(1-1)冲压成形与模具技术概述

模具设计与制造专业主干专业课程主讲教师：钟礼君讲师联系电话：[phone]模具设计与制造专业主干专业课程授课学时：64学时=理论课（48学时）+实验（16学时）考核方式：课程情况总体简介考试—70%考勤—20%作业—10%课程设计：3周（18-20周）模具设计与制造专业主干专业课程什么是模具？模具是在工业生产中，将材料（包括金属和非金属）加工成为零件的一种特殊工艺装备。它属于生产过程中的中间品，但是由于其具有工序少、材料利用率高、低能耗、易生产等优点，在汽车、能源、机械、电子、信息、航空航天工业和日常生活中被广泛应用。模具设计与制造专业主干专业课程模具的地位及目前的发展状况及趋势：模具被人们称之为“工业之母”，“效益放大器”。在德国模具被称为“金属加工业中的帝王”，在日本模具被称为“进入富裕社会的原动力”，在罗马尼亚则更是称模具就是“黄金”。一个国家模具工业强盛必然意味着这个国家工业的强盛，工业强了当然经济必然发达。从2001年起世界模具业一直处于稳步上升态势，平均增长率达到5%以上，到2008年市场规模接近789亿美元，预计2011年模具产业产值达到1000亿美元。我国模具产业虽然起步较早，但是仍被视为附属产业而发展缓慢，销售规模不及国外市场。但是从发展速度来看，中国的增长率远高于世界模具行业整体速度。模具设计与制造专业主干专业课程模具的地位及目前的发展状况及趋势：近年来中国模具业取得了快速发展，中国模具产品结构进一步趋向合理，具有高技术含量的大型、精密、复杂、长寿命模具的份额从20%提高到30%，2010年中国模具销售额1120亿元。预计到2015年，国内模具市场需求量将在2500亿元人民币左右。目前中国汽车、IT装备、家电模具潜在市场十分巨大。从1997年开始，随着汽车、装备制造业、家用电器的高速增长，中国国内模具市场的需求开始显著增长。我国部份民营模具企业开始生产各种高、精、大、多功能模具，但质量好的冲压模具在汽车整车等行业供不应求；压铸模具在汽车零部件、装备制造业等行业需求激增；注塑模具在家用电器等行业发展潜力也很大。另外，特种模具也有较大的发展前景。模具设计与制造专业主干专业课程模具的分类（以使用模具进行成形加工的工艺性质和使用对象）：序号模具类型模具品种成形工艺性质及使用对象1冲压模具冲裁模（无、少废料冲裁、整修、光洁冲裁、深孔冲裁精冲模等），弯曲模，拉深模，单工序模（冲裁、弯曲、拉深、成形等），复合模，级进模；汽车覆盖件冲模，组合冲模，电机硅钢片冲模板材冲压成形2塑料成型模具压塑模具，挤塑模具，注射模具（立式、式、角式注射模具）；热固性塑料注射模具，挤出成形模具（管材、簿膜扁平机头等）发泡成形模具，低刀具工具泡注射成形模具，吹塑成形模具等塑料制品成形加黄岩工艺（热固性和热塑性模塑料）3压铸模热室压铸机用压铸模，立式冷室压铸机用压铸模，臣式冷室压铸机用压铸模，全立式压铸机用压铸模，有色金属（锌、铝、铜、镁合金）压铸，黑色金属压铸模有色金属与黑色金属压力铸造成形工艺模具设计与制造专业主干专业课程模具的分类（以使用模具进行成形加工的工艺性质和使用对象）：序号模具类型模具品种成形工艺性质及使用对象4锻造成形模具模锻和大型压力机用锻模，螺旋压力机用锻模，平锻机锻模，辊锻模等；各种紧固件冷镦模，挤压模具，拉丝模具，液态锻造用模具等金属零件成形，采用锻压、挤压5铸造用金属模具各种金属零件铸造时采用的金属模型金属浇铸成形工艺6粉末冶金模具成形模；手动模：实体单向压制、实体双向压制手动模；实体浮动压模；机动模：大型截面实体浮动压模，极掌单向压模，套类单向、双向压模，套类浮动压模；整形模；手动模；径向整形模，带外台阶套类全整形模，带球面件整形模等。机动模：无台阶实体件自动整形模，轴套拉杆式半自动整形馍，轴套通过式自动整形模轴套全整形自动模，带外台阶与带外球面轴套全整形自动模等粉末制品压坯的压制成形黄岩艺。主模具电加工设备用于铜基、铁基粉末制品；机械零件，工具材料与制品易热零件等模具设计与制造专业主干专业课程模具的分类（以使用模具进行成形加工的工艺性质和使用对象）：序号模具类型模具品种成形工艺性质及使用对象7玻璃制品模具吹—吹法成形瓶罐模具，压—吹法成形瓶罐模具，玻璃器皿用模具等玻璃制品成形工艺8橡胶成型模具橡胶制品的压胶模、挤胶模、注射模。橡胶轮胎模，“O”形密封圈橡胶模等橡胶压制成形工艺9陶瓷模具各种陶器皿等制品用的成形金属模具陶瓷制品成形工艺10经济模具（简易模具）低熔点合金成形模具，薄板冲模，叠层冲模，硅橡胶模，环氧树脂模，陶瓷型精铸模，叠层型腔塑料模，快速电铸成形模等适用多品种少批量工业产品用模具，有很高经济价值模具设计与制造专业主干专业课程课程任务：1.了解常见冲压工序的变形规律；2.认识冲压成形工艺方法、冲压模具典型结构、冲压模具加工方法与手段；3.掌握冲压工艺与模具设计方法、冲压模具制造工艺设计方法；4.具备进行中等复杂冲压零件的冲压工艺编制、冲模设计、冲模制造工艺编制的能力。课程性质：模具设计与制造专业的一门主干专业技术课，是一门实践性、综合性很强的课程。课程情况总体简介第一章冲压模具设计与制造基础第二章冲裁工艺及冲裁模设计第三章弯曲工艺与弯曲模具设计第四章拉深工艺与拉深模具设计第五章其它成形工艺及模具设计第六章汽车覆盖件成形工艺及模具设计第七章多工位精密级进模的设计第八章冲压工艺规程的编制总目录第一章冲压模具设计与制造基础内容简介：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。第一章冲压模具设计与制造基础学习目的与要求：1．掌握冲压和冲模概念、冲压工序和冲模分类；2．认识常见冲压设备，掌握选用原则；3．掌握屈服准则、塑性变形时应力应变关系、体积不变条件、硬化规律、卸载弹性恢复规律和反载软化现象、最小阻力定律等冲压成形基本规律；4.了解冲压成形性能与机械性能关系，认识常见冲压材料；5．了解常见模具材料，掌握选用原则；6．认识模具制造特点，掌握模具零件加工方法。第一章冲压模具设计与制造基础冲压成形基本概念、冲压设备及选用、冲压成形基本规律及应用、冲压成形性能与机械性能关系、常见模具材料及选用、常用模具零件加工方法及应用。重点：难点：冲压成形基本规律、冲压成形性能与机械性能关系、模具零件加工方法及应用。第一节冲压成形与模具技术概述冲压：一、冲压与冲模概念第一章冲压模具设计与制造基础1.基本概念冲压生产场景室温下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：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要素第一章冲压模具设计与制造基础特别强调：冲压模具重要性冲模一种特殊工艺装备。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（1）冲压生产率高和材料利用率高第一节冲压成形与模具技术概述一、冲压与冲模概念所以，冲压成形适宜批量生产。（2）生产的制件精度高、复杂程度高、一致性高（3）模具加工精度高、技术要求高、制造成本高自动送料高速冲压电机定、转子电机定、转子复合模冲压件应用的范围很广，如电子产品中，特别是精密电子零件，更是冲压模具中的精密级进模具的天下，冲压件约占到了80%-85%；汽车、农业机械产品中，冲压件约占75%-80%；轻工产品中，冲压件约占90%以上。第一章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、成形工序冲压成形时，变形材料内部的应力超过强度极限σb，使材料发生断裂而产生分离，从而成形零件。分离工序主要有切断、落料、冲孔、切口、切边等。电机硅钢片二、冲压工序的分类第一章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切断:用剪刀或模具切断板料或条料，使其分离。二、冲压工序的分类第一章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落料：用模具沿封闭轮廓冲裁板料或条料，冲下部分为工件。开瓶器二、冲压工序的分类第一章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孔：用模具沿封闭轮廓冲裁板料或条料，冲下部分为废料。二、冲压工序的分类第一章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切口：用模具将部分材料切开，但并不使它完全分离，切开部分材料发生弯曲。二、冲压工序的分类第一章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切边：用模具将工件边缘的多余材料冲切下来。二、冲压工序的分类第一章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剖切：用剖切模将坯件(弯曲件或拉深件)剖成两部分或几部分。第一章冲压模具设计与制造基础成形工序：冲压成形时，变形材料内部应力超过屈服极限σs，但未达到强度极限σb，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二、冲压工序的分类第一章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（1）弯曲：用模具把平面毛坯弯成具有一定角度或一定形状。压弯：用弯曲模将平板(或丝料、杆件)毛坯压弯成一定尺寸和角度，或将已弯件作进一步弯曲。二、冲压工序的分类第一章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卷边：用卷边模将条料端部按一定半径卷成圆形。二、冲压工序的分类第一章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扭弯：用扭曲模将平板毛坯的一部分相对另一部分扭转成一定的角度。二、冲压工序的分类第一章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（2）拉深：将一定形状的平板毛坯通过拉深模拉深成各种形状的开口空心件；或以开口空心件为毛坯通过拉深，进一步使空心件改变形状和尺寸。二、冲压工序的分类第一章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变薄拉深：用模具减小空心件毛坯的直径与壁厚，以得到底厚大于壁厚的空心件。二、冲压工序的分类第一章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（3）成形：通过板料的局部变形来改变毛坯的形状和尺寸。胀形：指从空心件内部施加径向压力，强迫局部材料厚度减薄和表面积增大，以获得所需形状和尺寸。二、冲压工序的分类第一章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起伏成形：用模具使平板毛坯产生局部凸起（或凹进）。二、冲压工序的分类第一章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（4）翻边：指利用模具将工件上的孔边缘或外缘边缘翻成竖立的直边。二、冲压工序的分类第一章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（5）缩口：将预先拉深好的圆筒或管状坯料，通过模具将其口部缩小。二、冲压工序的分类第一章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（6）整形：将原先的弯曲件或拉深件压成正确的形状。二、冲压工序的分类第一章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（7）校平：指利用模具将有拱弯、翘曲的平板制件压平。1.冲模的分类三、冲模冲裁模：沿封闭或敞开的轮廓