沖壓工藝知識 戴軍 1 了解常見沖壓工序 沖壓工藝概述 2 認(rèn)識沖壓成形工藝方法 沖裁 彎曲 拉深工藝簡介 3 掌握常見工藝文件內(nèi)容4 了解常見沖壓板材性能 單元目標(biāo) 1 1工藝流程 原材料 板料和卷料 入庫 開卷線 大件清洗涂油 小件開卷剪切 A B C等沖壓生產(chǎn)線 安裝模具調(diào)試首件合格 投入批量生產(chǎn) 合格件防銹 入庫 沖壓車間工藝流程圖 1 沖壓工藝概述 沖壓板材 壓力機(jī) 模具 1 沖壓工藝概述 沖壓板材 1 沖壓工藝概述 1 3沖壓的定義沖壓是靠壓力機(jī)和模具對板材 帶材 管材和型材等施加外力 使之產(chǎn)生塑性變形或分離 從而獲得所需形狀和尺寸的工件成形加工方法 沖壓和鍛造同屬塑性加工 或壓力加工 合稱鍛壓 沖壓的坯料主要是熱軋和冷軋的鋼板和鋼帶 沖壓板材 1 沖壓工藝概述 1 4沖壓的優(yōu)點(diǎn)經(jīng)濟(jì)方面 原材料省 且利用率高 一般可達(dá)70 90 操作工藝方便 生產(chǎn)效率高 便于機(jī)械化與自動化 成本低技術(shù)方面 可以獲得用其他加工工藝難以加工的各種形狀復(fù)雜的零件與制品 尺寸精度較高 質(zhì)量穩(wěn)定 互換性良好 一般IT8 10 最高達(dá)IT7 在材料消耗不大的情況下 可獲得強(qiáng)度高 剛度大 重量輕的零件 沖壓板材 1 沖壓工藝概述 1 5沖壓的局限性 制模成本高 技術(shù)要求高 不適用于單件及小批量生產(chǎn) 1 6沖壓工藝在工業(yè)生產(chǎn)中的地位和作用在機(jī)械制造業(yè)中 冷沖壓是一種生產(chǎn)效率很高的加工工藝 它給生產(chǎn)提供了及其方便及最有利的條件 沖壓工藝的應(yīng)用范圍很廣 大到汽車的覆蓋件 小至鐘表及儀器儀表的元件 大多是冷沖壓制成的 統(tǒng)計表明 汽車制造業(yè)中 60 75 沖壓件 電機(jī)儀器儀表業(yè)中 60 70 國防工業(yè)中 沖壓件的比重也相當(dāng)大 沖壓板材 1 7沖壓模具 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 稱為沖壓模具 俗稱沖模 1 沖壓工藝概述 沖壓板材 沖壓工藝方法概括起來可以分成兩大類 熱沖壓和冷沖壓 通常沖壓使用冷沖壓 基本工序分類圖如下 冷沖壓工序分離工序成形工序沖裁彎曲拉延成形 剪裁 落料 沖孔 切口 切邊 彎曲 扭曲 拉延 起伏 成形 壓印 1 沖壓工藝概述 1 8沖壓工藝方法分類 沖壓板材 2 沖裁 彎曲 拉深工藝簡介 2 1沖裁概述 分類 沖裁模 沖裁 利用模具使板料沿著一定的輪廓形狀產(chǎn)生分離的一種沖壓工序 基本工序 落料和沖孔 既可加工零件 也可加工沖壓工序件 沖裁所使用的模具叫沖裁模 它是沖裁過程必不可少的工藝裝備 凸 凹模刃口鋒利 間隙小 普通沖裁 精密沖裁 沖壓工藝 工藝概述 成形工藝 工藝文件 沖壓板材 2 沖裁 彎曲 拉深工藝簡介 沖裁變形時板材變形區(qū)受力情況分析 了解和掌握沖裁變形規(guī)律 有利于沖裁工藝與沖裁模設(shè)計 控制沖裁件質(zhì)量 四對力 凸 凹模間隙存在 產(chǎn)生彎矩 2 2沖裁變形過程 沖壓工藝 工藝概述 成形工藝 工藝文件 沖裁時作用于板料上的力1 凸模2 板材3 凹模 沖壓板材 2 沖裁 彎曲 拉深工藝簡介 沖裁變形過程 沖壓工藝 工藝概述 成形工藝 工藝文件 2 2沖裁變形過程 沖壓板材 2 沖裁 彎曲 拉深工藝簡介 間隙正常 刃口鋒利情況下 沖裁變形過程可分為三個階段 1 彈性變形階段變形區(qū)內(nèi)部材料應(yīng)力小于屈服應(yīng)力 2 塑性變形階段變形區(qū)內(nèi)部材料應(yīng)力大于屈服應(yīng)力 凸 凹模間隙存在 變形復(fù)雜 并非純塑性剪切變形 還伴隨有彎曲 拉伸 凸 凹模有壓縮等變形 3 斷裂分離階段變形區(qū)內(nèi)部材料應(yīng)力大于強(qiáng)度極限 裂紋首先產(chǎn)生在凹模刃口附近的側(cè)面 凸模刃口附近的側(cè)面 上 下裂紋擴(kuò)展相遇 材料分離 沖壓工藝 工藝概述 成形工藝 工藝文件 2 3沖裁變形過程階段 沖壓板材 2 沖裁 彎曲 拉深工藝簡介 2 4沖裁件質(zhì)量及其影響因素 沖壓工藝 工藝概述 成形工藝 工藝文件 沖壓板材 2 沖裁 彎曲 拉深工藝簡介 2 5沖裁件斷面特征 圓角帶a 刃口附近的材料產(chǎn)生彎曲和伸長變形 光亮帶b 塑性剪切變形 質(zhì)量最好的區(qū)域 斷裂帶c 裂紋形成及擴(kuò)展 毛刺區(qū)d 間隙存在 裂紋產(chǎn)生不在刃尖 毛刺不可避免 此外 間隙不正常 刃口不鋒利 還會加大毛刺 沖壓工藝 工藝概述 成形工藝 工藝文件 沖壓板材 2 沖裁 彎曲 拉深工藝簡介 沖壓工藝 工藝概述 成形工藝 工藝文件 2 6落料與沖孔的區(qū)別與聯(lián)系 沖壓板材 2 沖裁 彎曲 拉深工藝簡介 落料與沖孔a 落料b 沖孔 如圖一 沖壓工藝 工藝概述 成形工藝 工藝文件 沖壓板材 2 沖裁 彎曲 拉深工藝簡介 沖裁區(qū)應(yīng)力 變形和沖裁件正常的斷面狀況a 沖孔件b 落料件 沖壓工藝 工藝概述 成形工藝 工藝文件 如圖二 沖壓板材 3 沖裁 彎曲 拉深工藝簡介 3 1彎曲概述 彎曲方法 將板料 型材 管材或棒料等按設(shè)計要求彎成一定的角度和一定的曲率 形成所需形狀零件的沖壓工序 彎曲方法可分為在壓力機(jī)上利用模具進(jìn)行的壓彎以及在專用彎曲設(shè)備上進(jìn)行的折彎 滾彎 拉彎等 生活中彎曲件 有什么 沖壓工藝 工藝概述 成形工藝 工藝文件 沖壓板材 3 沖裁 彎曲 拉深工藝簡介 彎曲件缺陷 彎曲回彈 1 彎曲回彈 材料在常溫下的彎曲總是伴有彈性變形 在卸載后 總變形中的彈性變形部分立即恢復(fù) 引起工件回跳 稱為回彈 回彈的結(jié)果表現(xiàn)在彎曲件曲率和角度的變化 2 影響回彈的因素 a材料的力學(xué)性能 b相對彎曲半徑 c彎曲中心角 d彎曲方式及彎曲模 e工件的形狀 一般情況下 減小彎曲回彈方法有 1 改進(jìn)彎曲件局部結(jié)構(gòu)和選用合適材料 2 補(bǔ)償法 3 校正法 4 拉彎法 3 2彎曲常見缺陷及原因 沖壓工藝 工藝概述 成形工藝 工藝文件 沖壓板材 3 沖裁 彎曲 拉深工藝簡介 板料彎曲內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài) 沖壓工藝 工藝概述 成形工藝 工藝文件 如圖一 沖壓板材 3 沖裁 彎曲 拉深工藝簡介 板料彎曲狀態(tài) 沖壓工藝 工藝概述 成形工藝 工藝文件 如圖二 沖壓板材 3 沖裁 彎曲 拉深工藝簡介 彎曲成形典型零件 沖壓工藝 工藝概述 成形工藝 工藝文件 如圖三 沖壓板材 3 沖裁 彎曲 拉深工藝簡介 模具壓彎 折彎 滾彎 拉彎 沖壓工藝 工藝概述 成形工藝 工藝文件 如圖四 沖壓板材 4 1拉深概述 拉深又稱拉延 是利用拉深模在壓力機(jī)的作用下 將平板坯料或空心工序件制成開口空心零件的加工方法 可以加工旋轉(zhuǎn)體零件 還可加工盒形零件及其它形狀復(fù)雜的薄壁零件 拉深模的特點(diǎn) 結(jié)構(gòu)相對較簡單 與沖裁模比較 工作部分有較大的圓角 表面質(zhì)量要求高 凸 凹模間隙略大于板料厚度 2 圓筒形件拉深變形分析拉深成形時的受力分析如圖 F1 F2 F3 F5 摩擦力 F4 拉深力 Fy 壓邊力 4 沖裁 彎曲 拉深工藝簡介 沖壓板材 拉深時毛坯的法蘭部分在拉深時會變厚 在切向壓應(yīng)力作用下 可能因失穩(wěn)而起皺 同時法蘭區(qū)材料變厚也會影響進(jìn)料 這樣會加劇弱區(qū)的變薄 弱區(qū)也就越易開裂 措施 1 壓邊圈方式的選擇2 錐形壓邊 錐形凸模3 拉深件的材料 用于拉深的材料一般要求具有較好的塑性 低的屈強(qiáng)比 大的板平面方向性 4 沖裁 彎曲 拉深工藝簡介 沖壓板材 1 上模座2 模柄3 凸模固定板4 凹模5 定位板6 壓邊圈7 凸模8 下模板9 下模座 4 沖裁 彎曲 拉深工藝簡介 4 2拉深模的典型結(jié)構(gòu) 沖壓板材 4 沖裁 彎曲 拉深工藝簡介 4 3拉深過程中的質(zhì)量問題 容易出現(xiàn)問題 起皺 拉毛 開裂等等 拉深模特點(diǎn) 結(jié)構(gòu)相對較簡單 與沖裁模比較 工作部分有較大的圓角 表面質(zhì)量要求高 凸 凹模間隙略大于板料厚度 起皺 拉毛 開裂 沖壓板材 4 沖裁 彎曲 拉深工藝簡介 拉深件類型 如圖一 沖壓板材 4 沖裁 彎曲 拉深工藝簡介 拉深變形過程 拉深的網(wǎng)格試驗 如圖二 沖壓板材 4 沖裁 彎曲 拉深工藝簡介 凸緣變形區(qū)的起皺 如圖三 沖壓板材 4 沖裁 彎曲 拉深工藝簡介 如圖四 筒壁的拉裂 沖壓板材 5 掌握常見工藝文件 通過對沖壓工藝文件的熟悉 對沖壓可能產(chǎn)生的質(zhì)量問題起到預(yù)防作用 沖壓工藝文件主要 工藝卡 檢驗指導(dǎo)書 三檢臺帳 沖壓件缺陷警示卡 零件檢測報告 技術(shù)通知單等 5 1工藝文件概述 5 2工藝卡 檢驗指導(dǎo)書 三檢臺帳 沖壓件缺陷警示卡 零件檢測報告主要作用如下 圖1 圖2 圖3 工藝卡 穩(wěn)定生產(chǎn)工藝參數(shù) 保證零件品質(zhì)質(zhì)量 沖壓板材 5 掌握常見工藝文件 檢驗指導(dǎo)書 三檢臺帳 沖壓件缺陷警示卡作用 方便統(tǒng)計 檢查生產(chǎn)數(shù)據(jù)與警示員工過程檢驗 預(yù)防生產(chǎn)質(zhì)量問題 檢驗指導(dǎo)書 三檢臺帳 沖壓件缺陷警示卡 沖壓板材 5 掌握常見工藝文件 零件檢測報告 技術(shù)通知單作用 分析 整改解決問題點(diǎn)參數(shù) 方便數(shù)據(jù)的統(tǒng)計及解決質(zhì)量問題 預(yù)防生產(chǎn)質(zhì)量問題 零件檢測報告 零件檢測報告 技術(shù)通知單 沖壓板材 沖壓用材料費(fèi)用一般占沖壓件成本的60 80 作為汽車產(chǎn)品 它是影響整車成本的重要因素 1 板料的尺寸規(guī)格a 厚度t 系列化 0 3mm 0 5mm 0 8mm 1 0mm b 帶料 薄 c 塊料 厚 沖壓工藝 工藝概述 成形工藝 工藝文件 沖壓板材 6 沖壓板材 6 1沖壓板材簡介 6 2沖壓材料的沖壓性能要求 沖壓材料是影響零件質(zhì)量和模具壽命的重要因素 6 2 1一般含碳量0 05 0 15 的低碳鋼具有良好塑性2 2材料晶粒大小對塑性的影響 A 粒大 桔皮狀 塑性低 成形易破裂B 晶粒過小 成型后彈復(fù)增加C 一般取0 8 2mm板材 晶粒度以5 9級為好 同一批鋼板相鄰級別以不超過2 5級為好6 2 3材料應(yīng)具有抗壓失穩(wěn)起皺的能力6 2 4具有良好的機(jī)械性能及較大的變形能力 金屬材料的機(jī)械性能是指抗拉強(qiáng)度 屈服強(qiáng)度 延伸率 硬度 塑性應(yīng)變比 6 沖壓板材 6 3 1鋼板表面應(yīng)光潔 如有擦傷 麻點(diǎn) 劃痕 氣孔或宿孔等缺陷或材料表面有分層現(xiàn)象時 則在沖壓過程中有缺陷部位會產(chǎn)生應(yīng)力集中而引起破裂6 3 2外形尺寸符合工藝要求6 3 3表面無銹 如有銹 會損傷模具 影響后續(xù)焊接 涂裝工序的正常進(jìn)行6 3 4表面平整 材料表面不平 會影響剪切和沖壓時的定位不穩(wěn)而造成廢品 或因在沖裁過程中鋼板變形時的展開作用而損壞沖頭 6 沖壓板材 6 3掌握沖壓板材表面質(zhì)量要領(lǐng) 6 4沖壓板材分類08 08F 08AL 中國 SPCC SPCD SPCE 日本 ST12 ST13 ST14 德國 SPCC 表示一般用冷軋?zhí)妓劁摫“寮颁搸?相當(dāng)于中國Q195 215A牌號 其中第三個字母C為冷Cold的縮寫 需保證抗拉試驗時 在牌號末尾加T為SPCCT DC01 6 沖壓板材 SPCD 表示沖壓用冷軋?zhí)妓劁摫“寮颁搸?相當(dāng)于中國08Al 13237 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 DC02SPCE 表示深沖用冷軋?zhí)妓劁摫“寮颁搸?相當(dāng)于中國08Al 5213 深沖鋼 需保證非時效性時 在牌號末尾加N為SPCEN DC03SPC