冲压材料性能要求.ppt

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1、冲压生产中对工件和模具材料的力学性能要求一、冲压概论（一）冲压定义冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之在模具里直接受到变形力并进行变形（产生塑性变形或分离），从而获得所需形状和尺寸的工件（冲压件）的成形加工方法。冲压和锻造同属塑性加工（或称压力加工），合称锻压。（2）冲模冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。（3）冲压的优势生产效率高，操作方便，易于实现机械化与自动化质量稳定，互换性好可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件省料，节能（4）冲

2、压加工的分类1、分离工序定义：是在冲压过程中使冲压件与板料沿一定的轮廓线相互分离的工序。如落料、冲孔、切断和修整等。应用特点：多用于生产有孔的、形状简单的薄板件（一般铝板≤3mm，钢板≤1.5mm）以及作为成形过程的先行工序或者为成形过程制备料坯。工序名称工序特征应用范围落料用模具沿封闭线冲切板料，冲下的部分为工件。用于制造各种形状的平板零件冲孔用模具沿封闭线冲切板料，冲下的部分为废料。用于冲平板件或成形件上的孔切断用剪刀或模具切断板料，切断线不是封闭的。多用于加工形状简单的平板零件切边用模具将工件边缘多余的材料冲切下来。主要用于立体成形件冲槽在板料上或成形件上冲切出窄

3、而长的槽剖切把冲压加工成的半成品切开成为两个或数个零件。多用于不对称的成双或成组冲压之后（1）落料和冲孔落料和冲孔是使坯料按封闭轮廓分离。统称为冲裁。①冲裁时材料分离过程可分为三个阶段：断裂分离阶段弹性变形阶段塑性变形阶段②普通冲裁件的断面特征1）塌角带2）光亮带3）断裂带4）毛刺区③特征与材料（板料材料）塑性的关系断面质量受冲裁条件的不同而不同，如刃口间隙，刃口形状，锋利程度，冲裁力、润滑条件，板料质量（表面质量），板料种类（性能）。冲压生产要求冲裁件有较大的光亮带，尽量减少断裂区域的宽度。材料塑性越好，光亮带越大，断裂带越小，同时，圆角毛刺亦增大。（2）修整定义：利

4、用修整模沿冲裁件外缘或内孔刮削一薄层金属，以切掉冲裁件上的剪裂带和毛刺，从而提高冲裁件的尺寸精度（IT6~IT7），降低表面粗糙度值（Ra0.8~1.6um）。机理：修整的机理与冲裁完全不同，而与切削加工相似。大间隙冲裁件——板厚10%小间隙冲裁件——板厚8%以下分类：修整冲裁件的外形称外缘修整，修整冲裁件的内孔称内孔修整。2、成型工序——使坯料发生塑性变形而成一定形状和尺寸的工件。名称工序特征弯曲用模具将板料弯曲成一定角度的零件，或将已弯件再弯。拉深用模具将板料压成任意形状的空心件，或将空心件作进一步变形翻边用模具将板料上的孔或外缘翻成直壁胀形用模具对空心件施加向外的

5、径向力，使局部直径扩张。缩口用模具对空心件口部施加由外向内的径向压力，使局部直径缩小。挤压把毛坯放在模腔内，加压使其从模具空隙中挤出，以成形空心或实心零件。卷圆把板料端部卷成接近封闭的圆头，用以加工类似铰链的零件。扩口在空心毛坯或管状毛坯的某个部位上使其径向尺寸扩大的变形方法。校形将工件不平的表面压平；将已弯曲或拉深的工件压成正确的形状（1）拉深①拉深过程定义：利用模具使冲裁后得到的平板坯料变形成开口空心零件的工序。设备：液压机或者压力机。②拉深中的废品(2)弯曲弯曲是将坯料弯成具有一定角度和曲率的变形工序。二、冲压工件材料的力学性能要求冲压材料是影响零件质量和模具寿命

6、的重要因素。目前，可冲压的材料不仅是低碳钢，而且还有不锈钢、铝及铝合金。一般以含碳量≤0.25%及抗拉强度小于650N/mm2的材料为主。冲压对金属材料的冲压性能要求：（1）具有良好的机械性能及较大的变形抗力金属材料的机械性能是指抗拉强度、屈服强度、延伸率、硬度、塑性、应变比等。（2）具有理想的金相组织结构金相组织是材料的微观质量特征。它的主要标志是：渗碳体或碳化物的球化程度。（一）冲压材料性能（1）屈服强度、抗拉强度和屈强比抗拉强度是计算冲压加工力的基本要素。屈服强度均匀，无明显方向性。当屈服强度和抗拉强度高时，冲压成形力大，成形的难度加大，而且还会降低模具的寿命。如

7、果屈服强度高——影响冲压件的尺寸精度。屈强比低。一般的计算中，冲压材料的剪切应力τ=0.8*抗拉强度σb。（2）延伸率如果板材的延伸率大，对所有的伸长类冲压成形都是有利的。当延伸率大时，胀形、翻边的成形极限也大。大多数的优质冲压钢都具有较高的均匀延伸率。（3）加工硬化n定义：在拉伸加工过程中会使材料产生硬化现象，这种现象，一般称为加工硬化。原因：材料承受一定塑性变形后，在于同方向施加负荷力将使其降伏点上升，从而增加必要的变形抵抗以对抗塑性变形之再产生。n值高的材料会发生以下行为：n值低的材料会发生以下行为：（1）继续进行加工会造成材料硬化