冲压课件1.ppt

1、冷冲压模具1 冲压与冲模概述1.1 冲压成形在工业生产中的地位 冲压零件特点：（1）节省材料 冷冲压属于少、无切削加工方法。（2）制品有较好的互换性（3）冷冲压可以加工壁薄、重量轻、形状复杂、表面质量好、刚性好的零件。（4）生产效率高（5）操作简单 由于冲压所用毛坯是板料或卷料，一般又是冷态加工，易于实现机械化与自动化。（6）由于冷冲压生产效率高、材料利用率高，故生产的制品成本较低。冷冲压加工的一些不足之处1、冷冲压加工中所用的模具一般比较复杂，生产周期长，成本较高；2、冷冲压最适合批量较大的生产。对于单件、小批量生产，冷冲压工艺受到一定限制；3、冲压适于批量生产，且大部分是手工操作，这样如果

2、不重视安全生产和缺乏必要的防护装置，就易发生事故。1.2 冲压成形基本问题1.2.1 概念 冲压是建立在金属塑性变形的基础上，在常温下利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件的一种加工方法。冲压模具是指在冲压加工中，将材料加工成零件的工艺装备。1.2.2 冲压工序的分类根据材料的变形特点分：分离工序、成形工序分离工序：冲压成形时，变形材料内部的应力超过强度极限 ，使材料发生断裂而产生分离，从而成形零件。分离工序主要有落料、冲孔和剪切、切断、切槽、切口、切边等。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

3、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、胀形、扩口、缩口等。1.2.3 冲模的分类（1）根据工艺性质分类：冲裁模、弯曲模、拉深模、成形模等。（2）根据工序组合程度分类：单工序模、复合模、级进模落料模落料模冲孔模冲孔模弯曲模弯曲模拉深模拉深模连续冲压模（级进模连续冲压模（级进模）多工位精密级进模1.2.4 冲压设备及其选用1、常见冲压设备机械压力机（以Jxx表示其型号）液压机（以Yxx表示其型号）2、压力机的特点与选用（1）设备类型的选择1）根据冲压件大小选择 2）根据冲压件的生产批量选择 3）考虑设备的精度与刚度 4）考虑生产现场的实际可能 5）考虑技术上的先进性 曲轴压

4、力机传动系统1-电机 2-皮带轮 3、4-齿轮 5-离合器 6-连杆 7-滑块（2）压力机规格的选择设备规格的选择应根据冲压件的形状大小、模具尺寸及工艺变形力等进行。选择设备规格时主要应考虑以下几方面：1）行程：保证坯料方便放进与零件方便的取出；2）装配模具的相关尺寸 压力机的工作台面尺寸应大于模具的平面尺寸，还应有模具安装与固定的余地；工作台面中间孔的尺寸要保证漏料或顺利安装模具顶出料装置；模具上模柄尺寸应与压力机滑块上模柄孔尺寸一致。3）模具的闭合高度与压力机闭合高度：Hmax-5(mm)H+hHmin+10(mm)4）设备吨位：设备的名义压力要大于所需的变形力，而且，还要有一定的力量储备

5、，一般为1.3Fmax。公称压力：滑块下滑到距下极点某一特定的距离Sp或曲柄旋转到距下极点某一特定角度时，所产生的冲击力称为压力机的公称压力。压力机的许用压力曲线1压力机许用压力曲线 2冲裁工艺冲裁力实际变化曲线 3拉深工艺拉深力实际变化曲线 冲压行业现状与发展方向产品市场变化：多品种、少批量，更新换代速度快技术发展：计算机技术、制造新技术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。冲压技术发展方向：满足产品开发在满足产品开发在T(TimeT(Time)、Q(Qu

6、alityQ(Quality)、C(CostC(Cost)、S(ServiceS(Service)、E(EnvironmentE(Environment)的要求。的要求。(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。(2)模具先进制造工艺及设备数控化、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。模具工业是国民经济的基础工业，是高技术行业。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

7、中的帝王”。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。6滑移、位错、孪生变形2、冲压变形理论基础2.1、物理基础（金属学基础）2.1.1、塑性变形：在外力作用下，金属晶体产生不可恢复但不破坏其整体连续性的永久变形。2.1.2、塑性及塑性指标：（1）塑性：是金属能够产生塑性变形的能力。影响因素：材料的化学成分及组织；变形温度；应力状态；尺寸因素；变形速度。（2）塑性指标：衡量金属塑性高低的指标。通常用延伸率或断面收缩率来表示。2.2、力

8、学基础压力机 模具 坯料 材料质点相互作用2.2.1、点的应力与应变状态主应力图与主应变图2.2.2、屈服条件作用在质点上各应力分量间符合一定的关系时，该质点开始屈服，这种关系称为屈服条件或塑性条件。单向应力状态：一般应力状态：2.2.3、金属塑性变形时的应力应变关系弹性变形阶段：应力与应变之间的关系是线性线性的、可逆可逆的，与加载历史无关无关；塑性变形阶段：应力与应变之间的关系则是非线性非线性的、不不可逆可逆的，与加载历史有关有关。（1）应力分量与应变分量符号不一定一致，即拉应力不一定对应拉应变，压应力不一定对应压应变；（2）某方向应力为零其应变不一定为零；（3）在任何一种应力状态下，应力分

9、量的大小与应变分量的大小次序是相对应的，即 ，则有 。（4）若有两个应力分量相等，则对应的应变分量也相等，即若 ，则有 。2.3、金属塑性变形的一些基本规律2.3.1、硬化规律加工硬化：塑性降低，变形抗力提高。能提高整体变形的均匀性，改善某些工艺条件；但同时变形抗力增加，塑性较差，继续变形困难。硬化曲线：实际应力曲线或真实应力曲线。表示硬化规律。这种变化规律可近似用指数曲线表示。金属的应力-应变图1-实际应力曲线 2-假象应力曲线 2.3.2、卸载弹性回复和反载软化（包申格效应）2.3.3、冲压成形时的力学特点 板坯成形时，其不同位置的应力状态和应变状态是不同的，并随着变形过程的进行发生改变。

10、当作用于板坯上的拉应力的数值最大时属伸长类变形，厚度减薄；当作用于毛坯上的压应力的数值最大时属压缩类变形，厚度增厚。2.3.4、变形趋向性及控制（1）最小阻力定律：在塑性变形中，破坏了金属的整体平衡而强制金属流动，当金属质点有向几个方向移动的可能时，它向阻力最小的方向移动。因此，冲压变形时必须保证弱区先变形，变形区为弱区。（2）变形控制1）、合理确定中间毛坯尺寸；2）、改变模具工作部分的形状和尺寸；3）、改变模具与毛坯之间的摩擦阻力；4）、降低变形区的变形抗力或提高传力区的强度。如局冷或局热的方法。2.4、冲压成形性能及其冲压材料（1）成形极限拉伸材料的塑性拉裂；压缩材料的强度起皱。（2）成形

11、质量尺寸精度、厚度变化、表面质量、成形后的性能。2.4.1、冲压成形性能材料的冲压成形性能：材料的冲压性能好成形极限高成形质量好便于冲压加工冲压成形性能是一个综合性的概念成形极限高成形质量好材料对各种冲压加工方法的适应能力。冲压加工的依据。2.4.2、冲压成形性能的试验方法间接试验法：拉伸、剪切、硬度、金相等试验。直接试验法：按实际工艺反复试验。板料的机械性能与冲压成形性能的关系板料的强度指标越高，产生相同变形量的力就越大；塑性指标越高，成形时所能承受的极限变形量就越大；刚度指标越高，成形时抵抗失稳起皱的能力就越大。不同冲压工序对板料的机械性能的具体要求有所不同。（1）总延伸率与均匀延伸率 与

12、均匀延伸率 ：（2）屈强比（）：其值越小，越有利于材料的大变形而不起皱、不拉裂。（3）弹性模量E：其值越大，抗失稳性越好。（4）硬化指数n：其值越大，越利于伸长类变形。（5）板料厚向异性指数 ：。其值大，厚向不易起皱和变薄拉裂。（6）板平面各向异性指数（凸耳参数）：2.4.3冲压材料其值越大，表示板平面变形时各向异性严重，拉伸时易在零件端部出现凸耳现象。（1）对冲压材料的要求b对材料厚度公差的要求c对表面质量的要求a对冲压成形性能的要求（2）常用冲压材料黑色金属、有色金属、非金属材料单柱液压机单柱液压机型号:YS30系列本机器适用于可塑性材料的压制工艺，如冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等工艺，也可用于校正、压制、砂轮成形，冷挤金属零件成形、塑料制品的压制成形工艺。