沖壓工藝及模具設(shè)計方案銑削

1、沖壓工藝與模具設(shè)計1第一章緒論沖壓歷史據(jù)考古發(fā)現(xiàn)，早在 2000 多年前，我國已有沖壓模具被用于制造銅器，證明了中國古代沖壓成型和沖壓模具方面的成就在世界領(lǐng)先。1953 年，長春第一汽車制造廠在中國首次建立了沖模車間，該廠于1958 年開始制造汽車覆蓋件模具。我國于20 世紀(jì)60 年代開始生產(chǎn)精沖模具。在走過了漫長的發(fā)展道路之后，目前我國已形成了300 多億元（未包括港、澳、臺的統(tǒng)計數(shù)字）各類沖壓模具的生產(chǎn)能力。2第一章緒論沖壓模具水平狀況近年來，我國沖壓模具水平已有很大提高。大型沖壓模具已能生產(chǎn)單套重量達(dá)50 多噸的模具。為中檔轎車配套的覆蓋件模具內(nèi)也能生產(chǎn)了。精度達(dá)到12 m，壽命2 億次

2、左右的多工位級進模國內(nèi)已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn)。表面粗糙度達(dá)到Ra 1.5 m 的精沖模，大 尺 寸 （ 300mm ） 精 沖 模 及 中 厚 板 精 沖 模 國 內(nèi) 也 已 達(dá) 到 相 當(dāng) 高 的 水 平 。3第一章緒論沖壓產(chǎn)品汽車零件：4五金零件：第一章緒論5軍工產(chǎn)品：第一章緒論6家居用品：第一章緒論7沖壓工藝的定義及分類1、沖壓工藝定義沖壓是是利用安裝在壓力機上的模具，在常溫下對毛坯施加外力，使其產(chǎn)生變形或分離，從而獲得具有一定尺寸、形狀和性能的零件的一種塑性加工方法。2、沖壓工藝分類點，采用精密模具制成的工件精度可達(dá)微邊、起伏、加強筋或肋的工件。分離工藝成形工藝第一章緒論8分離工藝第一章

3、緒論9成形工藝第一章緒論10第一章緒論11第一章緒論12第一章緒論13沖壓方法的優(yōu)點1、與鑄造和鍛造方法相比，沖壓制品具有表面光潔，精度較高，尺寸穩(wěn)定，互換性好的特M 級，沖壓還可制出其他方法難于制造的帶有翻2、生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低，操作簡單，容易實現(xiàn)自動化和機械化，特別適合于大批量生產(chǎn)，可實現(xiàn)由帶材開卷、矯平、沖裁到成形、精整的全自動生產(chǎn)，一臺沖壓設(shè)備每分鐘可生產(chǎn)幾十件到幾百件零件。3、沖壓制品一般不需要再進行切削加工，或僅需要少量的切削加工，節(jié)約金屬材料。4、沖壓加工一般不需加熱，可節(jié)省能源。第一章緒論14沖壓工藝與模具設(shè)計的新發(fā)展1、目前現(xiàn)狀（ 1）沖壓行業(yè)的機械化、自動化程度較低，生

4、產(chǎn)集中度低。（ 2）沖壓板材自給率不足，品種規(guī)格不配套。（ 3）大、精模具依賴進口，模具標(biāo)準(zhǔn)化程度低。（ 4）科技成果轉(zhuǎn)化慢，先進工藝應(yīng)用緩慢。（ 5）專業(yè)人才缺乏。第一章緒論152.1 冷沖壓設(shè)備一、沖壓設(shè)備分類機械壓力機：曲柄壓力機、偏心壓力機、拉深壓力機、摩擦壓力機、粉末制品壓力機、模鍛精壓機、擠壓用壓力機、專用壓力機液壓壓力機：沖壓液壓機、一般用途液壓機、彎曲校正壓緊用液壓機、打包壓塊用液壓機、專門化液壓機第二章板材沖壓成型的基本知識161、曲柄壓力機圖 2-1 曲柄壓力機結(jié)構(gòu)示意圖1電動機； 2皮帶輪； 3 皮帶； 4 飛輪； 5離合器； 6軸承； 7曲軸； 8連桿；9滑塊； 10上

5、模； 11下模； 12工作臺； 13制動器； 14導(dǎo)塊； 15床身第二章板材沖壓成型的基本知識17閉式單點第二章板材沖壓成型的基本知識閉式雙點182、摩擦壓力機圖 2-2 摩擦壓力機傳動系統(tǒng)示意圖1電動機； 2皮帶； 3、 5摩擦盤； 4軸； 6飛輪； 7撥桿； 8螺母；9螺桿； 10連桿； 11擋塊； 12滑塊； 13手柄第二章板材沖壓成型的基本知識193、偏心壓力機（1）結(jié)構(gòu)圖 2-3 偏心壓力機傳動系統(tǒng)示意圖1腳踏板； 2工作臺； 3 滑塊； 4 連桿； 5制動器； 6偏心軸； 7離合器； 8帶輪； 9電動機； 10床身； 11操縱機構(gòu)； 12工作臺墊板第二章板材沖壓成型的基本知識204

6、、液壓機（1）結(jié)構(gòu)組成各種液壓機都由三部分組成本體部分：包括立柱，上、下橫梁、活動橫梁、工作缸、頂出器。動力部分：為工作缸和頂出缸提供高壓油的高壓泵。操縱部分：包括操縱箱和一些操縱閥。第二章板材沖壓成型的基本知識21圖 2-6 Y32-300 型液壓機外形圖1工作缸； 2上橫梁； 3立柱；4活動橫梁； 5頂出缸； 6下橫梁a本體部分b操作控制系統(tǒng)c動力部分第二章板材沖壓成型的基本知識223、高速壓力機第二章板材沖壓成型的基本知識23圖 2-8 高速壓力機及其附屬機構(gòu)1開卷機； 2校平機構(gòu)；3 供料緩沖裝置；4送料機構(gòu)；5高速自動壓力機；6彈性支承第二章板材沖壓成型的基本知識244、數(shù)控沖?；剞D(zhuǎn)

7、頭壓力機第二章板材沖壓成型的基本知識25圖 2-9 數(shù)控沖?；剞D(zhuǎn)頭壓力機工作原理示意圖1蝸桿副； 2定位銷； 3回轉(zhuǎn)頭； 4離合器； 5、8滾珠絲杠；6液壓馬達(dá)；7工作臺； 9上滑塊； 10夾鉗； 11滑塊； 12肘桿機構(gòu)第二章板材沖壓成型的基本知識263. 沖裁模工作原理（如圖3-14）第三章沖裁工藝及沖裁模具273.8 單工序模的典型結(jié)構(gòu)單工序模又稱簡單模，是指壓力機在一次行程中只能完成一種沖裁工序的沖模。無導(dǎo)向模（如圖3-15）特點：結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，尺寸較小，模具制造容易，成本低廉。但沖裁模使用時安裝麻煩，模具壽命低，沖裁件精度差，操作也不安全。應(yīng)用：適用于精度要求不高，形狀簡單，批量

8、小或試制的沖裁件。第三章沖裁工藝及沖裁模具28第三章沖裁工藝及沖裁模具圖 3-15 無導(dǎo)向模1-模柄 2-凸模 3-卸料板 4-導(dǎo)料板5-凹模 6-下模座 7-定位板29導(dǎo)板沖模（如圖3-16）特點：比無導(dǎo)向模精度高，壽命長，使用安裝容易，操作安全，但制造比較復(fù)雜。應(yīng)用：一般適用于形狀較簡單，尺寸不大的制件。第三章沖裁工藝及沖裁模具30第三章沖裁工藝及沖裁模具圖 3-16 導(dǎo)板沖模1-模柄 2-上模座 3-墊板 4-凸模固定板5-凸模 6-導(dǎo)板7-導(dǎo)料板 8-固定擋料銷9-凹模 10-下模座 11-承料板31導(dǎo)柱式簡單模（如圖3-17）特點：導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠，能保證沖裁間隙的均勻，沖裁的制件精度較

9、高，模具使用壽命長，而且在壓力機上安裝使用方便。應(yīng)用：最廣泛的一種沖裁模，適合大批量生產(chǎn)。第三章沖裁工藝及沖裁模具32第三章沖裁工藝及沖裁模具圖 3-17 導(dǎo)柱式簡單模1-擋料銷 2-導(dǎo)套 3-導(dǎo)柱 4-凸模 5-剛性卸料板6-導(dǎo)料板 7-凹模333.9 連續(xù)沖裁模的典型結(jié)構(gòu)連續(xù)模又稱級進?；蛱侥?，是指壓力機在一次行程中，依次在幾個不同的位置上，同時完成多道工序的沖模。3.9.1 用導(dǎo)正銷定距的連續(xù)模（如圖3-18）特點：結(jié)構(gòu)簡單。應(yīng)用：只適用于厚度較大的材料。第三章沖裁工藝及沖裁模具34第三章沖裁工藝及沖裁模具圖 3-18 導(dǎo)正銷定距連續(xù)沖裁模1-模柄 2-螺釘 3-沖孔凸模4-落料凸模5

10、-導(dǎo)正銷 6-固定檔料銷7-始用檔料銷353.9.2 用側(cè)刃定距的連續(xù)模（如圖3-19）特點：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，材料利用率下降。應(yīng)用：適用于材料厚度為0.1 0.5mm 的制件。連續(xù)模特點：是目前應(yīng)用比較多的沖模結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)率高，送料方便，安全可靠，易實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。但連續(xù)模的結(jié)構(gòu)一般都比較復(fù)雜，制造困難，成本較高。應(yīng)用：適于批量大的沖壓件生產(chǎn)。第三章沖裁工藝及沖裁模具36第三章沖裁工藝及沖裁模具圖 3-19 側(cè)刃定距連續(xù)沖裁模1-下模座 2-凹模 3-卸料板 4、13、 17、 19-螺釘 5-卸料螺釘6-卸料彈簧7-凸模固定板8-墊板 9-側(cè)刃 10-防轉(zhuǎn)銷導(dǎo) 11-模柄 12、 18-圓柱銷14

11、、 15-沖孔凸模16-落料凹模 20-承料板 21-側(cè)刃擋塊22、 23-導(dǎo)料板373.10 復(fù)合沖裁模的典型結(jié)構(gòu)復(fù)合模與連續(xù)模一樣，也是一種多工序模，是指壓力機在一次行程中,在模具同一位置上，同時完成幾道工序的沖模?；窘Y(jié)構(gòu) (如圖 3-20）第三章沖裁工藝及沖裁模具38第三章沖裁工藝及沖裁模具圖 3-20 沖孔落料復(fù)合模的基本結(jié)構(gòu)1-凸凹模 2-落料凹模 3-沖孔凸模39常見的彎曲零件之一40常見的彎曲零件之二41第五章 彎曲工藝及彎曲模具彎曲件的彎曲方法42拉深是利用拉深模具將沖裁好的平板毛坯壓制成各種開口的空心件，或?qū)⒁阎瞥傻拈_口空心件加工成其他形狀空心件的一種加工方法。拉深也稱為拉

12、延。圖 6 1 圓筒件的拉深1凸模； 2壓邊圈； 3凹模； 4坯料； 5拉深件第六章拉深工藝及拉深模具43圖 6 2 拉深模結(jié)構(gòu)圖1模柄； 2上模座； 3凸模固定板； 4彈簧； 5壓邊圈；6定位板； 7凹模； 8下模座； 9卸料螺釘； 10凸模第六章 拉深工藝及拉深模具44a) 軸對稱旋轉(zhuǎn)體零件； b) 軸對稱盒形件； c) 不對稱復(fù)雜件圖 6 3 拉深件示意圖第六章 拉深工藝及拉深模具456.2 拉深件質(zhì)量分析拉深過程中出現(xiàn)質(zhì)量問題主要是凸緣變形區(qū)的起皺和筒壁傳力區(qū)的拉裂。起皺圖 6 9 毛坯凸緣的起皺情況第六章 拉深工藝及拉深模具46拉裂筒壁是否拉裂取決于兩個方面：1、筒壁傳力區(qū)中的拉應(yīng)力

13、；2、筒壁傳力區(qū)的抗拉強度。防止筒壁拉裂的措施：1、改善材料的力學(xué)性能，提高筒壁抗拉強度；2、正確制定拉深工藝和設(shè)計模具，合理確定拉深變形程度、凹模圓角(a)半徑、合理改善條件潤滑等，以降低筒壁傳力區(qū)中的拉應(yīng)力。（ b)圖 6 10 筒壁的拉裂第六章拉深工藝及拉深模具47硬化拉深時產(chǎn)生的加工硬化使工件的強度和剛度高于毛坯材料，但塑性降低又使材料進一步拉深時變形困難。在工藝設(shè)計時，特別是多次拉深時，應(yīng)正確選擇各次的變形量，并考慮半成品件是否需要退火以恢復(fù)其塑性。圖 6 11 拉深件厚度和硬度的分布第六章 拉深工藝及拉深模具48第六章拉深工藝及拉深模具拉深系數(shù)及其影響因素1、 拉深系數(shù)的概念和意義

14、拉深系數(shù)是指拉深后圓筒形件的直徑與拉深前毛坯（或半成品）的直徑之比。圖 6 16 拉深工序示意圖49第七章其他沖壓方法及模具設(shè)計7.1 脹形常用的脹形方法有剛模脹形和以液體、氣體、橡膠等為施力介質(zhì)的軟模脹形。一、漲形成形的特點及成形極限圖 7-1 脹形成形a）脹形示意圖）b脹形的應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài)1凸模 2拉深肋3壓邊圈 4 一毛坯 5凹模50二、漲形工藝（一）平板毛坯的局部脹形（起伏）第七章其他沖壓方法及模具設(shè)計51（二）圓柱形空心毛坯脹形圖 7-4 圓柱形空心毛坯脹形a)波紋管b）凸肚件第七章其他沖壓方法及模具設(shè)計527.2 翻邊按其工藝特點可分為內(nèi)孔翻邊、外緣翻邊和變薄翻邊等。一、內(nèi)孔翻邊（

15、一）內(nèi)孔翻邊的變形特點和變形程度變形程度用翻邊前孔徑與翻邊后的平均直徑的比值表示第七章其他沖壓方法及模具設(shè)計53（二）翻邊的工藝計算1.毛坯翻邊時預(yù)沖孔直徑及翻邊高度a)b)圖 7-10 內(nèi)孔翻邊尺寸的計算a）平板毛坯翻邊b）在拉深件底部翻邊第七章其他沖壓方法及模具設(shè)計547.3 縮口一、縮口變形特點及變形程度圖 7-16 縮口的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)第七章 其他沖壓方法及模具設(shè)計55校平和整形工序的共同特點：只在工序件局部位置使其產(chǎn)生不大的塑性變形，以達(dá)到提高零件的形狀和尺寸精度的目的；由于校形后工件的精度比較高，因而模具的精度相應(yīng)地也要求比較高；校形時需要在壓力機下止點對工序件施加校正力，因此所用設(shè)

16、備最好為精壓機。若用機械壓力機時，機床應(yīng)有較好的剛度，并需要裝有過載保護裝置，以防材料厚度波動等原因損壞設(shè)備。第七章其他沖壓方法及模具設(shè)計56一、平板零件的校平校平通常是校正沖裁件的穹彎。校平的方式通常有三種：模具校平、手工校平和在專門校平設(shè)備上校平。平板零件的校平模有光面校平模和齒形校平模兩種形式。光面校平模適用于軟材料、薄料或表面不允許有壓痕的制件。光面模改變材料的內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)的作用不大，仍有較大回彈，特別是對于高強度材料的零件校平效果比較差。第七章其他沖壓方法及模具設(shè)計57圖 7-18 光面校平模a)上模浮動式b)下模浮動試第七章其他沖壓方法及模具設(shè)計58圖 7-21 旋壓原理及旋壓件舉例

17、a)旋壓原理b)旋壓件舉例1-頂板 2-毛坯 3-滾輪 4-模具 5-加工中的毛坯第七章其他沖壓方法及模具設(shè)計7.5 旋壓597.6 冷擠壓冷擠壓是將冷擠壓模具裝在壓力機上，利用壓力機簡單的往復(fù)運動，使金屬在模腔內(nèi)產(chǎn)生塑性變形，從而獲得所需要的尺寸、形狀及一定性能的機械零件。冷擠壓是在室溫條件下進行的，不需要對毛坯進行加熱。冷擠壓加工可以在冷擠壓壓力機上進行，也可以在普通機械壓力機壓力機或高速錘上進行。第七章其他沖壓方法及模具設(shè)計(沖床 )、液壓機、摩擦60一、概述（一）冷擠壓方法1.正擠壓金屬的流動方向與凸模的運動方向相同。圖 7-26 正擠壓實心件圖 7-27 正擠壓空心件a)擠壓示意圖b)毛坯與擠壓零件a)擠壓示意圖b)毛坯與擠壓零件第七章其他沖壓方法及模具設(shè)計612.反擠壓反擠壓時，金屬的流動方向與凸模的運動方向相反。圖 7-28 反擠壓a)擠壓 b)毛坯與擠壓零件第七章其他沖壓方法及模具設(shè)計623.復(fù)合擠壓 復(fù)合擠壓時，毛坯上一部分金屬的流動方向與凸模的運動方向相同，而另一部分金屬的流動方向則相反。圖 7-29 復(fù)合擠壓a)擠壓 b)毛坯與擠壓零件第七章其他沖壓方法及模具設(shè)計637.7 鋅基合金模鋅基合金是一種以鋅為基體的鋅、鋁、銅、鎂四元素合金材料，它具有熔點低及鑄