厚度大于1.3倍的罗纹牙距。




e)作为螺母利用而且有强度要求时,必需包管抽孔后直边最小高度大于3倍的罗纹牙距。




抽孔可止性计较:

抽孔: 沿内孔四周将质料翻成侧立凸缘的冲压工序。

翻孔系数:预冲孔直径取翻孔后直边的中径的比值(翻孔系数越年夜变形水平越小)




影响翻孔系数的身分:

a)质料的塑性,塑性越好翻孔系数越小。

b)预冲孔相对直径D/t,D/t越小,翻孔系数越小。

c)孔的加工办法。(若翻孔较高,则毛刺位于内侧时,不容易开裂;位于外侧时需增添导里工序然后再抽孔。)

d)翻孔冲头的情势。(球面冲头可以使翻孔系数减小,增大变形水平。)


理论上必要按照抽孔系数去判定抽孔工艺能否可行(该办法必要肯定的身分太多,费时吃力)。一般情况下可按照预冲孔取料薄的比例关系,举行判定。当预冲孔相对直径D/t大于1时,普通以为可行。


预冲孔尺寸计较:

原则:翻孔前后体积稳定原则。

AB={H*EF-(π/4-1)*EF*EF}/T

预冲孔直径d=D-2*AB

普通翻孔后质料的厚度变薄,变薄系数与0.45到0.9之间。

变薄系数指:EF取原材料厚度T的比值

普通以为当d>=T时,抽孔可止( 经验值,具体判定可参考抽孔系数)




抽孔模具布局




抽孔冲头布局:


a)当接纳抛物线形的翻孔冲头时,由于有圆弧过分,故翻的质量较下。(布局以下)



注:圆弧半径不一样时,冲头对质料的挤出结果不一样。小的圆弧冲头因为过分较小,对质料挤出时瞬时的挤压力年夜,故质料的变形也年夜,以是正在其他前提不异的环境下,接纳小圆弧翻孔冲头翻孔的高度较下。


b)无预冲孔的一次翻孔成形冲头。



注:刺孔的巨细取两次成形时预冲孔的巨细分歧(A=a, B=b)。一次冲孔翻孔布局,只适用于翻孔毛刺正在外侧的环境。


3)内凹翻边


翻边是沿形状曲线四周将质料翻成侧立短边的工序。

a)内凹翻边(伸长类翻边):变形取抽孔类似。

b)变薄率范畴正在0.9~1之间(变形最严峻的地区正在最高端面)


内凹翻边可行性判定:

a)睁开尺寸



b)判定


翻边前的端面弧长度L1

翻边后的端面弧长度L2




当端面变形率K>原材料的延长率时,会呈现开裂征象




产物设计时,能够调剂R、r、h的数值,使得端面变形率满意计划要求 ,不发生开裂的征象.


4)外凸翻边

a)外凸翻边(紧缩类翻边):变形性子属于紧缩成型。

b)外凸翻边睁开尺寸




六、别的冲压模具布局简介


1、卷圆模具布局(方法一)


步调:1、卷八分之一圆, 2、上斜曲八十度,3、下推卷圆成形。



2、卷圆模具布局(方法两)


步调:1、卷四分之一圆, 2、操纵滑块侧推。



3、挨扁模具布局(外边缘打扁)


步调: 1、下料;2、上直90度;3、下压70度(冲头R的巨细为2倍的料厚减0.3) 4、压平


4.挨扁模具布局(内孔打扁)


步调: 1、下料;2、上直90度;3、下压70度(冲头R的巨细为2倍的料厚减0.3) 4、压平

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5、推深布局





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