不銹鋼板材沖壓是利用沖模使板材產生分離或成型的加工方法。沖壓一般是冷態，即室溫下進行，當香蕉視頻app下載蘋果版:不銹鋼板坯料厚度大于8~10mm時，就需要在加熱的情況下再成型。沖壓成型(xing)廣泛應(ying)用(yong)于航(hang)天、航(hang)空、汽車、儀(yi)表(biao)等(deng)構件的成型(xing)加工。沖壓過程中，香蕉視頻app下載蘋果版:不銹鋼薄板的邊部由壓邊圈夾持，在凸模和凹模共同作用下，使薄板坯料向凹模移動產生塑性變形，將平板坯料加工成所需要的形狀零件。薄板拉深成型，如圖4-1所示。薄板脹形成型，見圖4-2。成型過程中金屬板料向凹模移動的量，是由沖模壓環的壓力大小所控制的。
沖壓成型的特點：
①. 可沖(chong)壓出成型形狀復雜的沖(chong)壓件(jian)，而且廢料少；
②. 產品具有(you)足夠高的(de)精度和較低(di)的(de)表面粗糙度，而且(qie)互換性好；
③. 沖壓件重量輕，材料消(xiao)耗少，強度、剛性高；
④. 操作簡單，便于自(zi)動化，生產效率高；
⑤. 模(mo)具復雜，適(shi)于大批量(liang)生產。
進行(xing)沖(chong)(chong)壓加工的設備一般包括有：下料的剪(jian)機(ji)；沖(chong)(chong)壓成型的沖(chong)(chong)床。
一(yi)、分離工(gong)序
分(fen)離工序是使(shi)坯料(liao)的一部分(fen)與(yu)另(ling)一部分(fen)相互分(fen)離的工序，通常
又稱為落料及沖(chong)孔(kong)（沖(chong)裁(cai)）。
坯料的沖裁按封閉輪(lun)廓分離(li)可分為：
①. 落料(liao)： 被(bei)分離的(de)部分為成(cheng)品，而周邊(bian)為廢料(liao)。
②. 沖孔： 被分(fen)離的(de)部(bu)分(fen)為廢料，而周邊是(shi)成品。
1. 沖裁(cai)變形(xing)過程
常用金屬(shu)材(cai)料的沖裁過程大(da)致可以分成以下三個階(jie)段。
①. 彈性變形階段
沖頭接觸板料(liao)(liao)后，開始壓(ya)縮材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)，并使材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)產生彈性壓(ya)縮、拉伸(shen)與彎曲(qu)等變形。這時沖頭略(lve)擠入材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)，材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)另一側也略(lve)擠入凹(ao)模(mo)。隨(sui)著沖頭繼續(xu)壓(ya)人，材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)內的(de)(de)應力(li)達到(dao)彈性極限。此時，凸模(mo)下的(de)(de)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)略(lve)有彎曲(qu)，凹(ao)模(mo)上的(de)(de)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)則向上翹(qiao)。間隙越大(da)，彎曲(qu)和上翹(qiao)越嚴重。
②. 塑性變形階(jie)段
當沖頭繼續壓入(ru)，壓力(li)增(zeng)加(jia)，材(cai)料(liao)內(nei)的應力(li)達(da)到(dao)屈服極限時便開始進入(ru)塑(su)性變形(xing)(xing)階段。這(zhe)(zhe)時沖頭擠入(ru)材(cai)料(liao)的深度(du)(du)逐(zhu)漸(jian)增(zeng)大(da)(da)(da)，即塑(su)性變形(xing)(xing)程度(du)(du)逐(zhu)漸(jian)增(zeng)大(da)(da)(da)，材(cai)料(liao)內(nei)部的拉應力(li)和(he)彎矩都增(zeng)大(da)(da)(da)，變形(xing)(xing)區(qu)材(cai)料(liao)硬(ying)化加(jia)劇，沖裁(cai)變形(xing)(xing)力(li)不斷(duan)增(zeng)大(da)(da)(da)，直到(dao)刃(ren)口附近的材(cai)料(liao)由于拉應力(li)的作用出現微裂紋時，沖裁(cai)變形(xing)(xing)力(li)達(da)到(dao)最大(da)(da)(da)值。材(cai)料(liao)出現微裂紋，說(shuo)明材(cai)料(liao)開始被(bei)破壞，因而塑(su)性變形(xing)(xing)階段告終。由于存在沖模間隙，這(zhe)(zhe)個(ge)階段中除了剪切變形(xing)(xing)處，沖裁(cai)區(qu)還產生彎曲(qu)和(he)拉伸(shen)，顯然間隙越大(da)(da)(da)，彎曲(qu)和(he)拉伸(shen)也(ye)越大(da)(da)(da)。
③. 斷裂(lie)分離階(jie)段
沖頭仍然(ran)不斷地繼(ji)續(xu)壓(ya)人，已形成的上、下微(wei)裂紋逐漸擴(kuo)大并向材料內延(yan)伸，當上、下兩(liang)裂紋相遇(yu)重(zhong)合時，材料便被剪斷分(fen)離(li)。
沖裁過(guo)程的變形是很復雜的，除了剪切變形外，還存在拉深、彎(wan)曲(qu)、橫向(xiang)擠壓等變形。所(suo)以，沖裁件及(ji)廢料的平(ping)面不平(ping)整，常有翹曲(qu)現(xian)象。
2. 凸、凹模間隙
凸、凹模間隙(xi)的大(da)小直(zhi)接影(ying)響斷面質(zhi)量、模具壽命(ming)、卸(xie)料力、推件力、沖裁(cai)力和沖裁(cai)件的尺寸精(jing)度(du)，因此必須嚴格(ge)掌握和控制(zhi)。
間隙過大(da)：①. 材料拉(la)應力(li)大(da)，塑性變(bian)形階段過早結束(shu)；②. 亮帶小，剪裂帶、毛刺(ci)大(da)；③. 卸料力(li)和推件力(li)小。
間(jian)隙(xi)過小：①. 壓應(ying)力大(da)、拉應(ying)力小，可抑制裂紋；②. 凸(tu)模(mo)(mo)刃口裂紋正常向(xiang)外(wai)，毛刺增大(da)；③. 凸(tu)模(mo)(mo)與沖孔、凹模(mo)(mo)與落料之間(jian)摩擦增大(da)；④. 降(jiang)低模(mo)(mo)具壽命。
總之(zhi)，沖(chong)(chong)裁件(jian)斷面(mian)質量(liang)要求較高(gao)時，應選(xuan)用較小間(jian)隙(xi)；沖(chong)(chong)裁件(jian)斷面(mian)質量(liang)無(wu)嚴格要求時，可(ke)選(xuan)用較大間(jian)隙(xi)。一般來說間(jian)隙(xi)范(fan)圍在5%~10%的板厚，既可(ke)以(yi)提高(gao)沖(chong)(chong)裁件(jian)斷面(mian)質量(liang)，還有利(li)于提高(gao)沖(chong)(chong)模(mo)壽命。
3. 凸、凹模刃口尺寸(cun)確定及(ji)沖床(chuang)噸位的選擇(ze)
沖(chong)孔(kong)模(mo)(mo)(mo)：①. 以(yi)沖(chong)孔(kong)件來(lai)確定凸(tu)模(mo)(mo)(mo)尺寸，考(kao)慮(lv)磨損，凸(tu)模(mo)(mo)(mo)選孔(kong)的最(zui)大尺寸（公差(cha)允許內）；②. 以(yi)凸(tu)模(mo)(mo)(mo)為基(ji)準，加上(shang)間隙，設計凹模(mo)(mo)(mo)。沖(chong)裁（落料(liao)）
模(mo)(mo)(mo)具：①. 以沖裁料件來(lai)確定凹(ao)模(mo)(mo)(mo)刃(ren)口(kou)尺(chi)(chi)寸(cun)，考(kao)慮凹(ao)模(mo)(mo)(mo)的(de)磨(mo)損和沖裁精度，凹(ao)模(mo)(mo)(mo)刃(ren)口(kou)尺(chi)(chi)寸(cun)取(qu)公差范圍最小值(zhi)；②. 以凹(ao)模(mo)(mo)(mo)尺(chi)(chi)寸(cun)為基準，減去間隙，設計(ji)沖模(mo)(mo)(mo)。
沖床(chuang)噸(dun)位的選擇(ze)(ze)：在(zai)選擇(ze)(ze)沖床(chuang)噸(dun)位時(shi)，應以模具強度為依(yi)據(ju)。
平刃(ren)沖模的沖裁(cai)力P為：
P=KLδτ，N 式(shi)中 L-沖(chong)裁(cai)周(zhou)邊長度(du)，mm; δ－坯料厚度(du)，mm; τ－抗剪強(qiang)度(du)，MPa; K-系數(shu)，間隙不均，刃口(kou)鈍化等。
4. 沖(chong)裁件(jian)的排樣
沖裁(cai)時(shi)沖裁(cai)件的排(pai)樣(yang)是一項精細的工作，排(pai)樣(yang)既(ji)要保證沖裁(cai)質(zhi)量，還要做到不(bu)浪費原材料。
①. 排樣合理，可以提高材料利用率。
無搭(da)邊排樣：落料件(jian)形狀(zhuang)的一個(ge)邊作為(wei)另一個(ge)落料件(jian)邊緣，材料利用率高，尺寸不準，毛刺不在同(tong)一平面上。
有搭邊排樣：各落料件之間有一定(ding)尺(chi)(chi)寸(cun)的距離，毛刺(ci)小，并在同(tong)一平(ping)面上，尺(chi)(chi)寸(cun)精確，但(dan)造成一定(ding)材(cai)料的浪費。
②. 修整(zheng)
利(li)用(yong)修整模沿沖裁(cai)件(jian)外緣或內孔刮削一層薄金(jin)屬，以(yi)切掉普(pu)通(tong)沖裁(cai)時，在沖裁(cai)件(jian)斷面(mian)上(shang)存留的剪裂帶、毛刺，提高沖裁(cai)件(jian)的尺寸精(jing)度和降(jiang)低表面(mian)粗糙度。
外緣修(xiu)整(zheng)：修(xiu)整(zheng)沖裁(cai)件外形(xing)。內緣修(xiu)整(zheng)：修(xiu)整(zheng)沖裁(cai)件內孔。與切削加工相似，間隙小，可采用負(fu)間隙，凸模大于凹模。精度達(da)IT6~IT7,表(biao)面粗(cu)糙度為(wei)Ra為(wei)0.8~1.6μm(V7~V8)。
③. 切(qie)斷
用(yong)剪床或沖(chong)模把板料(liao)沿(yan)不(bu)封閉輪廓進行分離的(de)工(gong)序。
剪(jian)切：一(yi)般條料是由大板料剪(jian)成(cheng)。
沖模：生產(chan)用于形狀簡單、精度要求不高的(de)平板件。
二、變形工(gong)序
變形工序是使坯料(liao)的一(yi)部(bu)分相對于另一(yi)部(bu)分產生(sheng)位(wei)移，而且(qie)不(bu)發生(sheng)破裂的工序。使坯料(liao)發生(sheng)變形的工序包括有：拉深、彎曲、翻邊、成型等。
1. 拉深(shen)
拉深(shen)是利(li)用專用模具(ju)將沖裁或剪裁后所(suo)得到(dao)的(de)(de)平板坯料制成(cheng)開口的(de)(de)空(kong)心件的(de)(de)一種沖壓工藝方法(fa)。
其(qi)特點是(shi)板料在凸模的帶動(dong)(dong)下(xia)，可以向凹模內(nei)流動(dong)(dong)，即依(yi)靠材料的流動(dong)(dong)性和延伸率成(cheng)型(xing)，如(ru)圖4-1所示。
拉(la)深可分為無(wu)壓(ya)(ya)邊(bian)圈(quan)拉(la)深和(he)有壓(ya)(ya)邊(bian)圈(quan)拉(la)深兩種。只有當法蘭(lan)(lan)尺寸保(bao)證不(bu)會起(qi)皺時(shi)，才有可能完(wan)成(cheng)無(wu)壓(ya)(ya)邊(bian)圈(quan)拉(la)深。毛坯越厚，法蘭(lan)(lan)就越不(bu)易失(shi)穩。首(shou)次拉(la)深不(bu)起(qi)皺的條(tiao)件(jian)是：
D-d≤(18~22)δ 式中 D--毛坯直徑，mm; d--成型直徑，mm; δ-毛坯厚(hou)度(du)，mm.
對于有(you)壓邊(bian)(bian)圈的(de)拉深，由于拉深過程(cheng)中(zhong)毛(mao)坯邊(bian)(bian)緣變厚，所以壓邊(bian)(bian)的(de)力不可能均勻地分布在法蘭的(de)面(mian)積上，，而是(shi)集中(zhong)于距(ju)毛(mao)坯邊(bian)(bian)緣一定距(ju)離的(de)環形面(mian)積上，其他部分則無(wu)壓邊(bian)(bian)力作用。
拉深過程：①. 直(zhi)徑為D的坯(pi)料(liao)平板放置在(zai)凹模(mo)上；②. 凸模(mo)向下(xia)運(yun)動，板坯(pi)料(liao)被拉入凸、凹模(mo)的間隙中，形成空心(xin)零件。
受(shou)力分(fen)析：底部(bu)是不(bu)變(bian)(bian)形的，只起傳遞拉力的作用，所以其厚度基本不(bu)變(bian)(bian)。壓環圈部(bu)分(fen)在拉力的作用下，厚度略減小。法蘭(lan)部(bu)分(fen)由于切向受(shou)壓力作用，所以會變(bian)(bian)厚。底角部(bu)分(fen)受(shou)拉力作用，故(gu)會變(bian)(bian)厚。
2. 拉深中的廢(fei)品(pin)
①. 拉(la)裂
當應(ying)力(li)大于材料的抗拉強(qiang)度時，在無底角部(bu)分會發生(sheng)拉裂。
產生拉裂的(de)影響因素如下：
a. 凸(tu)凹模(mo)的圓角(jiao)半徑：圓角(jiao)半徑過于(yu)小(xiao)，也就(jiu)是凸(tu)凹模(mo)與坯(pi)料接觸(chu)的棱角(jiao)不可太鋒利(li)，否則易拉裂。凸(tu)凹模(mo)的圓角(jiao)半徑：rm=108(板厚）；ra=(0.6~1)rm
b. 凸凹模間隙(xi)：間隙(xi)過小，模具與拉深件(jian)間的摩擦(ca)力增大(da)，極(ji)易拉裂工(gong)件(jian)，同時(shi)擦(ca)傷工(gong)件(jian)表面，降低模具壽命（磨損大(da)）。一般要(yao)求，間隙(xi)＝（1.1~1.2)δ.當間隙(xi)過大(da)時(shi)，極(ji)易造(zao)成(cheng)工(gong)件(jian)起皺。
c.拉深系數m:m=d/D(d為(wei)(wei)工件(jian)直徑；D為(wei)(wei)坯(pi)料直徑）。
拉(la)(la)(la)深(shen)系數(shu)是(shi)用來衡(heng)量拉(la)(la)(la)深(shen)變形(xing)程度的，m越(yue)小(xiao)，變形(xing)越(yue)大，易(yi)于拉(la)(la)(la)深(shen)，材(cai)料的塑(su)性好，m值相對會(hui)小(xiao)，一般來說，m≥0.5~0.8 時(shi)易(yi)于塑(su)性變形(xing)，若(ruo)m過小(xiao)，則應采取多(duo)次拉(la)(la)(la)深(shen)，方可(ke)完成拉(la)(la)(la)深(shen)作業，多(duo)次拉(la)(la)(la)深(shen)時(shi)要(yao)進(jin)行中(zhong)間退火(huo)(huo)。在兩次拉(la)(la)(la)深(shen)之間進(jin)行退火(huo)(huo)，以消除拉(la)(la)(la)深(shen)過程中(zhong)的加工硬(ying)化。
②. 起皺
法蘭受切向壓力起(qi)皺，起(qi)皺后(hou)坯料拉不進(jin)凹模；在凹模入口處，拉裂，若能拉人，產品側(ce)壁就會有痕(hen)跡。
影響因素：8/D(8為板厚，D為坯料直徑）比值小，起(qi)皺。
起皺(zhou)防止方(fang)法(fa)：拉深時，采用壓邊環。
③. 毛坯尺(chi)寸及拉深力的確定(ding)： 按變形前后(hou)板料(liao)面積不變，計算毛坯尺(chi)寸。
④. 法加(jia)(jia)工(gong)拉深件： 旋(xuan)壓件的(de)成(cheng)型(xing)加(jia)(jia)工(gong)，不(bu)用(yong)沖模，變形小(xiao)，可以加(jia)(jia)工(gong)成(cheng)型(xing)很(hen)小(xiao)的(de)工(gong)件，如鋼(gang)筆帽等，也能加(jia)(jia)工(gong)生產大型(xing)工(gong)件，如大型(xing)容器的(de)封頭等。
⑤. 脹形(xing)(xing)： 局(ju)部變形(xing)(xing)：制造加強筋，局(ju)部直(zhi)徑(jing)擴大。
脹形是利用模具強迫坯料(liao)厚度(du)減薄和表面積增(zeng)大，以獲取零件幾何形狀(zhuang)的沖(chong)壓加工(gong)方(fang)法。特點(dian)是坯料(liao)被壓邊圈壓死(si)，不能向凹模內流(liu)動，完全(quan)依靠材(cai)料(liao)本(ben)身的延伸(shen)成型，如圖4-2所示(shi)。
3. 彎(wan)曲
彎曲是在坯料(liao)的一(yi)部分相對于(yu)另一(yi)部分彎曲成一(yi)定(ding)角度的工序。
影響彎(wan)曲應變量的主要因素(su)有彎(wan)曲半(ban)徑與(yu)板厚(hou)之比值(zhi)及彎(wan)曲件彎(wan)曲成型時，外(wai)區受(shou)拉而內區受(shou)壓，卸載后這(zhe)些應力(li)導致回彈。
4. 翻邊
翻邊(bian)(bian)是彎(wan)曲(qu)(qu)的變種，沿彎(wan)曲(qu)(qu)線(xian)方向(xiang)應(ying)變不相等。沿彎(wan)曲(qu)(qu)線(xian)為壓應(ying)變時(shi)稱(cheng)收縮翻邊(bian)(bian)；沿彎(wan)曲(qu)(qu)線(xian)為拉應(ying)變時(shi)稱(cheng)拉伸翻邊(bian)(bian)。彎(wan)曲(qu)(qu)線(xian)為圓周的拉伸翻邊(bian)(bian)即(ji)變為擴孔。
翻(fan)邊是利用模(mo)具把坯料(liao)上的(de)孔緣或者外緣翻(fan)成(cheng)豎邊的(de)沖壓(ya)加工方法(fa)，如圖(tu)4-3所示(shi)。
在圓孔翻邊的(de)中間階(jie)段(duan)，即凸模下面的(de)材料尚未完全(quan)轉(zhuan)移到側面之前，如果(guo)停(ting)止變形，就會(hui)得(de)到如圖4-3所示的(de)成型方式(shi)，這種成型方式(shi)叫做擴(kuo)孔，生(sheng)產應用中很普遍。
圖4-4所示的是帶孔翻邊時(shi)，在圓孔周圍(wei)方向延伸(shen)，而在半徑(jing)方向收縮(suo)的示意圖。
圖4-5是收縮翻(fan)邊和拉(la)伸翻(fan)邊的示意圖。
翻邊是在帶孔(kong)的(de)板坯上，用擴(kuo)孔(kong)的(de)方法獲(huo)得凸緣的(de)工序。
