沖壓加工基礎(chǔ)知識課件

1、第一章 沖壓加工基礎(chǔ)知識第一節(jié) 沖壓工藝的分類和特點第二節(jié) 沖壓加工技術(shù)的應用及其發(fā)展第三節(jié) 沖壓件常用材料第四節(jié) 沖壓模具及沖壓設(shè)備第一節(jié) 沖壓工藝的分類和特點一、沖壓工藝的分類1.分離工序 分離工序是指板料在沖壓力作用下，變形部分的應力達到強度極限(b)以后，使板料發(fā)生斷裂而產(chǎn)生分離，分離出的部分即為需要的沖壓件。分離工序主要有落料、沖孔和切斷等。典型分離工序的分類說明如表1-1所示。2.成型工序 成型工序是指板料在沖壓力作用下，變形部分的應力達到屈服極限(b)，但未達到強度極限(b)，使板料產(chǎn)生塑性變形，成為具有一定形狀、尺寸與精度制件的加工工序。成型工序主要有彎曲、拉深、翻邊、旋壓等。

2、典型的成型工序的分類說明如表1-2所示。下一頁第一節(jié) 沖壓工藝的分類和特點二、沖壓工藝的特點沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實現(xiàn)機械化與自動化沖壓時由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓件的表面質(zhì)量，而模具的壽命一般較長，所以沖壓的質(zhì)量穩(wěn)定，互換性好，具有“一模一樣”的特征。沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復雜的零件。沖壓一般沒有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需其他加熱設(shè)備，因而是一種省料，節(jié)能的加工方法，沖壓件的成本較低沖壓可以加工壁薄、重量輕、剛性好、形狀復雜的零件，為其他加工方法所不能替代。沖壓加工中所用的模具結(jié)構(gòu)一般比較復雜，生產(chǎn)周期較長、成本較高。上一頁返

3、回第二節(jié) 沖壓加工技術(shù)的應用及其發(fā)展一、沖壓成型理論及沖壓工藝方面的發(fā)展加強冷沖壓變形基礎(chǔ)理論的研究，以提供更加準確、實用、方便的計算方法，正確地確定沖壓工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀與尺寸，解決冷沖壓變形中出現(xiàn)的各種實際問題，進一步提高沖壓件的質(zhì)量;研究和推廣采用新工藝，如精沖工藝、軟模成型工藝、高能高速成型工藝、超塑性成型工藝以及其他高效率、經(jīng)濟成型工藝等，進一步提高冷沖壓技術(shù)水平;值得特別指出的是，隨著計算機技術(shù)的飛躍發(fā)展和塑性變形理論的進一步完善，近年來國內(nèi)外已開始應用塑性成型過程的計算機模擬技術(shù)，即利用有限元等數(shù)值分析方法模擬金屬的塑性成型過程，通過分析數(shù)值技術(shù)結(jié)果，幫助設(shè)計人員實

4、現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計。下一頁第二節(jié) 沖壓加工技術(shù)的應用及其發(fā)展二、模具先進制造工藝及設(shè)備方面的主要發(fā)展1.電火花銑削加工電火花銑削加工(又稱為電火花創(chuàng)成加工)是電火花加工技術(shù)的重大發(fā)展，這是一種替代傳統(tǒng)用成型電極加工模具型腔的新技術(shù)。2.慢走絲線切割技術(shù)目前，數(shù)控慢走絲線切割技術(shù)發(fā)展水平已相當高，功能相當完善，自動化程度已達到無人看管運行的程度。下一頁上一頁第二節(jié) 沖壓加工技術(shù)的應用及其發(fā)展二、模具先進制造工藝及設(shè)備方面的主要發(fā)展3.高速銑削加工 普通銑削加工采用低的進給速度和大的切削參數(shù)，而高速銑削加工則采用高的進給速度和小的切削參數(shù)，高速銑削加工相對于普通銑削加工具有如下特點:高效、高精度、高的表面

5、質(zhì)量、可加工高硬材料等。4.磨削及拋光加工技術(shù) 磨削及拋光加工由于精度高、表面質(zhì)量好、表面粗糙度值低等特點，在精密模具加工中廣泛應用。下一頁上一頁第二節(jié) 沖壓加工技術(shù)的應用及其發(fā)展三、模具CAD/CAM技術(shù)計算機技術(shù)、機械設(shè)計與制造技術(shù)的迅速發(fā)展和有機結(jié)合，形成廠計算機輔助設(shè)計與計算機輔助制造(CAD/CAM)這一新型技術(shù)。CAD/CAM是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù)，是一項高科技、高效益的系統(tǒng)工程，它以計算機軟件的形式為用戶提供一種有效的輔助工具，使工程技術(shù)人員能借助計算機對產(chǎn)品、模具結(jié)構(gòu)、成型工藝、數(shù)控加工及成本等進行設(shè)計和優(yōu)化。隨著功能強大的專業(yè)軟件和高效集成制造設(shè)備的出現(xiàn)，以三維造型

6、為基礎(chǔ)、基于并行工程(CE)的模具CAD/CAM技術(shù)正成為發(fā)展方向，它能實現(xiàn)面向制造和裝配的設(shè)計，實現(xiàn)成型過程的模擬和數(shù)控加工過程的仿真，使設(shè)計、制造一體化。下一頁上一頁第二節(jié) 沖壓加工技術(shù)的應用及其發(fā)展四、模具新材料及熱、表處理的發(fā)展1.模具新材料沖壓模具使用的材料屬于冷作模具鋼，是應用量大、使用面廣、種類最多的模具鋼。主要性能要求為強度、韌性、耐磨性。2.熱處理、表處理新工藝 為了提高模具工作表面的耐磨性、硬度和耐蝕性，必須采用熱、表處理新技術(shù)，尤其是表面處理新技術(shù)。下一頁上一頁第二節(jié) 沖壓加工技術(shù)的應用及其發(fā)展五、快速經(jīng)濟制模技術(shù) 為了適應工業(yè)生產(chǎn)中多品種、小批量生產(chǎn)的需要，加快模具的制

7、造速度，降低模具生產(chǎn)成本，開發(fā)和應用快速經(jīng)濟制模技術(shù)越來越受到人們的重視。目前，快速經(jīng)濟制模技術(shù)主要有低熔點合金制模技術(shù)、鋅基合金制模技術(shù)、環(huán)氧樹脂制模技術(shù)、噴涂成型制模技術(shù)、疊層鋼板制模技術(shù)等。應用快速經(jīng)濟制模技術(shù)制造模具，能簡化模具制造工藝、縮短制造周期(比普通鋼模制造周期縮短70%一90 %、降低模具生產(chǎn)成本(比普通鋼模制造成本降低60%-80%，在工業(yè)生產(chǎn)中取得廠顯著的經(jīng)濟效益。對提高新產(chǎn)品的開發(fā)速度，促進生產(chǎn)的發(fā)展有著非常重要的作用。上一頁返 回第三節(jié) 沖壓件常用材料一、沖壓常用的材料種類冷沖壓常用材料有:1.黑色金屬普通碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼、不銹鋼、電

8、工硅鋼等。2.有色金屬純銅、黃銅、青銅、鋁等。3.非金屬材料紙板、膠術(shù)板、橡膠板、塑料板、纖維板和石母等。下一頁第三節(jié) 沖壓件常用材料二、沖壓常用材料的形狀沖壓件形狀有各種規(guī)格的板料、帶料和塊料。板料的尺寸較大，一般用于大型零件的沖壓，對于中小型零件，多數(shù)是將板料剪裁成條料后使用。帶料(又稱卷料)有各種規(guī)格的寬度，展開長度可達幾千米，適用于大批量生產(chǎn)的自動送料，材料厚度很小時也是做成帶料供應。塊料只用于少數(shù)鋼號和價錢昂貴的有色金屬的沖壓。上一頁返 回第四節(jié) 沖壓模具及沖壓設(shè)備一、沖壓模具在冷沖壓加工中，將材料(金屬或非金屬)加工成零件(或半成品)的一種特殊工藝裝備，稱為冷沖壓模具(俗稱冷沖模)

9、。沖壓模具是沖壓生產(chǎn)必不可少的工藝裝備，是技術(shù)密集型產(chǎn)品。1.沖壓模具的分類(1)根據(jù)工藝性質(zhì)分類沖裁模。彎曲模。拉深模。成型模。下一頁第四節(jié) 沖壓模具及沖壓設(shè)備一、沖壓模具(2)根據(jù)工序組合程度分類單工序模復合模級進模(3)根據(jù)材料的變形特點分類通常模具是由兩類零件組成:一類是工藝零件，這類零件直接參與工藝過程的完成并和坯料有直接接觸，包括有工作零件、定位零件、卸料與壓料零件等;一類是結(jié)構(gòu)零件，這類零件不直接參與完成工藝過程，也不和坯料有直接接觸，只對模具完成工藝過程起保證作用，或?qū)δ＞吖δ芷鹜晟谱饔?，包括有導向零件、緊固零件、標準件及其他零件等。下一頁上一頁第四節(jié) 沖壓模具及沖壓設(shè)備一、沖

10、壓模具2.沖壓模具常用材料模具材料使用性能的好壞直接影響模具的質(zhì)量和使用壽命;模具材料的工藝性能將影響模具加工的難易程度、模具加工的質(zhì)量和加工成本。因此，在模具設(shè)計時，除設(shè)計出合理的模具結(jié)構(gòu)外，還應選用合適的模具材料及熱處理工藝，才能使模具獲得良好的工作性能和較長的使用壽命。制造沖壓模具用的材料有灰鑄鐵、鑄鋼、鋼、鋼結(jié)硬質(zhì)合金、硬質(zhì)合金、低熔點合金、塑料、聚氨酯橡膠等。下一頁上一頁第四節(jié) 沖壓模具及沖壓設(shè)備二、沖壓設(shè)備與選用1.常見冷沖壓設(shè)備(1)機械壓力機機械壓力機按馭動滑塊機構(gòu)的種類可分為曲柄式和摩擦式；滑塊個數(shù)可分為單動和雙動；按床身結(jié)構(gòu)形式可分為開式(C型床身)和閉式(且型床身)；按自

11、動化程度可分為普通壓力機和高速壓力機等。摩擦壓力機工作原理圖如圖1-1所示。曲柄壓力機的工作原理是利用曲柄連桿機構(gòu)進行工作，電機通過皮帶輪及齒輪帶動曲軸傳動，經(jīng)連桿使滑塊做直線往復運動。偏心壓力機的工作原理如圖1-2所示。曲軸壓力機的工作原理如圖1-3所示。下一頁上一頁第四節(jié) 沖壓模具及沖壓設(shè)備二、沖壓設(shè)備與選用(2)液壓機液壓機按工作介質(zhì)可分為油壓機和水壓機兩種。其工作原理是利用帕斯卡原理，以水或油為工作介質(zhì)，采用液壓傳動進行工作，使滑動上下往復運動。其工作特點是壓力大，適用于拉深、擠壓等成型工序，但生產(chǎn)效率低。下一頁上一頁第四節(jié) 沖壓模具及沖壓設(shè)備二、沖壓設(shè)備與選用2.沖壓設(shè)備的選用(1)

12、壓力機類型的選擇原則中、小型沖壓件選用開式機械壓力機;大、中型沖壓件選用雙柱閉式機械壓力機;導板?；蛞髮撞浑x開導柱的模具，選用偏心壓力機;大量生產(chǎn)的沖壓件選用高速壓力機或多工位自動壓力機;校平、整形和溫熱擠壓工序選用摩擦壓力機;薄板沖裁、精密沖裁選用剛度高的精密壓力機;大型、形狀復雜的拉深件選用雙動或三動壓力機;小批量生產(chǎn)中的大型厚板件的成型工序，多采用液壓壓力機下一頁上一頁第四節(jié) 沖壓模具及沖壓設(shè)備二、沖壓設(shè)備與選用(2)壓力機規(guī)格的選擇公稱壓力滑塊行程長度行程次數(shù)工作臺面尺寸滑塊模柄孔尺寸閉合高度下一頁上一頁第四節(jié) 沖壓模具及沖壓設(shè)備三、模具的安裝模具安裝的一般注意事項:檢查壓力機上的

13、打料裝置，將其暫時調(diào)整到最高位置，以免在調(diào)整壓力機閉合高度時被折彎;檢查模具閉合高度與壓力機閉合高度之間的關(guān)系是否合理;檢查下模頂桿和上模打料桿是否符合壓力機的除料裝置的要求(大型壓力機則應檢查氣墊裝置);模具安裝前應將上下模板和滑塊底面的油污揩拭干凈，并檢查有無遺物，防止影響正確安裝和發(fā)生意外事故。下一頁上一頁第四節(jié) 沖壓模具及沖壓設(shè)備三、模具的安裝模具安裝的一般順序(指帶有導柱導向的模具):根據(jù)沖模的閉合高度調(diào)整壓力機滑塊的高度，使滑塊在下止點時其底平面與工作臺面之間的距離大于沖模的閉合高度。先將滑塊升到上止點，沖模放在壓力機工作臺面規(guī)定位置，再將滑塊停在下止點，然后調(diào)節(jié)滑塊的高度，使其底平面與沖模座上平面接觸。將壓力機滑塊上調(diào)3 5mm，開動壓力機，空行程12次，將滑塊停于下止點，固定往下模座。進行試沖，并逐步調(diào)整滑塊到所需的高度。下一頁上一頁第四節(jié) 沖壓模具及沖壓設(shè)備四、模具的標準化模具的標準化系列才剛剛發(fā)展起來，每一個零部件的外形尺寸和各零部件的裝配尺寸進行標準化系列化。在新產(chǎn)品開發(fā)上，為使新產(chǎn)品更早、更快地投放市場，在模具設(shè)計和制造上，模具采用標準化，就可以制造出模具的模塊，然后把舊產(chǎn)品的同一系列模具中的模塊更換下來，再做適當加工就很快投人使