冲压模具基础培训课件(-68张).ppt
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- 冲压 模具 基础 培训 课件 68
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1、按其用途可将模具分为:冷冲压模、塑料模、压铸模、锻按其用途可将模具分为:冷冲压模、塑料模、压铸模、锻模、粉末冶金模、橡胶模、陶瓷模、玻璃模、铸造用金属模、粉末冶金模、橡胶模、陶瓷模、玻璃模、铸造用金属模等。按成形原理又可分为冲裁模和型腔模两大类。模等。按成形原理又可分为冲裁模和型腔模两大类。冲裁模的分类冲裁模的分类按工序性质分有落料模、冲孔模、切边模、切断模、剖切按工序性质分有落料模、冲孔模、切边模、切断模、剖切模、整修模、精冲模、拉深模、弯曲模、翻边模等等。模、整修模、精冲模、拉深模、弯曲模、翻边模等等。a)落料模 b)冲孔模 c)剪切模 d)修边模 e)切口模 f)剖切模 图1-1 冲裁模
2、常见结构(2)弯曲模 将坯料弯曲成一定形状的模具。1上模板;2凸模;3压边圈;4定位板;5凹模;6凹模固定板;7下模板 图1-2 弯曲模 (3)拉深模 将平板料变成一定形状的空心件的模具(如图1-3)。图1-3 拉深模 按导向装置分 有无导向的开式模和有导向的导板模、导柱模、导筒模等。按卸料装置分:刚性卸料板和弹性卸料板冲模。按挡料或定位方式分:固定挡料销、活动挡料销、导正销和侧刃冲模。按制造凸、凹模的材料分:钢质冲模、硬质合金冲模、橡皮冲模、锌基合金冲模等。按工序的组合分 有单工序模和多工序模。多工序模又分为连续模和复合模等。按送料、出件等方法分:手动模、半自动模、自动模等。按轮廓尺寸分:大
3、型模、中型模、小型模。1.1.4 4 冲压模具常用材料冲压模具常用材料1.1.4.1 4.1 模具材料在模具工业中的地位模具材料在模具工业中的地位 模具材料是模具制造的基础,模具材料和热处理技术对模具的使用寿命、精度和表面粗糙度起着重要的甚至决定性的作用。因此,根据模具的使用条件合理选用材料,采用适当的热处理和表面工程技术以便充分发挥模具材料的潜力 模具材料使用性能的好坏直接影响模具的质量和使用寿命;模具材料的工艺性能将影响模具加工的难易程度、模具加工的质量和加工成本。因此,在模具设计时,除设计出合理的模具结构外,还应选用合适的模具材料及热处理工艺,才能使模具获得良好的工作性能和较长的使用寿命
4、。1、冲压对模具材料的要求(1)冲裁模具 具有高的耐磨性、冲击韧性以及耐疲劳断裂性能。(2)弯曲模具 具有高的耐磨性和断裂抗力(3)拉深模具 具有高的硬度和耐磨性,凹模工作表面粗糙度比较低。(1)根据模具种类及其工作条件,选用的材料要满足使用要求,应具有较高的强度、硬度、耐磨性、耐冲击性、耐疲劳性。(2)根据冲压材料和冲压件生产批量选用材料。(3)满足加工要求,应具有良好的加工工艺性能,淬透性好、热处理变形小。(4)满足经济性要求1.1.4.3 4.3 冲压模具常用材料及热处理要求冲压模具常用材料及热处理要求1.4.3.1 凸、凹模常用材料及热处理要求。表1-5 凸、凹模常用材料及热处理(一)
5、表1-5 凸、凹模常用材料及热处理(二)1.4.3.2 冲模一般零件的材料和热处理:表1-6 冲模常用一般零件的材料及热处理要求(一)表1-6 冲模常用一般零件的材料及热处理要求 预热 加热 一次 二次 时间/min mm1 空气炉 盐浴炉 钢号 温度/时间/min mm1 温度/时间/min mm1 温度/空气炉 盐浴炉 淬火后 硬度/HRC T8A T10A 9M n2V CrWM n 9CrWM n 9SiCr GCr15 Cr12 Cr12M oV Cr6WV W18Cr4V W6M o5Cr4V2 400500 400500 400500 400500 400500 400500 4
6、00500 500550 550600 550600 500600 500550 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 800850 800850 800850 800850 800850 0.50.6 0.50.6 0.50.6 0.40.5 0.40.5 780800 790810 790810 820840 820840 850870 830850 960980 10801100 9801020 10001200 960980 11801220 11801220 1.01.5 1.01.5 1.21.8 1.21.8 1.21.8 1.21.8 1.21.8 0.4
7、0.5 0.40.5 0.50.6 0.50.6 0.50.6 0.50.6 0.50.6 0.30.4 0.30.4 0.30.4 到温 1520min 到温 1520min 6265 6265 6263 6366 6264 6264 6163 6264 4050 6264 4050 6162 60 60 表1-7 常用冷变形模具钢的预热和加热规范 1.1.5 5 冲压常用材料冲压常用材料1.1.5.1 5.1 冲压工艺对材料的要求冲压工艺对材料的要求 选择冲压用材料时,首先应满足冲压件的使用要求。一般来说,对于机器上的主要冲压件,要求材料具有较高的强度和刚度;电机电器上的某些冲压件,要求有
8、较好的导电性和导磁性;汽车、飞机上的冲压件。要求有足够的强度,并尽可能减轻重量;化工容器要求耐腐蚀等等。所以不同的使用要求就决定了应选用不同的材料。但从冲压工艺考虑,材料还应满足冲压工艺要求,以保证冲压过程顺利完成。对冲压所用材料的要求有:(a)良好的塑性要求 冲压性能是指板料对各种冲压加工方法的适应能力。冲压加工方法是以金属为塑性的加工方法,因此,要求材料具有良好的塑性。对变形工序,塑性好,要求材料允许的变形程度大,则可以减少冲压工序次数及中间退火次数。对于分离工序,也要求一定的塑性,同时要求材料的屈服极限稍高一些,以利于冲裁后获得较高的断面质量。材料塑性的高低,常用延伸率()、屈服强度常用
9、s来表示。强度极限常用b来表示。(b)良好的表面质量 表面质量好的材料,冲压时工件不易破裂,废品减少;模具不易擦伤寿命提高,而且制件的表面质量好。所以一般要求冲压材料表面光洁、平整,无氧化皮、裂纹、锈斑、划痕等缺陷。(c)符合国标规定的厚度公差 模具间隙是按材料厚度来确定的,所以材料厚度公差应符合国家规定的标准。否则厚度公差太大,将影响工件质量,并可能导致损坏模具和设备。(d)材料化学成分的要求根据零件的使用要求进行选择1.5.2 冲压变形的理论基础冲压变形的理论基础一、金属塑性变形的概念一、金属塑性变形的概念冲压件的成形过程是板料发生塑性变形的过程。冲压件的成形过程是板料发生塑性变形的过程。
10、塑性变形:变形力去除后,不能恢复原状的变形塑性变形:变形力去除后,不能恢复原状的变形金属的塑性变形:金属的塑性变形:当金属体受力较大,迫使原子偏离原来的稳定平当金属体受力较大,迫使原子偏离原来的稳定平衡位置,而达到邻近的稳定平衡位置,变形力去除后,衡位置,而达到邻近的稳定平衡位置,变形力去除后,原子就不再回到其原来位置,而是停留在邻近的稳定原子就不再回到其原来位置,而是停留在邻近的稳定平衡位置上,因而变形就成为不可恢复的永久变形。平衡位置上,因而变形就成为不可恢复的永久变形。二、影响塑性及变形抗力的主要因素二、影响塑性及变形抗力的主要因素 固体材料在外力作用下发生永久变形而不破坏其固体材料在外
11、力作用下发生永久变形而不破坏其完整性的能力。完整性的能力。影响金属塑性的因素包括两个方面:影响金属塑性的因素包括两个方面:金属本身的晶格类型、化学成分和金相组织等;金属本身的晶格类型、化学成分和金相组织等;变形时的外部条件,变形时的外部条件,如变形温度、如变形温度、变形速度变形速度以及以及变形方式变形方式等等1.影响塑性及变形抗力的主要因素影响塑性及变形抗力的主要因素 反映了金属在外力作用下抵抗塑性变形的能力。反映了金属在外力作用下抵抗塑性变形的能力。影响变形抗力的因素:影响变形抗力的因素:金属的内部性质金属的内部性质 变形条件变形条件(即变形温度、变形速度和变形程度即变形温度、变形速度和变形
12、程度)塑性和变形抗力是两个不同的概念。通常塑性和变形抗力是两个不同的概念。通常说某种材料的塑性好坏是指受力以后临近破坏说某种材料的塑性好坏是指受力以后临近破坏时的时的变形程度变形程度的大小,而不是指变形抗力的大的大小,而不是指变形抗力的大小。小。变形抗力是从力的角度反映塑性变形的难变形抗力是从力的角度反映塑性变形的难易程度。易程度。塑性和变形抗力的区别:塑性和变形抗力的区别:2.对金属塑性变形的影响因素对金属塑性变形的影响因素a)化学成分的影响)化学成分的影响b)组织状态的影响组织状态的影响成分和组织成分和组织变形温度(随着温度的升高,塑性增加,变形抗变形温度(随着温度的升高,塑性增加,变形抗
13、力降低)力降低)a)随着温度的升高,发生了回复与再结晶)随着温度的升高,发生了回复与再结晶b)温度升高,临界剪应力降低,滑移系增加温度升高,临界剪应力降低,滑移系增加c)新的塑性变形方式新的塑性变形方式热塑性的产生。热塑性的产生。d)温度升高导致晶界的切变抗力显著降低,温度升高导致晶界的切变抗力显著降低,晶界易于滑动晶界易于滑动主主要要原原因因 变形速度(单位时间内的变化量)变形速度(单位时间内的变化量)a)高速时,位错更快的运动,金属晶体的临界)高速时,位错更快的运动,金属晶体的临界剪应力升高,塑性降低剪应力升高,塑性降低b)变形速度低,变形体吸收的变形能可转化为)变形速度低,变形体吸收的变
14、形能可转化为热能,使变形体温度升高,使金属软化。热能,使变形体温度升高,使金属软化。应力应变状态应力应变状态3、点的应力状态、点的应力状态 (1)应力状态图应力状态图 在变形物体中取出一个微小正六面体,用该单在变形物体中取出一个微小正六面体,用该单元体上相互垂直的三个面上的九个应力分量来表元体上相互垂直的三个面上的九个应力分量来表示其所受的应力,这种图称为应力状态图。示其所受的应力,这种图称为应力状态图。主应力图(九种)(3)球应力状态球应力状态 若三个主应力的大小都相等(若三个主应力的大小都相等(),即),即称为球应力状态。称为球应力状态。(4)静水压力静水压力 三向等压应力称为静水压力。三
15、向等压应力称为静水压力。在静水压力作用下的金属塑性将提高,静水压力越大,在静水压力作用下的金属塑性将提高,静水压力越大,塑性提高越多,这种现象称为静水压效应。塑性提高越多,这种现象称为静水压效应。123(5)平均应力平均应力 单元体上单元体上3个正应力的平均值。即个正应力的平均值。即12311()()33mxyz22211223311()()()2(5)等效应力等效应力 (应力强度)(应力强度)14.点的应变状态点的应变状态 点的应变状态也是通过单元体的变形来表示的。点的应变状态也是通过单元体的变形来表示的。点的应变状态也是一个张量。当采用主轴坐标系时,点的应变状态也是一个张量。当采用主轴坐标
16、系时,单元体就只有单元体就只有3个主应变分量个主应变分量 和和 ,而没有剪,而没有剪应变分量。用主轴坐标系表示的应变状态简图称为主应变分量。用主轴坐标系表示的应变状态简图称为主应变图。应变图。12,3拉深变形拉深变形 主要表现为压缩类成形特点。主要表现为压缩类成形特点。如圆筒形工件拉深时的变形区或非轴对称制件如圆筒形工件拉深时的变形区或非轴对称制件拉深时的变形区内局部拉深时的变形区内局部应力简图:应力简图:胀形变形胀形变形 属伸长类成形。属伸长类成形。如平板毛坯或中空毛坯胀形时的变形区、翻边如平板毛坯或中空毛坯胀形时的变形区、翻边成形时的变形区成形时的变形区缩口变形缩口变形 属压缩类成形。属压
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