沖壓材料及設備教程課件11.2沖壓材料1.2.1沖壓工藝對板料的基本要求1、機械性能的要求機械性能的指標很多，其中尤以延伸率（δ）、屈強比σs/σb、彈性模數（E）、硬化指數（n）和厚向異性系數(r)影響較大。一般來說，延伸率大、屈強比小、彈性模數大、硬化指數高和厚向異性系數大有利于各種沖壓成形工序。2、化學成分的要求為了消除滑移線，可在拉深之前增加一道輥壓工序，或采用加入鋁和釩等脫氧的鎮靜鋼，拉深時就不會出現時效現象。鋁鎮靜鋼08Al按其拉深質量分為3級：ZF（最復雜）用于拉深最復雜的零件，HF（很復雜）用于拉深很復雜的零件，F(復雜)用于拉深復雜零件。其他深拉深薄鋼板按沖壓性能分：Z（最深拉深）、S（深拉深）、P（普通拉深）3級。1.2沖壓材料1.2.1沖壓工藝對板料的基本要求21.2沖壓材料3、金相組織的要求由于對產品的強度要求與對材料成形性能的要求，材料可處于退火狀態（或軟狀態）（M），也可處以淬火狀態（C）或硬態（Y）。4、面質量的要求材料表面應光滑，無氧化皮、裂紋、劃傷等缺陷。優質鋼板表面質量分3組：Ⅰ組（高質量表面）、Ⅱ組（較高質量表面）、Ⅲ組（一般質量表面）。5、材料厚度公差的要求厚度公差分：A（高級）、B（較高級）和C（普通級）3種。1.2沖壓材料3、金相組織的要求31.2沖壓材料1.2.2板料的沖壓成形性能及其與板料的力學性能的關系

1、板料的沖壓成形性能板料對沖壓成性工藝的適應能力稱為板料的沖壓成形性能。板料的沖壓成形性能，包括抗破裂性、貼模性和定形性等幾個方面。（1）板料的貼模性（2）定形性（3）材料抗破裂（4）成形極限1.2沖壓材料1.2.2板料的沖壓成形性能及其與板料的力41.2沖壓材料2、板料力學性能與板料沖壓性能的關系：（1）屈服極限σs。屈服極限σs小,材料容易屈服,則變形抗力小。（2）屈強比σs/σb。屈強比小，即σs值小而σb值大，容易產生塑性變形而不易產生拉裂。（3）伸長率δ。一般地說，伸長率或均勻伸長率是影響翻孔或擴孔成形性能的主要（4）硬化指數n。單向拉伸硬化曲線可寫成σ=Kε，其中指數n即為硬化指數，表示在塑性變形中材料的硬化程度。N大是，說明在變形中材料加工硬化嚴重1.2沖壓材料2、板料力學性能與板料沖壓性能的關系：51.2沖壓材料1.2.3常用沖壓材料與力學性能

沖壓最常用的材料是金屬板料，有時也用非金屬板料金屬板料分黑色金屬和有色金屬兩種。1、黑色金屬板料按性質可分為：1）普通碳素鋼鋼板；2）優質碳素結構鋼鋼板。3）低合金結構鋼板；4）電工硅鋼板；5）不銹鋼板；2、有色金屬銅及銅合金（如黃銅）等；鋁及鋁合金；附錄一、列出了部分常用金屬板料的力學性能。3、沖壓用非金屬材料膠木板、橡膠、塑料板等;1.2沖壓材料1.2.3常用沖壓材料與力學性能61.2.4常用沖壓材料的規格板料：常見規格由710×1420和1000×2000等。 紋向平行于長度方向。用剪板機剪成各種 不同紋向和寬度的條料使用。帶料（卷料）： 紋向平行于長度方向。可以用滾剪機剪成 要求的寬度使用，也可以用剪板機剪成各 種不同紋向和寬度的條料使用。1.2沖壓材料1.2.4常用沖壓材料的規格1.2沖壓材料71.3冷沖壓設備1.3.1機械壓力機型號機械壓力機按其結構形式和使用對象分為若干系列，每個系列又分為若干組見表1-3。 壓力機型號示例如下：JA31—160A改進設計代號公稱壓力1600KN（主參數）（閉式單點壓力機）組別（閉式曲柄壓力機）列別變型設計代號

機械壓力機類1.3冷沖壓設備1.3.1機械壓力機型號81.3冷沖壓設備1.3.2常用冷沖壓設備一、常用壓力機的結構運動及特點在冷沖壓生產中，最常用的是曲柄壓力機、雙動拉深壓力機、高速壓力機等。1、通用曲柄壓力機。常見的曲柄滑塊機構有曲拐軸式和曲軸式兩種。1）曲拐軸式曲柄壓力機1.3冷沖壓設備1.3.2常用冷沖壓設備91.3冷沖壓設備(1)曲拐軸式壓力機的結構見圖1－2:圖１－2曲拐軸式壓力機的結構簡圖。1.3冷沖壓設備(1)曲拐軸式壓力機的結構見圖1－2:圖１101.3冷沖壓設備(2)工作原理a.運動過程b.行程調整曲拐軸式壓力機的調整機構如圖１－3所示。其調整狀態見圖１－4。O-主軸中心，偏心軸1的中心，M-偏心套2的中心圖1－3曲拐軸式壓力機的行程調整機構1.3冷沖壓設備(2)工作原理111.3冷沖壓設備(a)最小行程狀態(b)最大行程狀態(c)任意位置行程狀態圖1－4曲拐軸式壓力機的行程調整狀態（3）特點行程不大但可以調節（4）用于中小零件的沖裁、彎曲、淺拉深，或上下模具不允 許脫開時。1.3冷沖壓設備(a)121.3冷沖壓設備2）、曲軸式曲柄壓力機(1)結構與偏心壓力機基本相同（圖１－5）。其主要區別是主軸結構不同，偏心壓力機的主軸為曲拐軸或偏心而曲軸壓力機的主軸為曲軸(2)工作原理，(3)特點噸位大、負荷較均勻；行程大，但不能調整(4)用于中零件的沖裁、彎曲和深拉深。1.3冷沖壓設備2）、曲軸式曲柄壓力機131.3冷沖壓設備1－墊板2－床身3－制動器4－皮帶輪5－電機6.7－齒輪8－離合器9－曲軸10－連桿11－滑塊1－5曲柄壓力機的結構簡圖1.3冷沖壓設備1－墊板2－床身3－制動器4－皮帶輪5－電141.3冷沖壓設備2.雙動拉深壓力機拉深壓力機按動作分有單動拉深壓力機、雙動拉深壓力機及三動拉深壓力機。雙動拉深壓力機有兩個分別運動的滑塊，內滑塊用于拉深，外滑塊用于壓邊；三動拉深壓力機則是在雙動拉深壓力機的工作臺上增設氣墊。1）結構和工作原理1.3冷沖壓設備2.雙動拉深壓力機151.3冷沖壓設備1-拉深滑塊2-連桿3-壓邊滑塊4-活動工作臺5-頂件裝置6-凸輪7-主軸8-偏心齒輪圖1-6J44-55B型雙動拉深壓力機1.3冷沖壓設備1-拉深滑塊2-連桿3-壓邊滑塊4-活161.3冷沖壓設備2)、內、外滑塊的運動配合外滑塊壓邊－內滑塊拉深－內滑塊返回－外滑塊返回3）特點外滑塊的壓邊力可調，調節好后壓穩定邊力內滑塊在拉深工作行程中速度慢，并且近于勻速運動4）用于形狀復雜或者大批量生產的拉深件。1.3冷沖壓設備2)、內、外滑塊的運動配合171.3冷沖壓設備3、高速壓力機

高速壓力機一般是指每分鐘的行程為普通壓力機的5－10倍即每分鐘行程次數為幾百次，甚至達到幾千次以上。1）高速壓力機的結構和傳動原理1－電動機2－飛輪3－離合器4－制動器5－拉桿6－輥式送料裝置7－滑塊8封閉高度調節機構9－剪斷機構10－輥式送料傳動機構11－凸輪12－曲軸13－平衡器圖1－7下傳動高速壓力傳動原理1.3冷沖壓設備3、高速壓力機1－電動機2－飛輪3－離合器181.3冷沖壓設備2）高速壓力機的特點：（1）滑塊行程次數高（2）滑塊慣性大（3）機身剛性好（4）較高的送料精度送料3）用于大批量生產中采用級進模生產時。1.3冷沖壓設備2）高速壓力機的特點：191.3冷沖壓設備4．其它沖壓設備1）摩擦壓力機摩擦壓力機，從電機到飛輪之間有一個摩擦傳動付來傳遞運動和動力，其特點是結構簡單，價格低廉，沖壓速度低，且超載后不易損壞機件，其缺點是飛輪輪緣摩損大，生產率低。它適應用于彎曲大而厚的工件，對校正、壓印、成形和擠壓和工序尤為適宜。2）精沖壓力機精沖壓力機是一種適應精密沖裁的專門壓力機。它具有三重動作，五種作用力，即齒圈壓板運動、沖壓運動、反向推力運動，齒圈壓板力、主沖裁力、反向推力、卸件力、頂料力。使原材料在齒圈壓板力和反向推力的作用下實現精密沖裁。3）多工位壓力機是一種適合于大批量生產的板料沖壓自動壓力機。在一臺多工位壓力機上可安裝多副模具進行生產，并通過自動送料機構和一套工序間的傳遞機構使壓力機在一次往復行程中可以完成一個沖壓件的全部沖壓工序（即落料、沖孔、拉深、彎曲、切邊、壓印、整形等），是提高生產率的有效途徑之一。4）數控沖模回轉頭壓力機數控沖模回轉頭壓力機是將若干套模具裝于壓力機上下對應的轉盤中，使被沖材料被夾鉗夾持，并沿X，Y軸方向移動，工作時根據沖件要求編制的計算機程序可使板材沿X，Y方向移動到所需沖壓的位置，再選擇轉盤上所需要的模具進行沖壓，既可在不同位置沖出相同的型孔，也可在不同位置沖出不同的型孔，復雜的型孔可分解成各種簡單型孔分別沖壓后形成。該壓力機，特別適用于多品種的中、小批量或單件的板材沖壓。1.3冷沖壓設備4．其它沖壓設備201.3冷沖壓設備二、壓力機上的常用結構1、機身形式曲拐軸式壓力機均為開式壓力機;曲軸式壓力機有開式和閉式之分。開式壓力機具有Ｃ形的開式機身，工作臺在三個方向是敞開的，并且工作臺有固定臺式的也有可傾臺式。.操作方便但剛性較差，在中、小型沖件的生產中得到廣泛的使用。閉式壓力機，有兩根支柱操作方便但剛性好，故大噸位的曲軸壓力機均為閉式。1.3冷沖壓設備二、壓力機上的常用結構211.3冷沖壓設備2、裝模高度調節結構為了適應安裝不同閉合高度模具的需要，一般壓力機的連桿長度是可以調節的。其調節方法（圖１－8）是：對于２００tf以下的小型壓力機，在調節螺桿5上有一段六方部分，當松開螺釘11后，可直接用搬手旋轉調節螺桿，即可改變壓力機的閉合高度；對于中型或重型壓力機，則由一個單獨的電機，通過齒輪或蝸輪機構來旋轉調節螺桿。此外，有些小型壓力機也可以利用升降工作臺來調節其閉合高度。1.3冷沖壓設備2、裝模高度調節結構221.3冷沖壓設備3、打料裝置在沖壓工作中，為了從上模中打下工件或廢料，壓力機上裝有打料裝置（圖１－9）。在滑塊的矩形橫向孔中，橫放有打料橫梁3。當滑塊回程，打料橫梁3與床身上制動螺桿1相碰時，即可通過上模中的打桿5將工件或廢料從上模內打出。調節制動螺釘1，便可控制打料行程。1.3冷沖壓設備3、打料裝置231.3冷沖壓設備圖1-8圖1-8圖1-81.3冷沖壓設備圖1-8圖1-8圖1-8241.3冷沖壓設備1－打料螺釘2－打料螺釘支架3－打料橫桿4－滑塊5－頂料桿6－上模7－下模圖1－9打料裝置動作過程1.3冷沖壓設備1－打料螺釘2－打料螺釘支架3－打料橫桿425沖壓材料及設備教程課件261.2沖壓材料1.2.1沖壓工藝對板料的基本要求1、機械性能的要求機械性能的指標很多，其中尤以延伸率（δ）、屈強比σs/σb、彈性模數（E）、硬化指數（n）和厚向異性系數(r)影響較大。一般來說，延伸率大、屈強比小、彈性模數大、硬化指數高和厚向異性系數大有利于各種沖壓成形工序。2、化學成分的要求為了消除滑移線，可在拉深之前增加一道輥壓工序，或采用加入鋁和釩等脫氧的鎮靜鋼，拉深時就不會出現時效現象。鋁鎮靜鋼08Al按其拉深質量分為3級：ZF（最復雜）用于拉深最復雜的零件，HF（很復雜）用于拉深很復雜的零件，F(復雜)用于拉深復雜零件。其他深拉深薄鋼板按沖壓性能分：Z（最深拉深）、S（深拉深）、P（普通拉深）3級。1.2沖壓材料1.2.1沖壓工藝對板料的基本要求271.2沖壓材料3、金相組織的要求由于對產品的強度要求與對材料成形性能的要求，材料可處于退火狀態（或軟狀態）（M），也可處以淬火狀態（C）或硬態（Y）。4、面質量的要求材料表面應光滑，無氧化皮、裂紋、劃傷等缺陷。優質鋼板表面質量分3組：Ⅰ組（高質量表面）、Ⅱ組（較高質量表面）、Ⅲ組（一般質量表面）。5、材料厚度公差的要求厚度公差分：A（高級）、B（較高級）和C（普通級）3種。1.2沖壓材料3、金相組織的要求281.2沖壓材料1.2.2板料的沖壓成形性能及其與板料的力學性能的關系

1、板料的沖壓成形性能板料對沖壓成性工藝的適應能力稱為板料的沖壓成形性能。板料的沖壓成形性能，包括抗破裂性、貼模性和定形性等幾個方面。（1）板料的貼模性（2）定形性（3）材料抗破裂（4）成形極限1.2沖壓材料1.2.2板料的沖壓成形性能及其與板料的力291.2沖壓材料2、板料力學性能與板料沖壓性能的關系：（1）屈服極限σs。屈服極限σs小,材料容易屈服,則變形抗力小。（2）屈強比σs/σb。屈強比小，即σs值小而σb值大，容易產生塑性變形而不易產生拉裂。（3）伸長率δ。一般地說，伸長率或均勻伸長率是影響翻孔或擴孔成形性能的主要（4）硬化指數n。單向拉伸硬化曲線可寫成σ=Kε，其中指數n即為硬化指數，表示在塑性變形中材料的硬化程度。N大是，說明在變形中材料加工硬化嚴重1.2沖壓材料2、板料力學性能與板料沖壓性能的關系：301.2沖壓材料1.2.3常用沖壓材料與力學性能

沖壓最常用的材料是金屬板料，有時也用非金屬板料金屬板料分黑色金屬和有色金屬兩種。1、黑色金屬板料按性質可分為：1）普通碳素鋼鋼板；2）優質碳素結構鋼鋼板。3）低合金結構鋼板；4）電工硅鋼板；5）不銹鋼板；2、有色金屬銅及銅合金（如黃銅）等；鋁及鋁合金；附錄一、列出了部分常用金屬板料的力學性能。3、沖壓用非金屬材料膠木板、橡膠、塑料板等;1.2沖壓材料1.2.3常用沖壓材料與力學性能311.2.4常用沖壓材料的規格板料：常見規格由710×1420和1000×2000等。 紋向平行于長度方向。用剪板機剪成各種 不同紋向和寬度的條料使用。帶料（卷料）： 紋向平行于長度方向。可以用滾剪機剪成 要求的寬度使用，也可以用剪板機剪成各 種不同紋向和寬度的條料使用。1.2沖壓材料1.2.4常用沖壓材料的規格1.2沖壓材料321.3冷沖壓設備1.3.1機械壓力機型號機械壓力機按其結構形式和使用對象分為若干系列，每個系列又分為若干組見表1-3。 壓力機型號示例如下：JA31—160A改進設計代號公稱壓力1600KN（主參數）（閉式單點壓力機）組別（閉式曲柄壓力機）列別變型設計代號

機械壓力機類1.3冷沖壓設備1.3.1機械壓力機型號331.3冷沖壓設備1.3.2常用冷沖壓設備一、常用壓力機的結構運動及特點在冷沖壓生產中，最常用的是曲柄壓力機、雙動拉深壓力機、高速壓力機等。1、通用曲柄壓力機。常見的曲柄滑塊機構有曲拐軸式和曲軸式兩種。1）曲拐軸式曲柄壓力機1.3冷沖壓設備1.3.2常用冷沖壓設備341.3冷沖壓設備(1)曲拐軸式壓力機的結構見圖1－2:圖１－2曲拐軸式壓力機的結構簡圖。1.3冷沖壓設備(1)曲拐軸式壓力機的結構見圖1－2:圖１351.3冷沖壓設備(2)工作原理a.運動過程b.行程調整曲拐軸式壓力機的調整機構如圖１－3所示。其調整狀態見圖１－4。O-主軸中心，偏心軸1的中心，M-偏心套2的中心圖1－3曲拐軸式壓力機的行程調整機構1.3冷沖壓設備(2)工作原理361.3冷沖壓設備(a)最小行程狀態(b)最大行程狀態(c)任意位置行程狀態圖1－4曲拐軸式壓力機的行程調整狀態（3）特點行程不大但可以調節（4）用于中小零件的沖裁、彎曲、淺拉深，或上下模具不允 許脫開時。1.3冷沖壓設備(a)371.3冷沖壓設備2）、曲軸式曲柄壓力機(1)結構與偏心壓力機基本相同（圖１－5）。其主要區別是主軸結構不同，偏心壓力機的主軸為曲拐軸或偏心而曲軸壓力機的主軸為曲軸(2)工作原理，(3)特點噸位大、負荷較均勻；行程大，但不能調整(4)用于中零件的沖裁、彎曲和深拉深。1.3冷沖壓設備2）、曲軸式曲柄壓力機381.3冷沖壓設備1－墊板2－床身3－制動器4－皮帶輪5－電機6.7－齒輪8－離合器9－曲軸10－連桿11－滑塊1－5曲柄壓力機的結構簡圖1.3冷沖壓設備1－墊板2－床身3－制動器4－皮帶輪5－電391.3冷沖壓設備2.雙動拉深壓力機拉深壓力機按動作分有單動拉深壓力機、雙動拉深壓力機及三動拉深壓力機。雙動拉深壓力機有兩個分別運動的滑塊，內滑塊用于拉深，外滑塊用于壓邊；三動拉深壓力機則是在雙動拉深壓力機的工作臺上增設氣墊。1）結構和工作原理1.3冷沖壓設備2.雙動拉深壓力機401.3冷沖壓設備1-拉深滑塊2-連桿3-壓邊滑塊4-活動工作臺5-頂件裝置6-凸輪7-主軸8-偏心齒輪圖1-6J44-55B型雙動拉深壓力機1.3冷沖壓設備1-拉深滑塊2-連桿3-壓邊滑塊4-活411.3冷沖壓設備2)、內、外滑塊的運動配合外滑塊壓邊－內滑塊拉深－內滑塊返回－外滑塊返回3）特點外滑塊的壓邊力可調，調節好后壓穩定邊力內滑塊在拉深工作行程中速度慢，并且近于勻速運動4）用于形狀復雜或者大批量生產的拉深件。1.3冷沖壓設備2)、內、外滑塊的運動配合421.3冷沖壓設備3、高速壓力機

高速壓力機一般是指每分鐘的行程為普通壓力機的5－10倍即每分鐘行程次數為幾百次，甚至達到幾千次以上。1）高速壓力機的結構和傳動原理1－電動機2－飛輪3－離合器4－制動器5－拉桿6－輥式送料裝置7－滑塊8封閉高度調節機構9－剪斷機構10－輥式送料傳動機構11－凸輪12－曲軸13－平衡器圖1－7下傳動高速壓力傳動原理1.3冷沖壓設備3、高速壓力機1－電動機2－飛輪3－離合器431.3冷沖壓設備2）高速壓力機的特點：（1）滑塊行程次數高（2）滑塊慣性大（3）機身剛性好（4）較高的送料精度送料3）用于大批量生產中采用級進模生產時。1.3冷沖壓設備2）高速壓力機的特點：441.3冷沖壓設備4．其它沖壓設備1）摩擦壓力機摩擦壓力機，從電機到飛輪之間有一個摩擦傳動付來傳遞運動和動力，其特點是結構簡單，價格低廉，沖壓速度低，且超載后不易損壞機件，其缺點是飛輪輪緣摩損大，生產率低。它適應用于彎曲大而厚的工件，對校正、壓印、成形和擠壓和工序尤為適宜。2）精沖壓力機精沖壓力機是一種適應精密沖裁的專門壓力機。它具有三重動作，五種作用力，即齒圈壓板運動、沖壓運動、反向推力運動，齒圈壓板力、主沖裁力、反向推力、卸件力、頂料力。使原材料在齒圈壓板力和反向推力的作用下實現精密沖裁。3）多工位壓力機是一種適合于大批量生產的板料沖壓自動壓力機。在一臺多工位壓力機上可安裝多副模具進行生產，并通過自動送料機構和一套工序間的傳遞機構使壓力機在一次往復行程中可以完成一