第一章冲压工艺概述

第一章冲压工艺概述《冲压及模具设计》1.1冲压工艺的特点1.2冲压工艺的分类1.3冲压技术的发展1.4冲压用材料1.5冲压设备第一章冲压工艺概述《冲压及模具设计》1.1冲压工艺的特点利用冲模在冲压设备上对金属（或非金属）板料施加一定的压力，从而使其分离或变形成为具有一定形状、并且满足一定使用要求的零件的加工方法。又称冷冲压或板料冲压。1.1.1冲压的概念更多……示例一：日用品示例二：高科技产品冲压成形产品《冲压及模具设计》1.1冲压工艺的特点1.1.1冲压的概念冲压成形产品示例一——日用品《冲压及模具设计》1.1冲压工艺的特点1.1.1冲压的概念冲压成形产品示例二——高科技产品汽车覆盖件飞机蒙皮《冲压及模具设计》1.1冲压工艺的特点1.1.1冲压的概念冲压加工的“三要素”冲压工艺与模具冲压设备冲压材料冲压件《冲压及模具设计》1.1冲压工艺的特点1.1.2冲压的特点1.材料利用率高；2.能够获得形状复杂的零件；3.所获得的零件有一定的精度和互换性；4.塑性变形过程中能改善金属内部组织；5.生产率高，易于实现机械化和自动化；6.操作简单，对工人技术要求不高，便于组织生产；7.大批量生产时，产品成本低。缺点：模具要求高，制造复杂，周期长，制造费用高，不适合小批量生产。《冲压及模具设计》1.2冲压工艺的分类1.2.1按变形性质分1.分离工序被加工材料在外力作用下产生变形，当作用在变形部分的应力达到材料的抗剪强度时，材料将产生剪裂分离，从而形成一定形状和尺寸的零件。2.成形工序被加工材料在外力作用下，作用在变形部分的相当应力处于材料的屈服强度与抗拉强度之间，材料仅仅产生塑性变形，从而得到一定形状和尺寸的零件。《冲压及模具设计》1.2冲压工艺的分类1.2.2按基本变形方式分1.冲裁：使材料沿封闭或不封闭的轮廓剪裂分离的冲压工序，如冲孔，落料。2.弯曲：将材料弯成一定角度或形状的冲压工序。3.拉深：将平板毛坯拉成空心件，或将空心件的形状和尺寸用拉深模作进一步改变的冲压工序。4.成形：使材料产生局部变形，以改变零件或毛坯形状的冲压工序。《冲压及模具设计》1.2冲压工艺的分类1.2.3按工序组合形式分1.简单工序：在一副模具内只完成零件的一个工序。2.组合工序：在一副模具内完成两种或两种以上简单工序。根据工序组合的方法，又可分为三类：复合冲压：在压力机的一次行程中，在一副模具的同一位置同时完成两种或两种以上的简单工序的冲压方法。连续（级进）冲压：在压力机的一次行程中，在一副模具的不同位置同时完成两种或两种以上简单工序的冲压方法。连续-复合冲压《冲压及模具设计》1.4冲压用材料1.4.1冲压对板料的基本要求1.4.2板料力学性能和冲压成形性能的关系1.4.3常用冲压材料《冲压及模具设计》1.4冲压用材料1.4.1冲压对板料的基本要求冲压用材料应满足如下两个基本要求：1.冲压件的使用要求如：机器上的主要冲压件，要求有较高的强度和刚度；电机电器上的某些冲压件，要求有较好的导电性和导磁性；飞机上的冲压件，要求有足够的强度和较小的密度；化工容器要求耐腐蚀。具体来说，冲压工艺对材料的基本要求有如下几个方面：a.具有良好的冲压成形性能（稍后详细讲解）b.具有较高的表面质量c.材料的厚度公差应符合国家标准2.冲压工艺的要求《冲压及模具设计》1.4冲压用材料1.4.2板料力学性能和冲压成形性能的关系一、几个概念：失稳压缩失稳：板料在压应力作用下出现起皱；拉伸失稳：板料在拉应力作用下出现局部的缩颈或断裂。成形极限板料在失稳之前所能达到的最大变形程度。冲压成形性能板料对冲压成形工艺的适应能力。主要包括以下三个方面：抗破裂性：板料抵抗失稳的能力。贴模性：板料在冲压过程中取得与模具形状一致的能力。定形性：零件脱模后保持其模内既得形状的能力。《冲压及模具设计》1.4冲压用材料1.4.2板料力学性能和冲压成形性能的关系二、板料冲压成形性能试验板料的冲压成形性能是通过试验来确定的。间接试验直接试验力学试验金属学试验工艺试验拉伸试验，用以测定板料的力学性能指标确定材料的硬度、表面粗糙度、化学成分、结晶方位与晶粒度等又称模拟试验，它是用模拟生产实际中的某种冲压成形工艺的方法测量出相应的工艺参数《冲压及模具设计》1.4冲压用材料1.4.2板料力学性能和冲压成形性能的关系二、板料冲压成形性能试验拉伸实验试样《冲压及模具设计》1.4冲压用材料1.4.2板料力学性能和冲压成形性能的关系二、板料冲压成形性能试验试验时，利用测量拉伸力P与拉伸行程（试样伸长值）ΔL，根据这些数值作出－曲线。拉伸曲线通过试验可以得到以下力学性能指标：　nb　E　u　s　bs强度指标：刚度指标：塑性指标：《冲压及模具设计》1.4冲压用材料1.4.2板料力学性能和冲压成形性能的关系三、力学性能指标与冲压成形性能的关系　硬化指数n.4厚向异性指数.5　均匀伸长率u.3　屈服强度s1.bs屈强比.2由此可见，对于成形工序，当屈服强度σs和屈强比σs/σb小，均匀伸长率δu、硬化指数n和厚向异性系数γ大，板平面各向异性指数∆γ小时，有利于冲压变形和冲压件质量的提高，即具有良好的冲压成形性能。各向异性指数.6《冲压及模具设计》1.4冲压用材料1.4.3常用冲压材料冲压材料金属材料非金属材料黑色金属有色金属普通碳素钢钢板优质碳素结构钢钢板低合金结构钢板电工硅钢板不锈钢板铜及铜合金铝及铝合金胶木板橡胶塑料板《冲压及模具设计》1.5冲压设备1.5.1冲压设备类型的选择1.5.2曲柄压力机的组成1.5.3曲柄压力机的型号和技术参数《冲压及模具设计》1.5冲压设备1.5.1冲压设备类型的选择一、分类1.按驱动滑块的力的来源可分为：机械压力机，液压机，气动压力机；2.按滑块的数量可分为：单动压力机，双动压力机……；3.按驱动滑块的机构可分为：曲柄压力机，肘杆式压力机，摩擦压力机；4.按机架形式可分为：开式压力机，闭式压力机；《冲压及模具设计》1.5冲压设备1.5.1冲压设备类型的选择二、压力机的选择冲压设备主要是根据所要完成的冲压工艺性质、生产批量、冲压件的尺寸和精度等来选择。1.精度要求不高的中小型冲压件，主要选用开式压力机；2.大中型件或精度要求高，载荷大的冲压件，多选用闭式；3.难拉深且需要大的压边力时，应选用双动压力机；4.形状复杂件的大批量生产时，选用高速或多工位压力机；5.对校平、整形、压印等成形工序，宜采用摩擦压力机或肘杆式压力机；6.对大型厚板冲压，宜采用液压机。《冲压及模具设计》1.5冲压设备1.5.2曲柄压力机的组成组成：工作机构传动系统操纵系统支承部件辅助系统机械压力机的工作机构一般采用曲柄连杆机构，通常称为曲柄压力机。曲轴连杆滑块连杆调节机构曲柄压力机工作原理图《冲压及模具设计》1.5冲压设备1.5.2曲柄压力机的组成组成：工作机构传动系统操纵系统支承部件辅助系统机械压力机的工作机构一般采用曲柄连杆机构，通常称为曲柄压力机。电动机齿轮皮带和飞轮曲柄压力机工作原理图《冲压及模具设计》1.5冲压设备1.5.2曲柄压力机的组成组成：工作机构传动系统操纵系统支承部件辅助系统机械压力机的工作机构一般采用曲柄连杆机构，通常称为曲柄压力机。曲柄压力机工作原理图电气控制箱离合器制动器《冲压及模具设计》1.5冲压设备1.5.2曲柄压力机的组成组成：工作机构传动系统操纵系统支承部件辅助系统机械压力机的工作机构一般采用曲柄连杆机构，通常称为曲柄压力机。曲柄压力机工作原理图床身拉紧螺栓工作台《冲压及模具设计》1.5冲压设备1.5.2曲柄压力机的组成组成：工作机构传动系统操纵系统支承部件辅助系统机械压力机的工作机构一般采用曲柄连杆机构，通常称为曲柄压力机。曲柄压力机工作原理图气路系统润滑系统《冲压及模具设计》1.5冲压设备1.5.3曲柄压力机的型号和技术参数JB23–40A一、曲柄压力机的型号曲柄压力机的型号由汉语拼音、英文字母和数字表示。重大改进顺序号主参数（公称压力）类代号变型顺序号列、组代号《冲压及模具设计》1.5冲压设备1.5.3曲柄压力机的型号和技术参数二、曲柄压力机常用技术参数1、公称压力F2、公称压力行程SF3、滑块行程S4、滑块行程次数n5、装模高度H6、工作台和滑快底面尺寸L×B7、模柄孔尺寸《冲压及模具设计》1.5冲压设备1.5.1冲压设备类型的选择开式压力机《冲压及模具设计》1.5冲压设备1－电机2－传送带3、5－摩擦盘4－轴6－飞轮7、10－连杆8－螺母9－螺杆11－挡块12－滑块13－手柄摩擦压力机的传动系统《冲压及模具设计》1.5冲压设备1.5.1冲压设备类型的选择液压机《冲压及模具设计》1.5冲压设备曲柄压力机的工作机构曲柄连杆滑块《冲压及模具设计》1.5冲压设备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压力机许用压力曲线冲裁、弯曲时压力机的吨位应比计算的冲压力大30%左右拉深时压力机的吨位应比计算出的拉深力大60%～100%《冲压及模具设计》1.5冲压设备1max1minHHHHH模具闭合高度与装模高度的关系实际应用时：理论上应有：5101max1minHHHHHHmin－最小闭合高度Hmax－最大闭合高度H１－垫板厚度M－连杆调节量Hmin－H１－最小装模高度Hmax－H１－最大装模高度H－模具闭合高度