冲压模具设计与制造第一章PPT文档格式.ppt

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本章讲述冲压模具设计与制造的基础知识。

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；

模具材料种类、性能、选用原则及热处理方法；

模具制造特点、模具零件加工方法及应用等。

第一节冲压成形与模具技术概述冲压冲压：

一、冲压与冲模概念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1.基本概念冲压生产场景压力机模具材料分离或塑性变形。

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加工对象：

主要金属板材加工依据：

板材冲压成形性能（主要是塑性）加工设备：

主要是压力机加工工艺装备：

冲压模具第一节冲压成形与模具技术概述一、冲压与冲模概念1.基本概念（续）冲压模具：

冲压模具：

在冲压加工中，将材料加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冲压模具（俗称冲模）。

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第一节冲压成形与模具技术概述一、冲压与冲模概念1.基本概念（续）合理的冲压工艺先进的模具高效的冲压设备冲压生产的三三要要素素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特别强调：

冲压模具重要性冲压模具重要性冲模一种特殊特殊工艺装备。

冲模与冲压件有“一模一样”的关系。

冲模没有通用性。

冲模是冲压生产必不可少必不可少的工艺装备，决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。

冲模的功能和作用、冲模设计与制造方法和手段，决定了冲模是技术密集、高附加值技术密集、高附加值型产品。

第一节冲压成形与模具技术概述一、冲压与冲模概念1.基本概念（续）2冲压成形加工特点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低低耗耗、高效高效、低低成本成本“一模一样一模一样”、质量稳定质量稳定、高一致性高一致性可加工薄壁薄壁、复杂复杂零件板材有良好的冲压成形性能良好的冲压成形性能模具成本高模具成本高所以，冲压成形适宜批量批量生产生产。

第一节冲压成形与模具技术概述一、冲压与冲模概念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。

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冲压成形产品示例一日常用品2冲压成形加工特点（续）第一节冲压成形与模具技术概述一、冲压与冲模概念冲压成形产品示例二高科技产品二、冲压工序的分类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根据材料的变形特点分：

第一节冲压成形与模具技术概述分离工序分离工序：

分离工序、成形工序冲压成形时，变形材料内部的应力超过强度极限b，使材料发生断裂而产生分离，从而成形零件。

分离工序主要有剪裁和冲裁等。

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成形工序成形工序：

冲压成形时，变形材料内部应力超过屈服极限s，但未达到强度极限b，使材料产生塑性变形，从而成形零件。

成形工序主要有弯曲、拉深、翻边等。

二、冲压工序的分类（续）第一节冲压成形与模具技术概述1.冲模的分类三、冲模冲裁模、弯曲模、拉深模、成形模等。

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

（2）根据工序组合程度分类：

单工序模、复合模、级进模第一节冲压成形与模具技术概述

（1）根据工艺性质分类：

在压力机一次行程中，在模具不同部位上完成两道或两道以上的冲压工序的冲模在压力机的一次行程中，在模具的同一部位上，同时完成两道或两道以上的冲压工序的冲模在压力机的一次行程中只完成一道冲压工序的冲模2.冲模组成零件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：

三、冲模（续）第一节冲压成形与模具技术概述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.冲压产品生产流程：

四、冲模设计与制造的要求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第一节冲压成形与模具技术概述（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。

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四、冲模设计与制造的要求（续）第一节冲压成形与模具技术概述冲模设计与制造必须有系统观点系统观点，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。

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四、冲模设计与制造的要求（续）第一节冲压成形与模具技术概述1.我国冲压技术现状技术落后、经济效益低。

主要原因：

冲压基础理论与成形工艺落后；

模具标准化程度低；

模具设计方法和手段、模具制造工艺及设备落后；

模具专业化水平低。

所以，结果导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与先进工业发达国家的模具相比差距相当大。

五、冲压技术现状与发展方向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第一节冲压成形与模具技术概述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2.冲压技术发展方向产品市场变化：

技术发展：

牵引推动冲压模具设计与制造技术正由手工设计、依靠人工经验和常规机械加工技术向以计算机辅助设计（CAD）、数控切削加工、数控电加工为核心的计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）技术转变。

五、冲压技术现状与发展方向（续）第一节冲压成形与模具技术概述多品种、少批量，更新换代速度快计算机技术、制造新技术

（1）冲压成形理论及冲压工艺加强理论研究，开展CAE技术应用。

开发和应用冲压新工艺。

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满足产品开发在满足产品开发在T（Time）T（Time）、Q（Quality）Q（Quality）、C（Cost）C（Cost）、S（Service）S（Service）、E（Environment）E（Environment）的要求。

的要求。

五、冲压技术现状与发展方向（续）第一节冲压成形与模具技术概述2.冲压技术发展方向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

（2）模具先进制造工艺及设备五、冲压技术现状与发展方向（续）第一节冲压成形与模具技术概述2.冲压技术发展方向（续）数控化、高速化、复合化加工技术先进特种加工技术精密磨削、微细加工技术先进工艺装备技术数控测量效率和质量效率和质量是制造业的永恒主题。

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（3）模具新材料及热、表处理提高使用性能,改善加工性能，提高寿命。

（4）模具CAD/CAM技术二、三维相结合的数字化设计技术与数字化制造技术。

模具行业是最早应用CAD/CAM技术的行业之一。

（5）快速经济制模技术加快模具的制造速度，降低模具生产成本。

适应小批量试制。

（6）先进生产管理模式并行工程思想、标准化、专业化生产。

五、冲压技术现状与发展方向（续）第一节冲压成形与模具技术概述2.冲压技术发展方向（续）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。

五、冲压技术现状与发展方向（续）第一节冲压成形与模具技术概述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我国模具工业发展十分迅速，19962002年间，模具产值年平均增速在14%左右。

由上可见，模具技术是先进制造技术的重要代表，模具工业是高新技术产业的一个重要组成部分，模具工业又是高新技术产业化的重要领域。

五、冲压技术现状与发展方向（续）第一节冲压成形与模具技术概述第二节冲压设备及选用机械压力机（以Jxx表示其型号）一、常见冲压设备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液压机（以Yxx表示其型号）摩擦压力机曲柄压力机数控冲床油压机水压机工作原理与特点：

如表1.2.1所示第二节冲压设备及选用

（一）压力机类型的选择二、冲压设备的选用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

（二）压力机规格的选择1.公称压力2.滑块行程长度3.行程次数4.工作台面尺寸5.滑块模柄孔尺寸6.闭合高度7.电动机功率的选择根据工序性质、生产批量、冲件质量等要求进行选择。

第二节冲压设备及选用三、模具的安装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一般次序：

1.检查台面、闭合高度、打料装置等。

2.根据冲模的闭合高度调整压力机滑块的高度，并分别固定上、下模部分。

3.试冲。

1.冲压、冲模2.冲压工序及冷冲模的分类3.冲模设计与制造的要求4.如何选择冲压设备？

复习上次课内容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第三节冲压变形理论基础塑性塑性：

表示材料塑性变形能力。

它是指固体材料在外力作用下发生永久变形而不破坏其完整性能力。

一、塑性变形的基本概念塑性指标塑性指标：

衡量金属塑性高低的参数。

常用塑性指标为延伸率和断面收缩率。

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变形变形：

弹性变形、塑性变形。

第三节冲压变形理论基础金属受外力作用产生塑性变形后不仅形状和尺寸发生变化，而且其内部的组织和性能也将发生变化。

一般会产生加工硬化加工硬化或应变刚应变刚现象：

二、塑性变形对金属组织和性能的影响金属的机械性能，随着变形程度的增加，强度和硬度逐渐增加，而塑性和韧性逐渐降低；

第一章冷冲压模具设计与制造基础冷冲压模具设计与制造基础晶粒会沿变形方向伸长排列形成纤维组织使材料产生各向异性；

由于变形不均，会在材料内部产生内应力，变形后作为残余应力保留在材料内部。

第三节冲压变形理论基础1点的应力与应变状态为了全面、完整地描述变形区内各点的受力和变形情况。

三、塑性力学基础应力正应力、剪应力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应力状态：

主应力状态类似有应变状态的概念。

一般认为金属材料在塑性变形时体积不变，因此主应变状态图只有三种。

通常是围绕该点取出一个微小（正）六面体（即所谓单元体），用该单元体上三个相互垂直面上的九个应力分量来表示。

已知该九个应力分量，则过此点任意切面上的应力都可求得。

塑性变形可能出现九种主应力状态。

第三节冲压变形理论基础2金属的屈服条件三、塑性力学基础（续）第一章冷冲压模具设计与制造基础冷冲压模具设计与制造基础屈服塑性状态，主要取决于两方面的因素：

（1）在一定的变形条件（变形温度和变形速度）下材料的物理机械性质转变的根据根据；

（2）材料所