冲压模具设计与制造(1-1)新

模具设计与制造专业主干专业课程主讲人李飞舟模具设计与制造专业主干专业课程授课学时：42学时课程任务：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低耗、高效、低成本“一模一样”、质量稳定、高一致性可加工薄壁、复杂零件板材有良好的冲压成形性能模具成本高所以，冲压成形适宜批量生产。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。分离工序主要有剪裁和冲裁等。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（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：2.冲模组成零件第一章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：②结构零件：①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、模具设计与模具制造三大基本工作。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，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：①冲压基础理论与成形工艺落后；②模具标准化程度低；③模具设计方法和手段、模具制造工艺及设备落后；④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满足产品开发在T(Time)、Q(Quality)、C(Cost)、S(Service)、E(Environment)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(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是制造业的永恒主题。第一章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我国模具工业发展十分迅速，1996~2002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总结第一章冲压模具设计与制造基础冲压与冲模概念冲压工序的分类冲模的分类冲模设计与制造要求冲压技术现状与发展方向冲模重要性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模设计与制造场景冲模设计冲模制造第一章冲压模具设计与制造基础多工位精密级进模第一章冲压模具设计与制造基础冲压成形产品示例一——日常用品第一章冲压模具设计与制造基础冲压成形产品示例二——高科技产品汽车覆盖件飞机蒙皮第一章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、可加工高硬材料第一章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第一章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±1.5μm，加工表面粗糙度Ra0.1～0.2μm。第一章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、微细加工技术第一章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）应用先进工艺装备技术第一章冲压模具设计与制造基础三坐标数控测量第一章冲压模具设计与制造基础第一章冲压模具设计与制造基础第一章冲压模具设计与制造基础