【正文】 一般需要切邊，要切邊的拉深件在計(jì)算坯料應(yīng)加上切邊余量。為提高氣缸蓋罩拉深成型件的強(qiáng)度和剛性，其螺孔及標(biāo)牌周圍增加了很多凹凸圓弧形的加強(qiáng)筋，頂面角度為 12176。因此，沖壓中的安全生產(chǎn)是 一個(gè)非常重要的問題。因此，屈服點(diǎn)、細(xì)頸點(diǎn)和斷裂點(diǎn)對(duì)于板料沖壓工作來說，具有重要的實(shí)際意義。因此，在對(duì)變形坯料進(jìn)行力學(xué)分析，確定各種工藝參數(shù)和處理生產(chǎn)實(shí)際問題時(shí)，必須了解材料的硬化現(xiàn)象及其規(guī)律。 第二章 沖壓工藝與沖壓設(shè)備 15 塑性變形時(shí)應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系 物體彈性變形時(shí)，其變形是可以恢復(fù)的，變形過程是可逆的，與變形物體的加載過程無關(guān)，應(yīng)力和應(yīng)變之間 的關(guān)系可以通過廣義虎克定律來表示。 氣缸蓋罩沖壓組合模具設(shè)計(jì) 14 圖 22 復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的屈服表面 （三）應(yīng)變狀態(tài) 一點(diǎn)的應(yīng)變狀態(tài)也是通過微元體的變形來表示的。經(jīng)研究得，要充分確定變形第二章 沖壓工藝與沖壓設(shè)備 13 體內(nèi)任意一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)，實(shí)際上只需知道六個(gè)分量，即三個(gè)正應(yīng)力和 三個(gè)切應(yīng)力即可。為了便于控制金屬的流動(dòng)情況．以采用低速壓力機(jī)或液壓機(jī)為宜； ⒊對(duì)于加熱成型工序，如加熱拉深、加熱縮口等．為了使坯料中的危險(xiǎn)斷面能及時(shí)冷卻強(qiáng)化，宜用低速； ⒋對(duì)于變形速度比較敏感的材料．如不銹鋼、耐熱合金、鈦合金等，加載速度不宜超過 。 （一）金屬組織 組成金屬的晶格類型，雜質(zhì)的性質(zhì)，數(shù)量及分布情況，晶粒大小、形狀及晶界強(qiáng)度等不同，金屬的塑性就不同?？捎米鞔笈俊勖叩男⌒蜎_模。缺點(diǎn)是淬火變形大，耐磨性較差。 P—— 顯著增強(qiáng)強(qiáng)度和脆性，并有偏析傾向，易于形成帶狀組織，對(duì)沖壓性能產(chǎn)生影響 。 (1)材料表面質(zhì)量材料表面質(zhì)量的好壞，將直接影響制件的外觀性。因此，在要求材料具有良好塑性的同時(shí)，還要求材料具有良好的抗壓失穩(wěn)能力。鋼板的晶粒大小對(duì)塑性影響甚大。 （ 1）材料的塑性 在變形區(qū)部位，材料內(nèi)部應(yīng)力主要是拉應(yīng)力，其變形主要是伸長(zhǎng)和厚度減薄。 在實(shí)際生產(chǎn)中，常用與沖壓過程近似的工藝性試驗(yàn)，如拉深性能試驗(yàn)、脹形性能試驗(yàn)等檢驗(yàn)材料的沖壓性能，以保證成品質(zhì)量和高的合格率。 這取決于材料的強(qiáng)度、塑性、厚度、變形程度以及設(shè)備能力等，同時(shí)應(yīng)考慮材料的原始熱處理狀態(tài)和最終使用條件。由于采用精密模具，工件精度可達(dá)微米級(jí)，且重復(fù)精度高、規(guī)格一致，可以沖壓出孔窩、凸臺(tái)等。 它也是利用材料的塑性變形能力，改變其幾何形狀與尺寸，從而達(dá)到?jīng)_壓成形的目的。 模具設(shè)計(jì) （一）模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)沖壓工藝卡中選定的模具類型，確定模具的具體結(jié)構(gòu)形式； 確定的模具外形尺寸必須與壓力機(jī)規(guī)格相協(xié)調(diào)； 草圖通常按模 具工作位置在閉合狀態(tài)時(shí)繪制。為提高氣缸蓋罩拉深成型件的強(qiáng)度和剛性，其螺孔及標(biāo)牌周圍增加了很多凹凸圓弧形的加強(qiáng)筋，頂面角 度為 12176。 模具技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要是模具產(chǎn)品向著更大型、更精密、更復(fù)雜及更經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展，模具產(chǎn)品的技術(shù)含量不 斷提高，模具制造周期不斷縮短，模具生產(chǎn)朝著信息化、無圖化、精細(xì)化、自動(dòng)化的方向發(fā)展，模具企業(yè)向著技術(shù)集成化、設(shè)備精良化、產(chǎn)批品牌化、管理信息化、經(jīng)營(yíng)國(guó)際化的方向發(fā)展。 參考文獻(xiàn) ......................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 Dynaform 簡(jiǎn)介 ........................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 主要零部件設(shè)計(jì) ........................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。當(dāng)前柴油機(jī)氣缸蓋罩的材料均使用板件代替原先的鑄鋁件。 沖壓工藝分析 .......................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 切邊、沖孔復(fù)合模具的三維造型 ................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 模擬分析過程 .......................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。近年，不僅 國(guó)有模具企業(yè)有了很大發(fā)展，三資企業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)（個(gè)體）模具企業(yè)的發(fā)展也相當(dāng)迅速。目前已開發(fā)出 CNC壓力機(jī)， CNC彎板機(jī)， CNC液壓彎管機(jī) ,CNC剪板機(jī)等設(shè)備。 （二）沖壓 工藝方案 制定 毛坯的展開尺寸計(jì)算和必要的其他工藝計(jì)算； 對(duì)產(chǎn)品圖進(jìn)行計(jì)算、分析、比較后確定所需的工序性質(zhì)； 結(jié)合工件形狀的復(fù)雜程度，尺寸精度及材料性能，生產(chǎn)批量等多種因素的影響和制約來對(duì)工序進(jìn)行把握； 沖壓順序取決于沖 壓成型規(guī)律和工件的質(zhì)量要求。對(duì)這些特點(diǎn)與規(guī)律的研究不僅有助于深入而清晰地認(rèn)識(shí)沖壓成形過程的本質(zhì)和各種現(xiàn)象的產(chǎn)生機(jī)理，掌握變形規(guī)律，科學(xué)而合理地制定沖壓工藝過程，確定合理的工藝參數(shù)與模具參數(shù)，而且還可以準(zhǔn)確而迅速地分析沖壓成形過程中產(chǎn)生的缺陷與不良現(xiàn)象發(fā)生的原因。熱沖壓件精度和表面狀態(tài)低于冷沖壓件，但仍優(yōu)于鑄件、鍛件，切削加工量少 。 ，其目的是使沖壓件沿一定輪廓線從板料上分離，同時(shí)保證分離斷面的質(zhì)量要求 ； ，制成所需形狀和尺寸的工件 ； ，常常是多種工序綜合應(yīng)用于一個(gè)工件。 將金屬加熱到一定 的溫度范圍 (表 21)的沖壓加工方法。 2)．良好的沖壓性能 材料的沖壓性能是指材料對(duì)各種沖壓加工方法的適應(yīng)能力。其中含碳量對(duì)材料塑性影響最大，一般認(rèn)為含碳量 不超過 %一 %的低碳鋼具有良好的塑性。 材料塑性的好壞，通常用伸長(zhǎng)率、冷彎試驗(yàn)中的彎心直徑和杯突試驗(yàn)值來表示。在拉深時(shí)，如果材料的屈服點(diǎn) R低，則變形區(qū)的切向壓應(yīng)力小，材料抗壓失穩(wěn)起皺的能力高。 材料中主要元素對(duì)沖壓性能影響 C—— 能增加 Fe3C 的影響，提高鋼板的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度，降低塑性，使沖壓性能惡化，特別是當(dāng) Fe3C 出現(xiàn)晶界時(shí)，對(duì)沖壓性能不利影響更大 。要滿足上述全部條件是困難的，所以沖模材料必須根據(jù)具體生產(chǎn)條件、用途來選用。當(dāng)沖壓件的形狀復(fù)雜、強(qiáng)度高、模具工作條件苛刻時(shí)，可采用高速工具鋼為模具材料。 冷沖壓變形原理 塑性變形、變形抗力的概念 在沖壓技術(shù)中，經(jīng)常見到塑性變形、塑性、變形抗力、柔軟性等術(shù)語，它們的定義分別是：物體在外力作用下產(chǎn)生變形，如果外力被取消后，物體不能恢復(fù)到原始的形狀和尺寸，這樣的變形稱為塑性變形；物體具有塑性變形的能力稱為塑性；在 — 定的加載條件和一定 的變形溫度、速度條件下，引起塑性變形的單位變形力稱為變形抗力；柔軟性應(yīng)理解為金屬對(duì)變形的抵抗能力，變形抗力越小，則柔軟性越好。在彈性范圍內(nèi)．溫度增加可使金屬的彈性模量下降。為了研究和分析金屬的塑性變形過程，首先必須了解坯料內(nèi)各點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)變狀態(tài)以及它們之間的關(guān)系。物理力學(xué)性能是金屬內(nèi)在的本質(zhì)，不 同的應(yīng)力狀態(tài)則是促使金屬屈服而加的不同外部條件。 圖 23 應(yīng)變狀態(tài)的分解 應(yīng)變狀態(tài)對(duì)金屬的塑性有很大的影響，同一種材料在同樣的變形條件下，其應(yīng)力狀態(tài)雖然相同，但應(yīng)變狀態(tài)不同．其塑性也不 — 樣。隨變形程度的增加，所合強(qiáng)度指標(biāo)均增加，硬度也增加，同時(shí)塑性指標(biāo)降低，這種現(xiàn)象稱為加工硬化。真實(shí)應(yīng)力曲線與假象應(yīng)力曲線的不同之處可以從圖 24中看出。由于這類壓力機(jī)床身臺(tái)面上有大孔，床面強(qiáng)度薄弱，剛度較差，故應(yīng)加厚冷擠模的底板； ⒊開式壓力機(jī)：剛度很差，只有對(duì)擠壓力不大的 工件才能應(yīng)用； ⒋閉式壓力機(jī)：剛性較好，適宜用于冷擠壓加工，但對(duì)臺(tái)面上的孔應(yīng)更換臺(tái)面加以封閉，加厚模具底板； ⒌液壓機(jī)：用于降擠壓是比較理想的設(shè)備，但其主要缺點(diǎn)是行程不易控制，擠壓速度也較慢，必要時(shí)要進(jìn)行改裝。不僅要求其達(dá)到設(shè)計(jì)性能和可靠性要求，同時(shí)還要求外形美觀、成本低。 氣缸蓋罩沖壓組合模具設(shè)計(jì) 20 圖 32 拉深件圓角半徑 （三）拉深件的拉深精度 拉深件 的尺寸精度一般不應(yīng)超過表 31所列精度。若盒形件相對(duì) 高度 H/B＜ 11/BH ，則可一次拉成；若 H／ B＞11/BH ，則需多次拉深。可由 [2]表 736得到毛坯屬于 C類毛坯。 ⒉壓邊力的計(jì)算 壓邊力的計(jì)算公式： Q＝ Fq=47400?=175380(N) （ 35） 式中： F：在壓邊圈下的毛坯投影面積， 2mm ； Q：為單位壓邊力， MPa。 拉深與落料、沖孔等工序復(fù)合沖壓時(shí)，其壓力機(jī)噸位結(jié)合滑塊的許用壓力曲線選擇。 （四）導(dǎo)向方式的選擇 為了提高模具壽命和工件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，該精拉深模具中采用導(dǎo)柱、導(dǎo)套滑動(dòng)導(dǎo)向的導(dǎo)向方式。但凹模圓角半徑太大又會(huì)削弱壓迫圈的作用，可能引起起皺現(xiàn)象。 n） （ 38） 故取精拉深凹模圓角半徑 ?2r =16mm。 拉深模間隙對(duì)拉探的影響如下： ⒈拉深力：間隙愈小，拉深力愈大； ⒉工件質(zhì)量：間隙過大，容易起皺，而且口部的變厚得不到消除；間隙過小，則會(huì)使工件容易拉斷或嚴(yán)重變??； ⒊模具壽命：間隙小，則模具磨損加劇，壽命低。因此，在不影響工件表面質(zhì)量的條件下，凸模圓角區(qū)的表面粗糙度值達(dá)到 aR 。根據(jù)材料厚度，設(shè)計(jì)的壓邊圈與凸模的單面間隙在,如圖 39所示。壓邊圈主要有兩種類型：剛性壓邊圈和彈性壓邊圈。末次凹凸模尺寸，公差確定如下 : ⒈若工件拉深精度要求取外形尺寸時(shí) (如圖 34)，則： 參考文獻(xiàn) 29 dD =（ maxD ? d0??） （ 311） pD =（ maxD ? Z 0p?） （ 312） pd =（ mind +? 0p?） （ 313） d =（ mind +? +Z d0??） （ 314） 式中： dD 、 d ：凹模尺寸； pD 、 pd ：凸模尺寸； maxD 、 mind ：分別為工件的最大外形尺寸和最小內(nèi)形尺寸； Z：凸、凹模雙邊間隙； D：拉深件的制造公差； p? 、 d? ：凸、凹模的制造公差。 ⑵凸、凹模間隙 拉深模的間隙，是指凹凸模間橫向尺寸之差值。凸模圓角半徑對(duì)拉深作 用的影響不象凹模圓角半徑那樣顯著，但過小的凸模圓角半徑會(huì)降低傳力區(qū)危險(xiǎn)斷面的有效抗拉強(qiáng)度。 由于零件屬于規(guī)則形狀，零件的壓力中心就在零件的幾何中心。