【文章內(nèi)容簡介】 度 、 模具結(jié) 構(gòu) 、 材料的性 質(zhì) ，板料厚度 等 有關(guān)。 3）凹凸模刃口尺寸的確定 。 沖裁后，沖下件的尺寸和余料的相 應(yīng) 尺寸是不同的，二者相差數(shù) 值為 模具 間 隙的兩倍。故在 設(shè)計(jì) 沖孔模具 時 ， 應(yīng) 使凸模刃口尺寸等于孔的尺寸，凹模刃口尺寸 為 孔的尺寸加兩倍 間 隙 值 ；落料模具 時 ，凹模刃口尺寸 為 成品尺寸，凸模刃口尺寸 為 成品尺寸減去相 應(yīng)間 隙 值 。模具 間 隙一般 為 板料厚度的 5%～10%。 2）凸凹模間隙 。間隙對沖裁件質(zhì)量、沖裁力大小和模具壽命影響很大。 間隙合適 ，上下裂紋重合，斷口表面平整，毛刺小，沖裁力小。 間隙太小 ，上下裂紋不重合，斷口中部出現(xiàn)撕裂，毛刺也會增大，還會加速模具模損，沖裁質(zhì)量很快惡化； 間隙太大 ，材料的拉伸變形增大，塌角、毛刺、剪裂帶均增大，沖裁質(zhì)量惡化。4） 沖裁力計(jì)算 。沖裁力是選用沖床噸位和檢驗(yàn)?zāi)＞邚?qiáng)度的主要依據(jù)，平刃沖模的沖裁力可用下式計(jì)算： —— 沖裁力，單位為 kN；—— 沖裁件周邊長度，單位為 mm；—— 板料剪切強(qiáng)度，單位為 MPa；—— 板料厚度，單位為 mm；—— 系數(shù)，與模具間隙、刃口、材料力學(xué)性能、厚度等有關(guān)，常取 。式中5）沖裁件的排樣 。排樣指落料件在條料、帶料或板料上進(jìn)行合理布置的方法。 如圖 336為四種不同排樣方法消耗材料的對比。排樣可分為無搭邊排樣（圖 336d）和有搭邊排樣（如圖 336a、 b、 c)。（ 2）修整 。 利用修整模沿沖裁件的外 緣 或內(nèi)孔，切去一薄 層 金屬，以除去塌角、剪裂 帶 和毛刺，提高尺寸精度和降低表面粗糙度。 修整沖裁件的外形為外緣修整，修整內(nèi)孔為內(nèi)緣修整。 如圖 337所示。 （ 3）切斷 。指用剪刃或沖模將板料沿不封閉輪廓進(jìn)行分離的工序。剪刃安裝在剪床上，把大板料剪成條料或平板零件。 （ 4）精密沖裁。 用壓邊圈使板料沖裁區(qū)處于靜壓作用下，抑制剪裂紋的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)塑性變形分離的沖裁方法。目前已大規(guī)模采用。（ 5）切口。 將材料沿不封閉的曲線部分地分離開，其分離部分的材料發(fā)生彎曲的沖壓方法。 2. 變形工序 變形工序是使坯料的一部分相對于另一部分產(chǎn)生相對位移而不破裂的工序。（ 1）拉深。 是使平面板料變?yōu)殚_口的中空形狀零件的沖壓工序，又稱拉延。拉深件種類很多，大體可分為旋轉(zhuǎn)件、矩形件和復(fù)雜件， 如圖 338所示。對較深零件還可采用多次拉深法， 如圖 339所示。1）拉深變形過程。 拉深 過 程 如 圖 340所示，板料在拉深 過 程中的 變 形 過 程和 應(yīng) 力分布如 圖 所 示，在凸模 壓 力作用下， 處 于凸模底部 的 板料被 壓 入凹模，形成筒底，在拉深 過 程中基本不 變 形，受徑向和切向拉 應(yīng) 力；拉深零件的 側(cè) 壁由底部以外的 環(huán) 形部分 變 形后形成，受 軸 向拉 應(yīng) 力；尚未 進(jìn) 入凹模的 環(huán) 形區(qū)存在徑向拉 應(yīng) 力和切向壓應(yīng) 力。 由于上述 應(yīng) 力的作用，拉深件的壁厚在不同的部位有減薄或增厚的 變 化， 側(cè) 壁的上部增加最多，靠近底部的 圓 角部位附近，壁厚最小，也是拉深 過 程中最容易破裂的部分。底部和 側(cè) 壁的拉 應(yīng) 力 應(yīng) 限制在不使材料 發(fā) 生塑性 變 形內(nèi)，而 環(huán) 形區(qū)內(nèi)的徑向拉 應(yīng) 力 應(yīng) 達(dá)到或超 過 材料的屈服極限，任何部位的 應(yīng) 力 總 和 應(yīng) 小于 強(qiáng) 度極限。否 則 會造成拉穿缺陷。同 時環(huán) 狀 變 形區(qū)的切向 壓 力很大，易使板料出 現(xiàn)皺 折 ，應(yīng)采取措施預(yù)防。 2）拉深板料的計(jì)算 ?？梢愿怕缘匕凑绽钋昂蠊ぜ娣e相等的原則計(jì)算，對圓筒狀零件根據(jù)面積相等有：3）拉深系數(shù)與拉深次數(shù) 。 拉深系數(shù)，板料拉深時的變形程度， ，即拉深后的工件直徑與板料直徑或半成品直徑之比。拉深系數(shù)越小，生產(chǎn)率越高，拉深應(yīng)力越大。能保證拉深過程正常進(jìn)行的最小拉深系數(shù)，稱為極限拉深系數(shù)。它與材料的內(nèi)部組織、力學(xué)性能、板料相對厚度、沖模的圓角半徑、間隙值及潤滑條件有關(guān)。對不能一次拉 —— 零件高度；—— 切邊余量。式中制成形的可多次拉深，拉深系數(shù)可取大些。4）拉深廢品及缺陷 。拉深過程中， 環(huán) 狀 變 形區(qū)的切向 壓力很大， 當(dāng)毛坯中多余三角形不能順利變厚及沿高度方向伸長時， 易使板料出 現(xiàn)皺 折 ，嚴(yán)重時導(dǎo)致坯料拉穿。 如圖341所示。預(yù)防措施 ：1）拉深模具的工作部分， 應(yīng) 加工成 合理的 圓 角，2）控制凸模和凹模之 間 的 間 隙 ；3）合理的拉深系數(shù)；4）為減少由于摩擦引起的拉深件內(nèi)應(yīng)力的增加及減少模具磨損，應(yīng)涂潤滑劑。5）為防止皺折，通常用壓邊圈將工件壓住，但壓力應(yīng)適中。（ 2）彎曲。 彎曲是將平直板料彎成一定角度和圓弧的工序。 如圖 342所示變形區(qū)外層金屬受切向拉應(yīng)力作用，發(fā)生伸長變形；內(nèi)層金屬受切向壓應(yīng)力作用，產(chǎn)生壓縮變形；在這兩個應(yīng)力 應(yīng)變區(qū)之間存在一個不產(chǎn)生應(yīng)力和應(yīng)變的中性層，位置在板料的中心部位。 彎曲 變 形區(qū)的外表 層 存在最大的切向拉 應(yīng) 力和最大的伸 長變 形，是最危 險(xiǎn) 的部位 。 如果最大拉 應(yīng) 力超 過 材料的 強(qiáng) 度極限， 則 會造成板料破裂。最大拉 應(yīng) 力與彎曲半徑 、 板料厚度 、 材料性能有關(guān)。彎曲 時應(yīng) 使 實(shí)際 彎曲半徑大于材料允 許 的最小半徑，并使拉 應(yīng) 力方向和 鍛 造流 線 方向一致。 如圖 343所示。 彈復(fù)（回彈）：塑性彎曲使板料產(chǎn)生彈性變形和塑性變形，當(dāng)外載荷去除后，彈性變形部分恢復(fù)，從而使板料產(chǎn)生與彎曲方向相反的變形 。 如圖 344所示。 彈復(fù)現(xiàn)象會影響彎曲件的尺寸精度。材料的屈服強(qiáng)度越高，彈復(fù)角越大；彎曲半徑越大，彈性變形所占比例越大，彈復(fù)角越大；彎曲半徑不變時，彎曲角越大，彈復(fù)角越大。 克服彈復(fù)現(xiàn)象的措施有：1）增大凸模壓下量，或適當(dāng)改變模具尺寸，使彈復(fù)后達(dá)到零件要求。2）改變彎曲時的應(yīng)力狀態(tài)，把彈復(fù)現(xiàn)象限制在最小范圍內(nèi)。 （ 3）翻邊。 是使平板坯料上的孔或外圓獲得內(nèi)、外凸緣的變形工序。 如圖 345所示。 （ 4）成形。 利用局部變形使坯料或半成品改變形狀的工序。如壓肋、收口、脹形等。 如圖 346所示為橡皮壓肋和橡皮脹形。1. 簡單模 在壓力機(jī)的一次行程中只完成一道工序的模具， 如圖347所示。模具結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，適于小批量生產(chǎn)。 沖模的分類與構(gòu)造2. 連續(xù)模 連續(xù)模又稱級進(jìn)模，在沖床的一次行程中，在模具不同部位上同時完成數(shù)道沖壓工序的模具， 如圖 348所示。連續(xù)模生產(chǎn)效率高、易于實(shí)現(xiàn)自動化，但定位精度要求高，制造成本高，適于大批量生產(chǎn)。3. 復(fù)合模 在壓力機(jī)的一次行程中，在模具的同一位置完成一道以上工序的模具， 如圖 349所示的落料拉深復(fù)合模。零件精度高、平整性及生產(chǎn)率高，但模具制造復(fù)雜成本高，適于大批量生產(chǎn)中小型零件。 其他塑性加工方法1. 擠壓成形 擠壓成形是使坯料在外力作用下，使模具內(nèi)的金屬坯料產(chǎn)生定向塑性變形，并通過模具上的孔型，而獲得具有一定形狀和尺寸的零件的加工方法。擠壓的 優(yōu) 點(diǎn)：1）可提高成形零件的尺寸精度，并減小表面粗糙度。2）具有 較 高的生 產(chǎn) 率，并可提高材料的利用率。3）提高零件的 力學(xué) 性能。4） 擠壓可生產(chǎn)形狀復(fù)雜的管材、型材及零件。缺點(diǎn)： 變 形阻力大，需能量 較 大的 鍛壓設(shè)備 ，模具易磨損 。 成形方式： 根據(jù)成形時溫度的不同可分為： 1）熱擠壓： 在擠壓前，將金屬坯料加熱，使坯料在一般鍛造溫度范圍內(nèi)進(jìn)行擠壓。塑性好，變形抗力小，但對模具的耐熱性能要求高，且零件尺寸精度較低，表面較粗糙。 2）溫?cái)D壓： 將金屬加熱到一定溫度（對鋼材一般為 8000C以下），再擠壓。既利用其塑性好，變形抗力低；又可提高尺寸精度，減小表面粗糙度。 3）冷擠壓： 使金屬在室溫狀態(tài)下擠壓成形。變形抗力大，但零件尺寸精度高，表面粗糙度低。冷擠壓成形所產(chǎn)生的加工硬化作用，提高零件的強(qiáng)度。適用于變形抗力較低，塑性較好的有色金屬及其合金、低碳鋼、低碳合金鋼。 根據(jù)金屬的流動方向和凸模運(yùn)動方向的關(guān)系可分為：1） 正 擠壓 ： 兩者方向相同 ， 如圖 350a所示。2） 反 擠壓 ： 兩者方向相反， 如圖 350b所示。3） 復(fù)合 擠壓 ： 兩方向同 時發(fā) 生 ， 如圖 350c所示。 4） 徑向 擠壓 ： 金屬的流 動 方向與凸模運(yùn) 動 方向垂直。 如圖 350d所示。 軋制也叫壓延，是金屬坯料通過一對旋轉(zhuǎn)軋輥之間的間隙而使坯料受擠壓產(chǎn)生橫截面減少、長度增加的塑性變形過程。它是生產(chǎn)型材、板材和管材的主要方法。生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、成本低、節(jié)約金屬。 按軋輥的形狀、軸線配置等的不同，軋制可分為：輥鍛、輾環(huán)、橫軋、斜軋。1）輥鍛： 使坯料通過一對旋轉(zhuǎn)的裝有圓弧形模塊的軋輥時受輾壓而變形的加工方法， 如圖 351所示。這種方法用于制造扳手、鉆頭、連桿等。2）輾環(huán)： 通過擴(kuò)大環(huán)形坯料的內(nèi)、外徑來獲得各種環(huán)形零件的工藝方法， 如圖 352所示。這種方法用于加工火車輪箍、軸承座圈、齒輪及凸緣等。3）橫軋： 軋輥軸線與坯料軸線平行，且軋輥與坯料作相對轉(zhuǎn)動的軋制方法； 如圖 353所示為齒輪橫軋。4）斜軋： 軋輥相互傾斜配置，以相同方向旋轉(zhuǎn)，坯料在軋輥的作用下反方向旋轉(zhuǎn)，同時作軸向運(yùn)動的軋制方法，如圖 354a軋制鋼球， 圖 354b軋制周期變截面型材。 5）楔橫軋： 利用兩個外表面鑲有楔形凸塊、作同向旋轉(zhuǎn)的平行軋輥對沿軋輥軸向送進(jìn)的坯料進(jìn)行軋制的方法， 如圖 355所示，主要用于加工階梯軸、錐形軸等。 3. 拉拔成形 拉拔是使金屬