冲压技术

1---3据点学习资料承认:山田确认:宋保国作成:张祖海2008-07-01冲压加工技术2目录冲压部分一、冲压工序分类及工艺介绍二、常见冲压不良现象及对策焊接部分一、电阻焊相关介绍二、常见电阻焊不良现象及对策3冲压部分一冲压加工简介冲压工艺是通过模具对毛坯施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得一定尺寸、形状和性能工件的加工方法。冲压工艺的应用范围十分广泛，既可以加工金属材料、棒料，也可以加工多种非金属材料。由于加工通常是在常温下进行的，故又称为冷冲压。4冲压加工的冲压件的形状、尺寸和表面质量是由模具保证的，所以在大量生产中可以获得稳定的加工质量，可以满足一般的装配和使用要求。冲压加工可通过使材料产生塑性变形制造复杂形状的工件，这是其它工艺方法难以实现的。冲压加工具有很高的生产率，一般在一台冲压设备上每分钟可以生产中小尺寸工件到几十件，高速冲床可达几百件。此外，冲压加工所用坯料是板材或卷材，通常又是在常温下加工，故易于实现机械与自动化，可大幅度地提高生产率。5冲压工艺与冲压设备正在不断地发展，特别是精密冲压、高速冲压、多工位自动冲压以及液压成形等各种冲压工艺的迅速发展,把冲压的技术水平提高到了一新高度。新型模具材料的采用和钢结合、硬质合金模具的推广，模具各种表面处理技术的发展，冲压设备和模具结构的改善及其精度的提高，显著地延长了模具的寿命和扩大了冲压加工的工艺范围。由于冲压工艺具有生产效率、质量稳定、成本低以及可加工复杂形状工件等一系列优点，在机械、汽车、轻工、国防等行业应用非常广泛，占有十分重要的地位。6冲压工序的分类冲压工艺可分为分离工序与成形工序两大类。分离工序是将冲压件或毛坯沿一定的轮廓线与板料分离。其特点是沿一定边界的材料破坏而使板料的一部分与另一部分分开,如落料、冲孔、切料、整修等；成形工序是在不使板料破坏的条件下使之产生塑性变形而形成与尺寸的工件。其特点是通过塑性变形达到加工目的，且在变形过程中不发生破坏或不失去稳定，如拉深等。7分离工序:落料、冲孔、剪切、切口、切边、剖切成形工序:弯曲、卷曲、扭曲、拉深、翻孔、翻边、缩口、扩口、压筋、卷边、胀形、整形、校平、压印、挤压89分离1011121314冲裁冲裁的工艺性冲裁件外形尽可能设计成简单、对称，使排样时废料最少。冲裁件外形或内孔应避免尖角，各直线或曲线的连接处宜有适当的圆角。冲裁件的凸出悬臂和凹槽宽度不宜过小。冲孔孔径一般应在0.5T以上。孔与孔之间、孔和边缘之间的距离一般应大于一个料厚。15了解和掌握冲裁变形规律，有利于冲裁工艺与冲裁模设计，控制冲裁件质量。1、冲裁变形时板材变形区受力情况分析四对力冲裁时作用于板料上的力1-凸模2-板材3-凹模凸、凹模间隙存在,产生弯矩16间隙正常、刃口锋利情况下，冲裁变形过程可分为三个阶段：2、冲裁变形过程1）．弹性变形阶段变形区内部材料应力小于屈服应力。2）．塑性变形阶段变形区内部材料应力大于屈服应力。凸、凹模间隙存在，变形复杂，并非纯塑性剪切变形，还伴随有弯曲、拉伸，凸、凹模有压缩等变形。3）．断裂分离阶段变形区内部材料应力大于强度极限。裂纹首先产生在凹模刃口附近的侧面凸模刃口附近的侧面上、下裂纹扩展相遇材料分离1718毛刺带裂纹带光亮带冲裁间隙对断面的影响普通冲裁的断面划分为：圆角带（塌角）、光亮带、裂纹带、毛刺带、冲裁模模具间隙主要影响冲裁件的断面质量、形状精度和尺寸精度。A间隙过小B间隙适中C间隙过大A、间隙过小时，断面特征为：圆角小，光亮区占了大部分，形成二次剪切，毛刺大。B、间隙适中时，断面特征为：圆角适中，光亮区约占2/3部分，毛刺小。C、间隙较大时，断面特征为：圆角区大，光亮区小，毛刺大。圆角带19冲裁凸、凹模尺寸计算原则1、根据落料和冲孔的特点，落料件的尺寸取决于凹模尺寸，因此落料应先决定凹模尺寸，用减小凸模尺寸来保证合理间隙；冲孔件的尺寸取决于凸模尺寸，故冲孔时应先决定凸模尺寸，用增大凹模尺寸来保证合理间隙。2、根据刃口的磨损规律，刃口尺寸变大，其刃口的基本尺寸应取接近或等于工件的最小极限尺寸;刃口磨损后尺寸变小，应取接近或等于工件的最大极限尺寸。3、考虑工件精度与模具精度之间的关系，保证工件的精度要求，又要有合理的间隙数值，一般冲模精度较工件精度高2～3级。201、常用冲裁间隙参考值如下：材料单边间隙Z碳钢6---10％T不锈钢8---12%T铝5---8%T2、冲裁间隙对尺寸的影响:A、间隙过小时，冲裁件有压缩变形；冲裁后落料件外形尺寸增大,冲孔尺寸变小。B、间隙过大时，冲裁件有拉伸变形：冲裁后落料件外形尺寸缩小，冲孔件尺寸变大。冲裁间隙211、冲裁力计算公式如下：2、降低冲裁力的措施:A、采用斜刃冲裁;B、采用阶梯冲裁;C、适当增大冲裁间隙;D、加热冲裁;冲裁力P=LXTXX1.3材料厚度（MM）材料的抗剪强度（MPA）力（N）冲裁外形长度（MM）22弯曲将板料、型材、管材或棒料等按设计要求弯成一定的角度和一定的曲率，形成所需形状零件的冲压工序。23弯曲（V形）板材受力情况1-凸模2-凹模24弯曲（V形）变形过程25弯曲弯曲的工艺性1、弯曲件的圆角半径不宜过大或过小，过大时受弹复的影响，弯曲件的精度不易保证过小时易产生裂纹。2、弯曲的直边高度H2T,在H2T时应采取压槽或先加高直边，弯曲成形后再切掉。3、弯曲件上有孔时应保证孔壁与弯曲半径之间的距离LT(T为料厚，T2MM)或L2T(T2MM)，以防止孔变形。4、为防止尖角处弯曲时变形，可采取开工艺槽或工艺孔的措施。26拉深又称拉延，是利用拉深模在压力机的压力作用下，将平板坯料或空心工序件制成开口空心零件的加工方法。可分为不变薄和变薄拉深。拉深成形时板料的受力分析及变形现象平板圆形坯料的凸缘——弯曲绕过凹模圆角，然后拉直——形成竖直筒壁。变形区——凸缘；已变形区——筒壁；不变形区——底部。底部和筒壁为传力区。27拉深拉深件的工艺性1、拉深件的形状应尽量简单对称；不对称的拉深件，工艺上可采取成双拉深，然后剖切的方法。2、拉深件各部分尺寸比例要恰当。宽凸缘和深度大的拉深件（d凸3d，h2d）的拉深件需要多次拉深。3、拉深件圆角半径要合适。拉深件上的孔位要合理，考虑拉深时的变形可能和拉深后冲孔的工艺性。4、拉深件上下壁厚不均匀变化可达1.2t—0.75t，拉深时应予以考虑。28现象压力◆改变冲头的形状◆冲头加顶针◆使用吸废料装置◆调整合适的冲裁间隙◆冲头追加剪切角◆凹模刃口加小的Ｒ角跳废料原因对策◆冲头形状单一◆冲裁间隙大◆加工油多◆真空吸附◆压缩空气引起的二冲压常见不良及对策29现象◆冲裁形状复杂◆改变冲头的形状◆凹模直身位太长◆减短凹模直身位◆二次避位不完全◆使用吸废料装置◆废料发热熔融在◆加大避位一起◆改善凹模的落料形状原因对策堵废料30现象◆冲裁间隙大◆调整合适的冲裁间隙◆刃口磨损◆增加修正◆刃口研磨◆增加压料力◆更换硬的模具材料原因对策冲裁翘曲31现象◆冲裁间隙过大或◆调整合适的冲裁间隙过小◆冲裁间隙调均匀◆冲裁间隙偏移◆研磨冲头及其刃口◆冲头粗糙◆冲压机精度检定及◆冲压机精度差其调整◆刃口磨损◆更换硬料冲头◆冲头侧面刮伤◆改善凹模的落料形状◆废料堵塞原因对策毛刺大32现象◆单侧冲裁◆调小冲裁间隙◆冲裁间隙大◆冲头侧面加限位◆凹模加反压◆加快冲裁速度◆冲裁间隙大◆调整合适的冲裁间隙◆刃口磨损◆加快冲裁速度◆刃口研磨切断面圆角大切断面倾斜原因对策33现象◆展开尺寸不良◆折弯系数错误◆折弯位置偏移◆加大压料力◆Ｌ折弯走料◆先预加折弯线◆预折加精折原因对策折弯部尺寸不良34现象◆间隙不均匀◆调整合适的冲裁间隙◆间隙太小◆适当增大冲裁间隙◆冲头松动◆改进冲头固定及导向方式◆冲头直身位太长◆减短冲头的直身◆废料堵塞◆冲床精度的提高◆材质达不到要求◆选用硬度大材质好的冲头◆卸料板倾斜◆更换或调整弹簧的力度原因对策小孔冲头断损35现象◆二次切断出现碎屑◆调整合适的冲裁间隙◆冲裁形状的R角太小◆在角度增设1/2T以上的R◆毛边脱落◆保持冲头侧面粗糙度◆冲头和材料烧伤◆用压缩空气或者工作油去除◆用下死点检出器检出防止原因对策二次切断的碎屑引起的压痕36现象◆被加工材料板厚不均匀◆变更材料的厚度◆被加工材料的变形抵抗大◆更换材质软的材料◆冲头R过大◆改小冲头的R◆间隙过大◆调整间隙小于板厚◆卸料块压力过小◆加大卸料板的压力◆弯曲深度不够◆在折弯部加加强筋◆在折弯后加矫正工程回弹原因对策37现象◆弯曲半径过小◆加大冲头R◆折弯方向与材料压延方◆使折弯方向不要与材料向平行压延方向平行◆间隙过小◆调整合适的间隙◆折弯线太深◆选用性能好的加工材料◆更改胚料的形状◆折弯时使冲裁Ｒ角向外侧原因对策开裂38现象◆凹模Ｒ过小◆加大凹模Ｒ◆凹模Ｒ形状差◆研磨凹模Ｒ◆凹模Ｒ面不良◆加大间隙◆凹模面擦伤◆加高折弯高度，折弯后◆折弯高度低于被加工材切断指定尺寸板厚◆增加润滑◆润滑差◆变更轧辊弯曲等模具结构原因对策弯曲面伤痕39现象◆折弯线不统一◆折弯线修正及调整◆被加工材料材质差◆更换优质的加工材料◆被加工材料厚度不均◆变更板厚规格◆模具材质耐磨性差◆更换耐磨性好的材料◆模具材质热处理差◆确认模具热处理方法◆模具润滑差◆变更轧辊弯曲等模具结构模具磨损严重原因对策翘曲扭曲40焊接部分一电阻焊接简介焊件组合后通过电极施加压力，利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热进行焊接的方法称为电阻焊。电阻焊具有生产效率高、低成本、节省材料、易于自动化等特点，因此广泛应用于航空、航天、能源、电子、汽车、轻工等各工业部门，是重要的焊接工艺之一。41电阻焊特性电阻焊是当电流通过导体时，由于电阻产生热量。当电流不变时，电阻愈大，产生的热量愈多。当两块金属相接触时，接触处的电阻远远超过金属内部的电阻。因此，如有大量电流通过接触处，则其附近的金属将很快地烧到红热并获得高的塑性。这时如施加压力，两块金属即会联接成一体。42焊点形成示意图43焊接四大条件电极形状加压力时间通电电流值44焊接条件设定要求电极根据制品的形状、料厚、材质、压印来确定加压力根据制品的料厚、材质、电极形状来确定电流值根据制品的料厚、材质、散热状况来确定通电时间根据制品的焊接品质（强度/外观）来确定45焊接条件与品质的关系高品质加压力大溶接电流大通电时间短低品质加压力小溶接电流小通电时间长46焊接电极的动作状况两块材料之间出现间隙电极粘在材料上47二焊接常见不良及对策现象◆电极表面有杂质◆清除电极表面杂质◆产品的表面与电极的◆变更产品形状或减小侧面接触电极的直径◆材料接触面不平整◆增大加压力使材料间或间隙过大尽可能贴紧分流原因对策48现象◆冷却水关闭◆开冷却水并确认其温度◆电极表面氧化◆定期研磨电极表面◆电极长度不够◆更换新电极◆加压力小◆调整合适的加压力◆电流强度小◆调整合适的电流原因对策虚焊49现象◆加压力小◆适当增加的加压力◆电流强度大◆适当减小电流◆电极先端有异物◆及时清除电极先端异物◆电极间隙大◆定期磨平电极的端面原因对策火花50