第1章-冲压成形概述

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1、1 第一章第一章 冲压成形概述冲压成形概述 第二章第二章 冲裁工艺与冲裁模冲裁工艺与冲裁模 第三章第三章 弯曲工艺与弯曲模弯曲工艺与弯曲模 第四章第四章 拉深工艺与拉深模拉深工艺与拉深模 第五章第五章 级进冲压工艺与模具级进冲压工艺与模具 第六章第六章 冲压工艺设计冲压工艺设计第一篇第一篇 冲压成形工艺及冲压模冲压成形工艺及冲压模2 第第1 1章章 冲压成形概述冲压成形概述 1.1 1.1 冲压成形特点与分类冲压成形特点与分类 1.2 1.2 冲压成形的基本理论冲压成形的基本理论 1.3 1.3 冲压常用材料冲压常用材料 1.4 1.4 冲压设备冲压设备第一篇第一篇 冲压成形工艺及冲压模冲压成

2、形工艺及冲压模3内容简介：内容简介：本篇讲述冲压工艺与模具设计的基础知识。涉及冲压和冲模概念、冲压工序和冲模分类；常见冲压设备及工作原理、选用原则；冲压成形基本原理和规律；冲压成形性能及常见冲压材料；常用的几种冲压工艺设计及计算，冲压模具典型结构及设计的基本知识等。第一篇第一篇 冲压成形工艺及冲压模冲压成形工艺及冲压模4冲压冲压：一、概述冲压生产场景冲压生产场景在常温下利用在常温下利用模具模具在在压力机压力机上对上对板料板料施加压力，使其产生施加压力，使其产生分离或分离或塑性变形塑性变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件的加工方法。，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件的加工方法。1.1 冲压

3、成形特点与分类冲压成形特点与分类56加工对象：加工对象：主要是金属板材主要是金属板材加工依据：加工依据：板材冲压成形性能（主要是塑性）板材冲压成形性能（主要是塑性）加工设备：加工设备：主要是压力机主要是压力机加工加工工艺装备工艺装备：冲压模具冲压模具冲压模具冲压模具（简称冲模）：（简称冲模）：在冲压加工中，将材料加工成零件在冲压加工中，将材料加工成零件（或半成品）的一种特殊（或半成品）的一种特殊工艺装备工艺装备，称为冲压模具。称为冲压模具。冲压生产的冲压生产的三要素三要素合理的合理的冲压工艺冲压工艺先进的先进的模具模具高效的高效的冲压设备冲压设备7二、冲压加工的特点及其应用优优质质、高高效效、

4、低低成本成本1.1.生产的制件精度高、复杂程度高、一致性好生产的制件精度高、复杂程度高、一致性好;2.2.冲压生产率高和材料利用率高冲压生产率高和材料利用率高;“一模一样”、质量稳定、互换性好 可加工可加工薄壁、复杂零件零件 8冲压成形适宜冲压成形适宜批量批量生产生产 冲压加工是制造业中冲压加工是制造业中最常用最常用的一种材料成形加工方法。的一种材料成形加工方法。冲压成形产品示例一冲压成形产品示例一日常用品日常用品冲压成形产品示例二冲压成形产品示例二高科技产品高科技产品3.3.模具加工精度高、技术要求高、生产成本高。模具加工精度高、技术要求高、生产成本高。9三、冲压技术的现状和发展方向1.1.

5、冲压成形理论及冲压工艺冲压成形理论及冲压工艺 冲压变形基础理论研究冲压变形基础理论研究新工艺的研究和推广新工艺的研究和推广2.2.模具先进制造工艺及设备模具先进制造工艺及设备 模具设计与制造的现代化模具设计与制造的现代化是模具工业发展的基础。是模具工业发展的基础。计算机技术、信息技术等先进技术在模具技术中得到广泛的应用计算机技术、信息技术等先进技术在模具技术中得到广泛的应用.数控化、高速化、复合化加工技术数控化、高速化、复合化加工技术先进特种加工技术先进特种加工技术精密磨削、微细加工技术精密磨削、微细加工技术先进工艺装备技术先进工艺装备技术数控测量数控测量103.3.模具新材料及热、表处理模具

6、新材料及热、表处理 模具新材料模具新材料 热处理、表面处理新工艺热处理、表面处理新工艺 4.4.模具模具CAD/CAM技术技术 以三维造型为基础、基于并行工程以三维造型为基础、基于并行工程 5.5.快速经济制模技术快速经济制模技术 6.6.先进生产管理模式先进生产管理模式 现代系统管理技术现代系统管理技术 加快模具的制造速度，降低模具生产成本。加快模具的制造速度，降低模具生产成本。适应小批量试制。适应小批量试制。11 模具工业是国民经济的基础工业基础工业，是高技术行业高技术行业。模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一。模具技术是先进制造技术的重要代表，模具工

7、业是高新技术产业的一个重要组成部分。模具在日本被誉为“进入富裕社会的原动力”、在德国被称为“金属加工业中的帝王”。模具设计与制造专业人才是制造业紧缺人才。冲压技术现状与发展方向（续）12四、冲压工序的分类 根据材料的变形特点分：根据材料的变形特点分：分离工序分离工序：分离工序、成形工序分离工序、成形工序指坯料在模具刃口作用下，沿一定的轮廓线分离而指坯料在模具刃口作用下，沿一定的轮廓线分离而获得冲件的加工方法获得冲件的加工方法。1314成形工序成形工序：指坯料在模具压力作用下，使坯料产生塑性变形，指坯料在模具压力作用下，使坯料产生塑性变形，但不产生分离而获得具有一定形状和尺寸的冲件的但不产生分离

8、而获得具有一定形状和尺寸的冲件的加工方法加工方法。成形工序主要有弯曲、拉深、翻边等。成形工序主要有弯曲、拉深、翻边等。151617五、冲压模具冲裁模、冲裁模、弯曲模、拉深模弯曲模、拉深模、局部成形模等。、局部成形模等。b.b.根据工序组合程度分类根据工序组合程度分类：单工序模、单工序模、复合模复合模、连续模连续模a.a.根据工艺性质分类根据工艺性质分类：1.冲模的分类182.冲模组成零件冲模通常由上、下模两部分构成。组成模具的零件主要有两类：结构零件结构零件：工艺零件工艺零件：直接参与工艺过程的完成并和坯料有直接接触，包括：工作零件、定位零件、卸料与压料零件等；不直接参与完成工艺过程，也不和坯

9、料有直接接触，只对模具完成工艺过程起保证作用，或对模具功能起完善作用，包括：导向零件、紧固零件、标准件及其它零件等.19冲压产品生产流程：六、冲模设计与制造的要求（冲压）产品设计冲压成形工艺设计冲压模具设计冲模制造冲压产品生产相互影响相互关联冲模设计与制造流程图20 冲压模具设计与制造包括冲压工艺设计冲压工艺设计、模具设计模具设计与模具模具制造制造三大基本工作。冲压工艺设计是冲模设计的基础和依据。冲模设计的目的是保证实现冲压工艺。冲模制造则是模具设计过程的延续，目的是使设计图样，通过原材料的加工和装配，转变为具有使用功能和使用价值的模具实体。冲模设计与制造的要求（续）21 冲模设计与制造必须有

10、系统观点系统观点，必须考虑企业实际情况和产品生产批量，在保证产品质量的前提下，寻求最佳的技术技术经济性经济性。片面追求生产效率、模具精度和使用寿命必然导致成本的增加，只顾降低成本和缩短制造周期而忽视模具精度和使用寿命必然导致质量的下降。冲模设计与制造的要求（续）221.4 1.4 冲压设备冲压设备机械压力机（以机械压力机（以Jxx表示其型号）表示其型号）液压压力机（以液压压力机（以Yxx表示其型号）表示其型号）摩擦压力机摩擦压力机曲柄压力机曲柄压力机高速冲床高速冲床油压机油压机水压机水压机 一、冲压设备分类23类型设备名称工作原理特点机械压力机摩擦压力机利用摩擦盘与飞轮之间相互接触并传递动力，

11、借助螺杆与螺母相对运动原理而工作。结构简单，当超负荷时，只会引起飞轮与摩擦盘之间的滑动，而不致损坏机件。但飞轮轮缘磨损大，生产率低，适用于中小型件的冲压加工，对于校正、压印和成形等冲压工序尤为适宜。曲柄压力机利用曲柄连杆机构进行工作，电机通过皮带轮及齿轮带动曲轴传动，经连杆使滑块作直线往复运动。曲柄压力机分为偏心压力机和曲轴压力机，二者区别主要在主轴，前者主轴是偏心轴，后者主轴是曲轴。偏心压力机一般是开式压力机，而曲轴压力机有开式和闭式之分。生产率高。适用于各类冲压加工。高速冲床工作原理与曲柄压力机相同，但其刚度、精度、行程次数都比较高，一般带有自动送料装置、安全检测装置等辅助装置。生产率很高

12、，适用于大批量生产，模具一般采用多工位连续模。液压机油压机水压机利用帕斯卡原理，以水或油为工作介质，采用静压力传递进行工作，使滑块上、下往复运动。压力大，而且是静压力。但生产率低，适用于拉深、挤压等成形工序。24二、曲柄压力机的主要技术参数二、曲柄压力机的主要技术参数1.1.标称压力标称压力2.2.滑块行程：滑块从上极点到下极点滑块行程：滑块从上极点到下极点 所经过的距离。所经过的距离。3.3.行程次数：滑块每分钟往复的次数。行程次数：滑块每分钟往复的次数。4.4.闭合高度闭合高度5.5.工作台尺寸：应大于冲模的最大平面尺寸。工作台尺寸：应大于冲模的最大平面尺寸。6.6.漏料孔尺寸：漏料孔尺寸

13、：7.7.模柄孔尺寸模柄孔尺寸8.8.电动机功率电动机功率曲柄滑块机构示意图25二、曲柄压力机的型号二、曲柄压力机的型号 JB23-63 JB23-63机械压力机机械压力机 630KN630KN第二种变形第二种变形 开式可倾压力机开式可倾压力机26三、液压机的主要技术参数（三梁四柱式）三、液压机的主要技术参数（三梁四柱式）1.1.公称压力：液压机名义上能产生的最大压力。公称压力：液压机名义上能产生的最大压力。2.2.最大净空距：指活动横梁停止在上限位置时，从工最大净空距：指活动横梁停止在上限位置时，从工作台上表面到活动横梁下表面的距离。作台上表面到活动横梁下表面的距离。3.3.最大行程：活动横

14、梁能够移动的最大距离。最大行程：活动横梁能够移动的最大距离。4.4.顶出器公称压力及行程：顶出器公称压力及行程：5.5.工作台尺寸：工作台面上可以利用的有效尺寸。工作台尺寸：工作台面上可以利用的有效尺寸。6.6.回程力：回程力：7.7.活动横梁速度：分工作行程速度、空行程速度及回程速度。活动横梁速度：分工作行程速度、空行程速度及回程速度。8.8.允许最大偏心距：指工件变形接近压力时所能允许的最大偏允许最大偏心距：指工件变形接近压力时所能允许的最大偏心值。心值。27三、液压机的型号三、液压机的型号 YA32-315 YA32-315液压机液压机 3150KN3150KN第一种变形第一种变形 四柱

15、液压机四柱液压机28作业 复习 课后思考题1、2、629标称压力标称压力：压力机许用压力曲线：压力机许用压力曲线：冲裁、弯曲时压力机的吨冲裁、弯曲时压力机的吨位应比计算的冲压力大位应比计算的冲压力大30%30%左左右。右。压力机的许用压力曲线压力机的许用压力曲线1压力机许用压力曲线压力机许用压力曲线 2冲裁工艺冲裁力实冲裁工艺冲裁力实际变化曲线际变化曲线 3拉深工艺拉深力实际变化曲线拉深工艺拉深力实际变化曲线 滑块下滑到距下极点滑块下滑到距下极点某一特定的距离某一特定的距离h ha a或曲柄旋转到或曲柄旋转到距下极点某一特定角度距下极点某一特定角度时，时，所产生的冲击力称为压力机的所产生的冲击

16、力称为压力机的公称压力。公称压力。实际冲压力曲线与实际冲压力曲线与压力机压力机许用压力曲线不同步。许用压力曲线不同步。拉深时压力机吨位应比计拉深时压力机吨位应比计算出的拉深力大算出的拉深力大60%60%100%100%。30压力机的闭合高度压力机的闭合高度：压力机的装模高度压力机的装模高度：模具的闭合高度模具的闭合高度：理论上为理论上为：实用上为实用上为：模具闭合高度与装模高度的关系模具闭合高度与装模高度的关系 指滑块在下极点时，滑块底面到工作指滑块在下极点时，滑块底面到工作台上平面（即垫板下平面）之间的距离。台上平面（即垫板下平面）之间的距离。指压力机的闭合高度减去垫板厚度的指压力机的闭合高

17、度减去垫板厚度的差值。差值。Hmin HmaxHmin Hmax 指冲模在最低工作位置时，上模座上平指冲模在最低工作位置时，上模座上平面至下模座下平面之间的距离。面至下模座下平面之间的距离。H H H Hminmin-H-H1 1HHHHmaxmaxH H1 1 H Hminmin-H-H10HH10HHmaxmax-H-H5 5 31冲压成形产品示例一冲压成形产品示例一日常用品日常用品32冲压成形产品示例二冲压成形产品示例二高科技产品高科技产品汽车覆盖件飞机蒙皮3334353637高速冲床高速冲床工作原理：工作原理：与曲柄压力机相同，但其刚度、精度、与曲柄压力机相同，但其刚度、精度、行程次数

18、都比较高，一般带有自动送行程次数都比较高，一般带有自动送料装置、安全检测装置等辅助装置。料装置、安全检测装置等辅助装置。特点：特点：生产率很高，适用于大批量生产，模生产率很高，适用于大批量生产，模具一般采用多工位连续模。具一般采用多工位连续模。38摩擦压力机传动系统摩擦压力机传动系统1-电机电机 2-传送带传送带 3、5-摩擦盘摩擦盘 4-轴轴 6-飞轮飞轮 7、10-连杆连杆 8-螺母螺母 9-螺杆螺杆 11-挡块挡块 12-滑块滑块 13-手柄手柄 工作原理：工作原理：利用摩擦盘与飞轮之间相互接触并利用摩擦盘与飞轮之间相互接触并传递动力，借助螺杆与螺母相对运传递动力，借助螺杆与螺母相对运动

19、原理而工作。动原理而工作。特点：特点：结构简单，当超负荷时，只会引起结构简单，当超负荷时，只会引起飞轮与摩擦盘之间的滑动，而不致飞轮与摩擦盘之间的滑动，而不致损坏机件。损坏机件。但飞轮轮缘磨损大，生产率低。但飞轮轮缘磨损大，生产率低。适用于中小型件的冲压加工，对于适用于中小型件的冲压加工，对于校正、压印和成形等冲压工序尤为校正、压印和成形等冲压工序尤为适宜。适宜。39曲轴压力机传动系统曲轴压力机传动系统1-电机电机 2-皮带轮皮带轮 3、4-齿轮齿轮 5-离合器离合器 6-连杆连杆 7-滑块滑块 工作原理：工作原理：利用曲柄连杆机构进行工作，电机通过利用曲柄连杆机构进行工作，电机通过皮带轮及齿

20、轮带动曲轴传动，经连杆使皮带轮及齿轮带动曲轴传动，经连杆使滑块作直线往复运动。滑块作直线往复运动。特点：特点：生产率高。适用于各类冲压加工。生产率高。适用于各类冲压加工。40油压机油压机工作原理：工作原理：利用帕斯卡原理，以水或油为工利用帕斯卡原理，以水或油为工作介质，采用静压力传递进行工作介质，采用静压力传递进行工作，使滑块上、下往复运动。作，使滑块上、下往复运动。特点：特点：压力大，而且是静压力。但生产压力大，而且是静压力。但生产率低，适用于拉深、挤压等成形率低，适用于拉深、挤压等成形工序。工序。41第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础数控高速铣削加工高效、高精度、高的表面质量、可加工高硬材料 42第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础五轴车铣中心多轴联动、复合加工五轴加工中心43第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 慢走丝线切割技术加工精度可达到1.5m，加工表面粗糙度Ra0.10.2m。44第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础精密坐标磨床 成型磨床数控光学曲线磨床 精密磨削、微细加工技术45第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础3R装夹系统（统一工艺基准定位系统统一工艺基准定位系统）应用先进工艺装备技术46第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础三坐标数控测量