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機(jī)械常識(shí)沖壓材料知識(shí)機(jī)床知識(shí)工程課件

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1、常用沖壓材料介紹常用沖壓材料介紹 返回首頁(yè)返回首頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)上一章上一章下一頁(yè)下一頁(yè)下一章下一章沖壓材料是影響零件質(zhì)量和模具壽命的重要因素。目前,可沖壓的材料不僅是低碳鋼,而且還有不銹鋼、鋁及鋁合金、銅及銅合金等。一般以含碳量0.25%及抗拉強(qiáng)度小于650N/mm的材料為主。例如冷軋鋼SPCC(JIS)或1010(SAE)。對(duì)金屬材料的沖壓性能要求:1具有良好的機(jī)械性能及較大的變形能力。金屬材料的機(jī)械性能是指抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率、硬度塑性應(yīng)變比。2具有理想的金相組織結(jié)構(gòu) 金相組織是材料的微觀質(zhì)量特征。它的主要標(biāo)志是:滲碳體或碳化物的球化程度。第一節(jié)第一節(jié) 沖壓材料的性能要求沖壓材料的性

2、能要求第二節(jié)第二節(jié) 沖壓材料的特性與成形性沖壓材料的特性與成形性:1.1.1.1.沖壓材料性能(參考值見下表沖壓材料性能(參考值見下表):返回首頁(yè)返回首頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)上一章上一章下一頁(yè)下一頁(yè)下一章下一章1.21.2 沖壓材料特征參數(shù):沖壓材料特征參數(shù):屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和屈強(qiáng)比屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和屈強(qiáng)比抗拉強(qiáng)度是計(jì)算沖壓加工力的基本要素。所謂抗拉強(qiáng)度是實(shí)際拉伸試驗(yàn)過(guò)程中之最大荷重值除以試驗(yàn)片開始時(shí)的斷面積。即:b=PMAX/A(kg/mm2)當(dāng)屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度高時(shí),沖壓成形力大,成形的難度加大,而且還會(huì)降低模具的壽命。如果屈服強(qiáng)度高,在沖壓成形結(jié)束后,沖壓件由模具內(nèi)脫離并卸載時(shí),彈性恢復(fù)的變

3、形也大,影響沖壓件的尺寸精度。一般的計(jì)算中,沖壓材料的剪切應(yīng)力 =0.8*抗拉強(qiáng)度 b注:1Pa=1N/m2=1x10-6N/mm2=1.01972x10-7Kg/mm2延伸率延伸率在材料拉伸試驗(yàn)中,試樣拉斷后,由于保留了塑性變形,試樣長(zhǎng)度由原來(lái)的L變成了L1,用百分比表示的比值 =(L1-L)/L 就稱為延伸率。均勻延伸率U是在單向拉伸過(guò)程中出現(xiàn)局部縮頸時(shí),也就是發(fā)生拉伸過(guò)程失穩(wěn)定時(shí)的延伸率。如果板材的延伸率大,對(duì)所有的伸長(zhǎng)類沖壓成形都是有利的。當(dāng)延伸率大時(shí),脹形、翻邊的成形極限也大。因此,大多數(shù)的優(yōu)質(zhì)沖壓鋼都具有較高的均勻延伸率。返回首頁(yè)返回首頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)上一章上一章下一頁(yè)下一頁(yè)下一章下

4、一章加工硬化值加工硬化值(n)(n)不銹鋼板的引伸成形要分幾次加工才能達(dá)到產(chǎn)品形狀,在引伸加工過(guò)程中會(huì)使材料產(chǎn)生硬化現(xiàn)象,這種現(xiàn)象一般稱為加工硬化。加工硬化之生成原因?yàn)椴牧铣惺芤凰苄宰冃魏?,在于同方向施加?fù)荷力將使其降伏點(diǎn)上升,從而增加必要的變形抵抗以對(duì)抗塑性變形之再產(chǎn)生。降伏點(diǎn)是超越彈性變形區(qū)域而產(chǎn)生永久變形的初始點(diǎn),由拉伸試驗(yàn)知,是荷重不增加而伸展行為仍進(jìn)行的點(diǎn)。加工硬化系數(shù)之高低意味著什么現(xiàn)象呢?n值高的材料會(huì)發(fā)生下列的行為:(1)繼續(xù)進(jìn)行加工會(huì)造成材料硬化、伸長(zhǎng)量減少而使加工不易。(2)繼續(xù)進(jìn)行加工將會(huì)抑制局部變形,得到一致的變形。n值低的材料會(huì)發(fā)生下列的行為:繼續(xù)進(jìn)行加工會(huì)引起局部的

5、變形,弱的部份甚至破斷。因此,伸長(zhǎng)類成形要求板材具有較大的n值。塑性應(yīng)變比(塑性應(yīng)變比(r r)它是表示板材各向異性性能的參數(shù)。由于板材在制造過(guò)程中要經(jīng)歷軋制與退火等工藝,結(jié)果使板材形成結(jié)晶方位趨于一致的織構(gòu)組織,在宏觀上表現(xiàn)為各向異性,即在不同的方向上板材的性能有一定的差異。在生產(chǎn)中用r值來(lái)表示板材的各向異性,其值等于對(duì)數(shù)應(yīng)變表示的寬度應(yīng)變b與厚度方向應(yīng)變t之比,即:r=b/t=ln(b/b0)/ln(t/t0)r值主要影響拉深性能,板材的r值大,它的拉深性能也好。返回首頁(yè)返回首頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)上一章上一章下一頁(yè)下一頁(yè)下一章下一章 硬度硬度(Hardness)一般說(shuō)來(lái),硬度越低,塑性越好。但是

6、,材料的硬度偏高,若碳化物球化率在90%以上,也能得到良好的沖裁面。反之,材料的硬度偏低,但球化不充分,也會(huì)使沖裁面撕裂。因此,硬度是判斷是否適合剪切的宏觀指標(biāo),而金屬組織(碳化物的均勻性和球化程度)是判斷是否適合沖裁的微觀指標(biāo)。球化度球化度(Spheroidizing)低碳鋼的組織是以軟的鐵素體為基體與少量的珠光體組成。而珠光體是鐵素體與滲碳體的細(xì)密的混合物,其中滲碳體含量占12%。鐵素體具有很好的塑性,而滲碳體則硬而脆。從同一含碳量的材料來(lái)看,通過(guò)隨著碳化物的球化,可提高塑性而改善沖裁面的質(zhì)量。注:什么是球化退火?目的在于使網(wǎng)狀二次滲碳體及珠光體中的層狀滲碳體發(fā)生球化變成粒狀的滲碳體,降低

7、材料硬度,改善切削加工性,并為淬火作好準(zhǔn)備。由于珠光體本身較硬,而且由于網(wǎng)狀二次滲碳體的存在,更增加了鋼的硬度和脆性。這不僅給切削加工帶來(lái)困難,而且還會(huì)引起淬火時(shí)產(chǎn)生變形和開裂。時(shí)效割裂時(shí)效割裂在對(duì)某些板材(如不銹鋼板與黃銅板等)進(jìn)行拉深成形時(shí),由于拉深時(shí)形成的殘余應(yīng)力的作用,在拉深后會(huì)在圓筒形件的側(cè)壁產(chǎn)生縱向開裂現(xiàn)象。這種開裂現(xiàn)象可能在脫模后立即產(chǎn)生,也可能在放置一段時(shí)間之后,或在沖壓件使用過(guò)程當(dāng)中發(fā)生,故稱為時(shí)效割裂。返回首頁(yè)返回首頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)上一章上一章下一頁(yè)下一頁(yè)下一章下一章 圓筒深引伸試驗(yàn)(圓筒深引伸試驗(yàn)(LDR值)值)圓筒深引伸試驗(yàn)法是評(píng)估金屬薄板深引伸性試驗(yàn)法中最基本的方法之一

8、。此試驗(yàn)之目的在于求得金屬材料的引伸界限比(LimitDrawingRatio,簡(jiǎn)稱LDR),LDR值越大表示該材料具有越好的引伸性。LDRD/dp,其中:D表示胚料直徑,dp表示沖頭(引伸制品)直徑。LDR值與塑性應(yīng)變比r值呈正向關(guān)系,即r值大的材料其深引伸性也較佳。錐皿試驗(yàn)(錐皿試驗(yàn)(CCV值)值)錐皿試驗(yàn)法是評(píng)估金屬薄板(厚度0.51.6mm)成形性試驗(yàn)法中最基本的方法之一。CCV值可作為深引伸與拉伸之復(fù)合成形性之評(píng)估試驗(yàn),其與加工硬化值系及塑性應(yīng)變比有密切關(guān)系。返回首頁(yè)返回首頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)上一章上一章下一頁(yè)下一頁(yè)下一章下一章第三節(jié):常用鋼材牌號(hào)介紹第三節(jié):常用鋼材牌號(hào)介紹返回首頁(yè)返回首

9、頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)上一章上一章下一頁(yè)下一頁(yè)下一章下一章3.1 日本鋼材(JIS系列)的牌號(hào)中普通結(jié)構(gòu)鋼主要由三部分組成:第一部分表示材質(zhì),如:S(Steel)表示鋼,F(xiàn)(Ferrum)表示鐵;第二部分表示不同的形狀、種類、用途,如:P(Plate)表示板,T(Tube)表示管,K(Kogu)表示工具;第三部分表示特征數(shù)字,一般為最低抗拉強(qiáng)度。如:SS400第一個(gè)S表示鋼(Steel),第二個(gè)S表示“結(jié)構(gòu)”(Structure),400為下限抗拉強(qiáng)度400MPa,整體表示抗拉強(qiáng)度為400MPa的普通結(jié)構(gòu)鋼。3.2 SPHC首位S為鋼Steel的縮寫,P為板Plate的縮寫,H為熱Heat的縮寫,C商

10、業(yè)Commercial的縮寫,整體表示一般用熱軋鋼板及鋼帶。3.3 SPHD表示沖壓用熱軋鋼板及鋼帶。3.4、SPHE表示深沖用熱軋鋼板及鋼帶。3.5、SPCC表示一般用冷軋?zhí)妓劁摫“寮颁搸В喈?dāng)于中國(guó)Q195-215A牌號(hào)。其中第三個(gè)字母C為冷Cold的縮寫。需保證抗拉試驗(yàn)時(shí),在牌號(hào)末尾加T為SPCCT。3.6、SPCD表示沖壓用冷軋?zhí)妓劁摫“寮颁搸В喈?dāng)于中國(guó)08AL(13237)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。返回首頁(yè)返回首頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)上一章上一章下一頁(yè)下一頁(yè)下一章下一章3.7、SPCE表示深沖用冷軋?zhí)妓劁摫“寮颁搸?,相?dāng)于中國(guó)08AL(5213)深沖鋼。需保證非時(shí)效性時(shí),在牌號(hào)末尾加N為SPCEN。

11、冷軋?zhí)妓劁摫“寮颁搸д{(diào)質(zhì)代號(hào):退火狀態(tài)為A,標(biāo)準(zhǔn)調(diào)質(zhì)為S,1/8硬為8,1/4硬為4,1/2硬為2,硬為1。表面加工代號(hào):無(wú)光澤精軋為D,光亮精軋為B。如SPCC-SD表示標(biāo)準(zhǔn)調(diào)質(zhì)、無(wú)光澤精軋的一般用冷軋?zhí)妓乇“濉T偃鏢PCCT-SB表示標(biāo)準(zhǔn)調(diào)質(zhì)、光亮加工,要求保證機(jī)械性能的冷軋?zhí)妓乇“濉?.8、JIS機(jī)械結(jié)構(gòu)用鋼牌號(hào)表示方法為:S+含碳量+字母代號(hào)(C、CK),其中含碳量用中間值100表示,字母C:表示碳K:表示滲碳用鋼。如碳結(jié)卷板S20C其含碳量為0.18-0.23%。第四節(jié)第四節(jié) 常用沖壓材料介紹常用沖壓材料介紹4.1 熱軋鋼熱軋鋼熱軋鋼是一種優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼,含碳量約0.100.15,屬

12、于低碳鋼。沖壓用的熱軋鋼有下列三種:(1)、SPHC是熱軋鋼的代表鋼種。(2)、SPHD與SPHC相比,其拉伸性較佳。(3)、SPHE與SPHC相比,其拉伸性更佳。分類及性能介紹:返回首頁(yè)返回首頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)上一章上一章下一頁(yè)下一頁(yè)下一章下一章4.2 冷軋鋼冷軋鋼冷軋鋼亦是一種優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼,含碳量約0.080.12,屬于低碳鋼。沖壓用的冷軋鋼有下列三種:(1)、SPCC是冷軋鋼的代表鋼種。(2)、SPCD與SPCC相比,其拉伸性較佳。(3)、SPCE與SPCC相比,其拉伸性更佳。分類及性能介紹:返回首頁(yè)返回首頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)上一章上一章下一頁(yè)下一頁(yè)下一章下一章返回首頁(yè)返回首頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)上一章

13、上一章下一頁(yè)下一頁(yè)下一章下一章返回首頁(yè)返回首頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)上一章上一章下一頁(yè)下一頁(yè)下一章下一章4.34.3不銹鋼不銹鋼不銹鋼是指含鉻量達(dá)到11%以上高合金鋼,其主要的特征是耐腐蝕性及耐熱性,具有不銹性與表面光輝性。在沖壓成形中應(yīng)用的不銹鋼有鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼以及馬氏體不銹鋼。鐵素體不銹鋼的沖壓性能接近于冷軋鋼板,在這種不銹鋼板生產(chǎn)過(guò)程中也可利用熱軋、冷軋與退火的方法獲得織構(gòu)組織,使r值達(dá)到1.21.8左右,因此具有良好的拉深性能。但是它的硬化指數(shù)約為0.2左右,伸長(zhǎng)率約為0.250.3左右,均小于奧氏體不銹鋼,所以它的伸長(zhǎng)類沖壓成形性能較差。不銹鋼具有下列特性:(1)硬度及抗拉強(qiáng)度高于

14、軟鋼板的2倍(2)熱傳導(dǎo)性不佳,熱膨脹系數(shù)大(3)深引伸加工會(huì)產(chǎn)生時(shí)效割裂(4)表面容易被模具刮傷不銹鋼牌號(hào)表示的含義:SUS*CSP返回首頁(yè)返回首頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)上一章上一章下一頁(yè)下一頁(yè)下一章下一章鋼鋼(steelsteel)一般用一般用(useuse)不銹的不銹的(stainlessstainless)牌牌 號(hào)號(hào)彈簧(彈簧(springspring)條、帶(條、帶(StripStrip)冷冷的(的(coldcold)分類及性能介紹:返回首頁(yè)返回首頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)上一章上一章下一頁(yè)下一頁(yè)下一章下一章返回首頁(yè)返回首頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)上一章上一章下一頁(yè)下一頁(yè)下一章下一章返回首頁(yè)返回首頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)上一章

15、上一章下一頁(yè)下一頁(yè)下一章下一章4.4 銅及銅合金銅及銅合金銅及銅合金依其制造方法可分為伸銅材(展伸銅)及鑄造材兩大類;銅及銅合金之代表性特征如下:(1)熱傳導(dǎo)性好,導(dǎo)電性佳;(2)切削加工性好;(3)具有非磁性功能;(4)低溫下不產(chǎn)生脆化現(xiàn)象;(5)耐腐蝕;(6)彈性好;(7)色調(diào)美觀,易鍍錫;返回首頁(yè)返回首頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)上一章上一章下一頁(yè)下一頁(yè)下一章下一章分類及性能介紹:返回首頁(yè)返回首頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)上一章上一章下一頁(yè)下一頁(yè)下一章下一章返回首頁(yè)返回首頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)上一章上一章下一頁(yè)下一頁(yè)下一章下一章4.54.5、鋁及鋁合金、鋁及鋁合金 鋁及鋁合金材料依其制造成形過(guò)程可分為伸展材及鑄造材兩大類。

16、伸展材料又有熱處理合金與非熱處理合金之區(qū)別,主要在于控制材料強(qiáng)度的方法不同。非熱處理合金是以調(diào)整冷加工程度大小來(lái)控制材料的強(qiáng)度,一般而言,冷加工程度越高則材料強(qiáng)度越高。熱處理合金是以淬火、時(shí)效處理等熱處理手段來(lái)獲得所需要的強(qiáng)度?;咎卣鳎?1):美麗的外觀 (2):強(qiáng)度重量比大 (3):優(yōu)良的加工性 (4):綜合性佳(5):耐蝕性 (6):低溫特性 (7):導(dǎo)電性佳 (8):熱傳導(dǎo)性佳(9):反射性佳 (10):非磁性 (11):無(wú)毒性 (12):回收分類:返回首頁(yè)返回首頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)上一章上一章下一頁(yè)下一頁(yè)下一章下一章返回首頁(yè)返回首頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)上一章上一章下一頁(yè)下一頁(yè)下一章下一章各位數(shù)字所

17、代表的含義:第一位數(shù):第一位數(shù):表示主要添加合金元素 1:純鋁 2:主要添加合金元素為銅 3:主要添加合金元素為錳或錳與鎂 4:主要添加合金元素為矽 5:主要添加合金元素為鎂 6:主要添加合金元素為矽與鎂 7:主要添加合金元素為鋅與鎂 8:不屬于上列合金系的新合金第二位數(shù):第二位數(shù):表示原合金中主要添加合金元素含量或雜質(zhì)成分含量經(jīng)修改的合金 0:表示原合金 1:表示原合金成分經(jīng)第一次修改 2:表示原合金成分經(jīng)第二次修改 第三及第四位數(shù):第三及第四位數(shù):純鋁:表示純度亦即最低含鋁量 合金:表示個(gè)別合金的代號(hào)“”后面的 Hn或Tn表示加工硬化的狀態(tài)或熱處理狀態(tài)的煉度符號(hào) Hn:表示非熱處理合金的煉度符號(hào) Tn:表示熱處理合金的煉度符號(hào)返回首頁(yè)返回首頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)上一章上一章下一頁(yè)下一頁(yè)下一章下一章分類及性能介紹:本次培訓(xùn)到此結(jié)束,謝謝!

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