汽车车身制造工艺学总结Word文件下载.doc
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米塞斯修正:
某点的等效应力达到某临界值,材料就开始屈服。
冲压成形性能:
板料对冲压成形工艺的适应能力。
两种失稳现象:
拉伸失稳:
拉应力,缩颈,断裂,压缩失稳:
压应力,起皱。
成形极限:
板料失稳前能达到的最大变形程度。
总体成形极限和局部成形极限。
成形极限高,板料好。
板料冲压成形性能:
破裂性,贴模性,定形性。
后两者是决定零件形状尺寸精度的重要因素。
冲压加工对冲压材料的要求:
材料性能和表面质量及厚度公差两方面
冲压加工对材料性能的要求
1冲载加工用于冲载加工的材料,应具有足够的塑性和较低的硬度,这有利于提高冲载件的断面质量和尺寸精度。
2弯曲加工用于弯曲成形的材料,要求具有足够的塑性、较低的屈服强度和较高的弹性模量。
3、拉伸加工用于拉深成形的材料,要求具有高的塑性、低的屈服点和大的厚向异性系数,而硬度高的材料则难于进行拉深成形。
力学性能指标对冲压性能影响:
1屈服极限:
趋向小的时候,变形抗力小,不易起皱,回弹小,贴模性、定形性好
2屈强比:
趋向小的时候,易产生塑形变形,不易破裂,提高拉伸极限
3延伸率:
总延伸率是拉断时的延伸率;
均匀延伸率:
局部集中变形,越高越好。
屈服<
=X<
=强度
4硬化指数:
趋向大的时候,冲压成形性能好
5厚向异性系数:
趋向大的时候,板材抵抗变薄的能力越强
6板平面各向异性系数:
小点好
板料的尺寸精度和表面质量对冲压性能的影响
板料的尺寸精度对冲压性能影响最大的是板料的厚度公差。
对板料的表面状况有如下要求
1、表面光洁2、表面平整3、表面无锈
冲压用钢板的类型:
按刚得品质分,普通碳素钢、优质碳素结构钢、低合金高强度钢板。
冲模的分类:
1.按工艺性质分为冲裁模,弯曲模,拉深模和成形模等
2.按工艺组合分为单工序模,连续模(级进模)和复合模
3.按材料送进方式分为手动送料模,半自动送料模,自动送料模
4.按适用范围分为通用膜和专用模
5.按导向方式分为无导向模,导板导向模和导柱导向模
6.按冲模的材料可分为钢模,塑料膜,低熔点合金模和锌基合金模
冲模的结构:
1.工艺零件:
a.工作零件(凸模,凹模,凸凹模,刃口镶块)b.定位零件(定位销,挡料板,导正销,导料板,定位侧刀,测压器)c.压料,卸料,出料零件(压力圈,卸料板,顶出器,顶销,推杆,推板,废料刀)2.辅助零件:
a.导向零件(导柱,导套,导板,导块)b.支承及支持零件(上,下模板,模柄,固定板,垫板,限位器)c.紧固零件(螺钉,圆柱销)d.缓冲零冲(弹簧,橡皮)
冲模压力中心计算方法:
(1)按比例画出凸模工作剖面的轮廓图;
(2)在任一位置坐x-x轴和y-y轴;
(3)计算各凸模冲裁件周长;
(4)计算各凸模重心到x-x轴的距离以及y-y轴的距离(5)冲模压力中心位置由下式确定:
第二章冲裁工艺
冲裁:
利用冲裁模在压力机上使板料一部分与另一部分分离的冲压分离工序.它包括冲孔、落料、修边、切口等多种冲压分离工序
落料:
从板料上冲下所需形状的零件或毛坯.
冲孔:
在工件上冲击出所需形状的孔.
冲裁断面的三个特征区:
圆角带,光亮带,断裂带.塑性好的材料,光亮带大,断裂带小.
圆角带、光亮带三部分在冲裁件断面上必然存在。
增加光亮带高度的关键:
是延长塑性变形阶段,推迟裂纹产生,这可以通过增加金属的塑性和减少刃口附近的变形与应力集中来实现。
提高断面的光洁度和尺寸的精度,可以采取的措施:
增加光亮带,修正工序
冲裁间隙:
间隙是指凸,凹模刃口工作部分尺寸之差。
冲裁间隙的影响
指凸在冲裁工作中,间隙的大小、均匀程度和偏差等对冲裁件的断面质量、尺寸精度、冲模使用寿命和冲裁力均有不同程度的影响。
1.对冲裁件质量:
分为间隙过小、间隙合适、间隙过大三种情况,另有间隙不均匀:
小的一边形成光亮带,大的一面形成很大的塌角。
间隙过小:
上下两面裂纹不重合,隔着一定的距离,互相平行,最后在其间形成毛刺和层片,并产生两个光亮带;
间隙合适:
裂纹重合,断面光洁,略带斜度.。
间隙过大:
对于薄料会使材料拉入间隙中,形成拉长的毛刺,对于厚料则形成很大的塌角.
2.对冲裁件尺寸精度
间隙小时:
落料制件尺寸大于凹模口尺寸,冲孔尺寸小于凸模尺寸.;
间隙大时:
落料制件尺寸小于凹模口尺寸,冲孔尺寸会大于凸模尺寸.
3.对冲模寿命影响:
大或小(磨损加剧)都减寿命
4.对冲裁时各种力的影响:
大力小反之
刃口尺寸确定原则(5点)
1落料凹模设计基准;
冲孔凸模设计基准2磨损规律:
凹模趋于落料件做小极限尺寸,凸模趋于冲孔件最大极限尺寸3凸凹模保证合理间隙间隙由基准件以外的件尺寸获得4凸凹模的制造公差与冲裁件尺寸精度适合5考虑模具制造的特点
刃口尺寸确定方法:
1.凸凹模分别加工:
把模具的制造公差控制在间隙的变动范围内,是模具制造难度增加。
主要用于冲裁件的形状简单、间隙较大、精度较低的模具或用线切割等精密设备加工凹凸模的模具。
2.凸凹配分别加工:
落料件选择凹模为基准模,冲孔件选择凸模为基准模。
降低冲裁力的措施:
1.加热冲裁2.斜刃冲裁3.阶梯冲裁。
三个力:
从凸模上卸下板料所需的力称为卸料力F卸;
从凹模内向下推出工件或废料所需力称为推件力F推;
从凹模内向上顶出工件或废料所需的力称为顶件力F顶。
F卸=K卸F平,F推=nK推F平,F顶=K顶F平
式中
K卸——卸料力系数
K推——推件力系数
K顶——顶件力系数
n——梗塞在凹模内的冲裁件数(n=h/t)
h——凹模直壁洞口的高度
对冲模的要求
1.冲模应有足够的强度、刚度和相应的形状尺寸精度;
2.冲模的主要零件应该有足够的耐磨性及使用寿命;
3.冲模的结构应该确保操作安全、方便、便于管理与维修;
4.冲模应有使材料顺利送进、工件方便取出、定位可靠的装置,以保住生产的工件质量稳定;
5.为使冲模上下运动准确,需要有导向装置;
6.冲模的加工和装配应尽可能简单,尽量采用标准件、通用件,缩短模具的制造周期,降低成本;
7.冲模的工作依赖压力机的运动和能力,冲模的结构应与压力机的主要技术参数相适应。
8.冲模应具有与压力机连接的部件,有搬运吊装部位,以适应安装和管理的需要。
第三章弯曲工艺
弯曲工艺计算:
一.弯曲力的计算:
1.自由弯曲:
对V形件:
;
对于U形件:
2.校正弯曲:
3.顶件力和压料力:
4.弯曲时压力机压力的确定:
对于有压料装置的自由弯曲:
,对于校正弯曲:
二.弯曲件毛坯尺寸的确定:
1.有圆角半径的弯曲:
(1)计算直线段a,b,c,d的长度
(2)根据的值,查表出中性位置系数x(3)计算中性层弯曲半径:
(4)计算各弯曲段展开长度:
(5)计算毛坯的总长:
2.铰链卷圆的展开长度计算:
(a)型(b)型
弯曲:
将板料、毛柸、棒料、管材和型材弯成具有一定曲率,一定角度和形状的冲压成形工序称之为弯曲。
毛坯的长度:
根据应变中性层的定义,毛坯的长度等于中性层的长度。
应变中性层位置用曲率半径p表示
P=r+xt
应变中性层:
内外区之间有一层金属,其纤维尺度变形前后保持不变。
外区(近凹模)拉伸,内区(近凸模)压缩
回弹现象:
(精简)弯曲件的形状和尺寸都发生与加载时变形方向相反的变化。
回弹现象引起弯曲件形状和尺寸大小改变
弯曲件回弹现象的理论分析:
(复杂)在板料塑性弯曲时,总是伴随着弹性变形,所以当弯曲件从模具里取出后,中性层附近纯弹性变形以内、外侧区域总变形中弹性变形部分的恢复,使其弯曲的形状和尺寸都发生与加载时变形方向相反的变化,这种现象称之为弯曲件的回弹。
弹性恢复方向相反,即外区缩短,内区伸长。
弯曲件质量问题:
回弹、弯裂、偏移
影响回弹的因素:
(精简)
1材料的机械性能
2相对弯曲半径r/t
3弯曲零件的形状
4模具间隙,间隙大,回弹大。
5弯曲校正力,越大,回弹越小。
6弯曲方式a无底凹模自由弯曲大回弹b有底凹模校正弯曲小回弹
(复杂)
1材料的机械性能(材料的某项数值越大,弯曲回量也越大。
材料的应变硬化指数n值越小,弯曲回弹量也越大)
2相对弯曲半径r/t(当相对弯曲半径r/t减小时,回弹量的变化a相应减少)
3弯曲零件的形状(弯曲零件的形状越复杂,相互制约作用越大)
(U形弯曲模的凸、凹模间隙越大,卸载后零件的回弹也越大)
(弯曲校正力越大,卸载后零件的回弹量越小)
6弯曲方式a无底凹模自由弯曲大回弹b有底凹模校正弯曲小回弹(板料在无底凹模中弯曲时,卸载后零件的弯曲回弹量较大,板料在有底凹模中弯曲,弯曲回弹量小)
减少回弹措施:
(精简)
(1)选用合适材料及改进零件局部结构
(2)补偿法(3)校正法(4)拉弯法
(1)选用合适材料及改进零件局部结构(采用弹性模量大、屈服强度小的材料,可以减少回弹。
对于较硬的材料,弯曲成形前进行退火处理能够减少回弹。
采用加热弯曲方法,利用热变形时材料的变形抵抗力下降、塑性增加的特点,也可以减少回弹。
在弯曲零件的变形区压制合适的加强筋)
(2)补偿法
(3)校正法(迫使变形区内层纤维切向产生拉伸应变)
(4)拉弯(一般来说,先弯曲后拉伸的工艺方案比先拉伸后弯曲的工艺方案好,拉完法的原理是在薄板弯曲的同时施加切向力,改变板料内部的应力状态和分布情况,使中性层以内的压力转化为拉应力。
此时,整个板料剖面上都处于拉应力作用下,应力应变分布趋于均匀一致,这样,卸载后,内,外层纤维的回弹趋势相互抵消,从而可以大大减少回弹。
)
弯裂现象和弯曲成形极限
薄板弯曲时,弯曲变形区的外层纤维受到最大拉伸变形,随着相对弯曲半径r/t,的减小,弯曲变形程度逐渐增大,外层纤维的最大拉伸变形也不断增大。
当r/t减小到使外层纤维的拉伸变形超过材料的允许变形程度时,外层纤维将出现拉裂现象。
此时弯曲变形达到极限的状态。
弯曲偏移现象的产生:
板料在弯曲过程中沿凹模圆角滑移时,会受到凹模圆角处摩擦阻力的作用。
当板料各边所受的摩擦阻力不等时,有可能使毛坯在弯曲过程中沿工件长度方向产生移动,使工件两直边的高度不符合图样的要求,这种现象成为偏移。
防止偏移的措
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