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工程材料与热加工
1.4.2.4 任务4 板料冲压

任务4 板料冲压

板料冲压是利用冲模使金属板料发生分离或变形的加工成形方法。冲压产品尺寸精确,表面光洁,因此,一般不需要进行机械加工,并且可直接使用。冲压产品应用十分广泛,如汽车、飞机、农业、机械、钟表、电器、仪表和现代家庭用具等。

一、冲压设备

冲压设备主要是剪床和冲床。

1.剪床

剪床用于把板料切成需要宽度的条料,以供冲压工序使用。图11-13是斜刃剪床的外形及传动机构,电动机1通过带轮使轴2转动,再通过齿轮传动及离合器3使曲轴4转动,于是带有刀片的滑块5便上下运动,进行剪切工作。6为工作台,7为滑块制动器。常用的剪床还有平刃剪和圆盘剪。

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图11-13 剪床及传动机构示意图

1—电动机;2—轴;3—离合器;4—曲轴;5—滑块;6—工作台;7—滑块制动器

2.冲床

冲床的种类较多,主要有单柱冲床、双柱冲床等。图11-14是单柱冲床外形及传动示意图。电动机5带动飞轮4通过离合器3与单拐曲轴2相接,飞轮可在曲轴上自由转动。曲轴的另一端通过连杆8与滑块7连接。工作时,踏下踏板6、离合器3将使飞轮4带动曲轮转动,滑块便上下运动;放松踏板,离合器脱开,制动闸1立刻停止曲轴转动,滑块停留在待工作位置。

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图11-14 单柱冲床及传动示意图

1—制动闸;2—单拐曲轴;3—离合器;4—飞轮;5—电动机;6—踏板;7—滑块;8—连杆

二、冲压基本工序

冲压基本工序有分离工序和变形工序两大类。

1.分离工序

使坯料的一部分与另一部分相互分离的工序称为分离工序,包括剪切和冲裁。剪切是使坯料沿不封闭轮廓分离;冲裁是使坯料沿封闭轮廓分离。冲裁包括落料(见图11-15)和冲孔(见图11-16)两工序。落料和冲孔的方法是相同的,只是用途不同。落料时被冲下的部分是工件,周边是废料;冲孔被冲下的部分是废料,而周边是所需的工件。即落料要料,冲孔要孔。

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图11-15 落料

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图11-16 冲孔

2.变形工序

使坯料的一部分相对另一部分产生位移而不分离的工序称为变形工序。弯曲、拉深、成形、翻边、胀形、缩口等都是变形工序。其中,弯曲和拉深是常用的变形工序。

弯曲是利用弯曲模使工件弯曲,如图11-17所示。弯曲模上使工件弯曲的部分要做出圆角,否则会划伤或撕裂工件。

拉深是将坯料制成杯形或盒形工件的过程,如图11-18所示。拉深模的冲头和凹模边缘上没有刃口,而是光滑的圆角,因此仅使坯料变形而不会使坯料分离。此外,冲头和凹模之间有比坯料厚度稍大的间隙,以备拉深时坯料从中通过。

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图11-17 弯曲

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图11-18 拉深

三、冲压模具

根据冲压工序的组合程度不同,冲压模具可分为简单模、连续模和符合模三种。

1.简单模

在冲床的一次行程中,只完成一个工序的冲模称为简单模。如图11-19所示,上模板2通过模柄1与冲床块送进,碰到挡料销7为止。

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图11-19 简单模

1—模柄;2—上模板;3—导柱;4—下模座;5—垫下;6—凹模;7—挡料销;8—定位板;9—卸料板;10—凸模

冲下的工件落入凹模孔,凸模返回时卸料板9将坯料推下。继续进料至挡料销,重复上述动作。简单模结构较简单,容易制造,成本低,维修方便,但生产率低,使用于小批量生产。

2.连续模

按一定顺序,在冲床的一次进程中,在模具的不同位置上,同时完成多道冲压工序的模具称为连续模,如图11-20所示。连续模生产效率高,易于实现自动化,但要求定位精度高,结构复杂,制造成本较高,适用于大批量生产精度要求不高的中、小型零件。

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图11-20 连续模

1—落料凹模;2—定位销;3—落料凸模;4—冲孔凸模;5—卸料板;6—坯料;7—冲孔凹模;8—废料;9—成品

3.复合模

在冲床的一次行程中,在模具的同一位置完成多道冲压工序的冲模,称为复合模,如图11-21所示。复合模的最大特点是模具中有一个凸凹模的外圆是落料凸模刃口,内孔是拉深凸模。当滑块带着凸凹模6向下运动时,条料首先在凸凹模6和落料凹模4中落料。落料件被下模中拉深凸模7顶住,滑块继续向下运动时,凹模随之向下运动进行拉深。顶出器1和压板3在滑块的回程中将拉深件9推出模具。复合模适用于大批量、精度高的冲压件。

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图11-21 落料及拉深复合模

1—顶出器;2—条料;3—压板(卸料器);4—落料凹模;5—挡料销;

6—凸凹模;7—拉深凸模;8—坯料;9—拉深件;10—工件;11—废料