冷沖壓模具設(shè)計(jì)

1、冷沖壓模具設(shè)計(jì)包頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院模具教研室冷沖壓模具設(shè)計(jì)課程情況總體簡(jiǎn)介總學(xué)時(shí)：96課程性質(zhì)：冷沖壓模具設(shè)計(jì)課程是專業(yè)的一門主干專業(yè)技術(shù)課，是一門實(shí)踐性、綜合性很強(qiáng)的課程。課程任務(wù)：通過學(xué)習(xí)，能夠準(zhǔn)確完成模具結(jié)構(gòu)的識(shí)圖與分析工作；能夠獨(dú)立完成典型沖件（包括沖裁件、彎曲件、拉深件）的工藝分析與方案制定工作；能夠獨(dú)立完成簡(jiǎn)單沖件的模具設(shè)計(jì)工作并繪制相關(guān)圖紙。冷沖壓模具設(shè)計(jì)總目錄第一章 冷沖壓概述第二章 沖裁模設(shè)計(jì)與實(shí)例分析第三章 彎曲模設(shè)計(jì)與實(shí)例分析第四章 拉深模設(shè)計(jì)與實(shí)例分析第五章 成形工藝與成形模設(shè)計(jì)冷沖壓模具設(shè)計(jì)模塊一 冷沖壓概述包職院模具教研室冷沖壓概述學(xué)習(xí)項(xiàng)目一 冷沖壓基本概念 一、沖壓加

2、工概況 1. 冷沖壓概念 冷沖壓：室溫下 壓力機(jī) 模具 材料 分離或塑性變形。冷沖壓概述 1.冷沖壓概念（續(xù)） 加工對(duì)象：主要金屬板材 加工依據(jù)：板材沖壓成形性能（主要是塑性） 加工設(shè)備：主要是壓力機(jī) 加工工藝裝備：沖壓模具 沖壓模具：在沖壓加工中，將材料加工成零件（或半成品）的一種特殊工藝裝備，稱為沖壓模具（俗稱沖模）。 冷沖壓概述1.冷沖壓概念（續(xù)）沖壓生產(chǎn)三要素合理的沖壓工藝先進(jìn)的模具高效的沖壓設(shè)備冷沖壓概述 2.冷沖壓加工的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)： 低耗、高效、低成本 “一模一樣”、質(zhì)量穩(wěn)定、互換性好 可加工薄壁、復(fù)雜零件 對(duì)工人的技術(shù)要求較低缺點(diǎn)： 噪音大 安全性較差應(yīng)用： 沖壓適于批量生產(chǎn) 日常

3、沖壓產(chǎn)品、高科技沖壓產(chǎn)品冷沖壓概述 二、沖壓工序的分類 根據(jù)材料的變形特點(diǎn)：分離工序、成形工序 分離工序：是指坯料在模具刃口作用下，沿一定的輪廓線分離而獲得沖件的加工方法。主要包括落料、沖孔、分離等。冷沖壓概述 成形工序：是指坯料在模具壓力作用下，使坯料產(chǎn)生塑性變形，但不產(chǎn)生分離而獲得的具有一定形狀和尺寸的沖件的加工方法。 主要有彎曲、拉深、翻邊等。冷沖壓概述 三、沖模 1.沖模的分類 （1）根據(jù)工藝性質(zhì)分 沖裁模、彎曲模、拉深模 （2）根據(jù)工序的組合程度分 簡(jiǎn)單模： 單工序、單工位 級(jí)進(jìn)模： 多工序、多工位 復(fù)合模： 多工序、單工位冷沖壓概述以墊圈的生產(chǎn)為例用單工序模生產(chǎn)：用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)：用復(fù)

4、合模生產(chǎn)：冷沖壓概述2.模具組成零件1-下模座 2-螺釘3-凹模 4-導(dǎo)料銷5-橡膠 6-導(dǎo)套 7-凸模固定板 8-上模座 9-卸料螺釘10-模柄 11-橫銷 12-防轉(zhuǎn)銷 13-螺釘 14-墊板 15-凸模 16-導(dǎo)柱 17-卸料版 18-螺釘冷沖壓概述 2.模具組成零件（續(xù)） 沖模一般由上模和下模兩部分組成。主要包括以下幾類零件：工作零件：對(duì)材料直接施加壓力，完成沖壓工作的零件。主要包括凸模、凹模和凸凹模。定位零件：用以確定坯料在模具中的正確位置。卸料與出件零件：用于保障模具的連續(xù)動(dòng)作所需的輔助裝置。導(dǎo)向零件：保證上模與下模之間的相對(duì)位置。支撐、緊固與連接零件：完成模具個(gè)零件的相互連接與穩(wěn)

5、固定位作用冷沖壓概述 四、模具設(shè)計(jì)與制造的相互關(guān)系沖壓產(chǎn)品生產(chǎn)流程：（沖壓）產(chǎn)品設(shè)計(jì)沖壓成形工藝設(shè)計(jì)沖壓模具設(shè)計(jì)沖模制造沖壓產(chǎn)品生產(chǎn)相互關(guān)聯(lián)相互影響冷沖壓概述五、沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向 1.我國(guó)沖壓技術(shù)現(xiàn)狀 技術(shù)落后、經(jīng)濟(jì)效益低。 主要原因：沖壓基礎(chǔ)理論與成形工藝落后； 模具標(biāo)準(zhǔn)化程度低； 模具設(shè)計(jì)方法和手段、模具制造工藝及設(shè)備落后； 模具專業(yè)化水平低。 所以，結(jié)果導(dǎo)致我國(guó)模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與先進(jìn)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具相比差距相當(dāng)大。冷沖壓概述 2.沖壓技術(shù)發(fā)展方向 (1)沖壓成形理論及沖壓工藝 加強(qiáng)理論研究，開展CAE技術(shù)應(yīng)用 開發(fā)和應(yīng)用沖壓新工藝。 (2)模具先進(jìn)制造

6、工藝及設(shè)備 數(shù)控化、高速化、復(fù)合化加工技術(shù) 先進(jìn)特種加工技術(shù) 精密磨削、微細(xì)加工技術(shù) 先進(jìn)工藝裝備技術(shù) 先進(jìn)測(cè)量技術(shù)冷沖壓概述 (3)模具新材料及熱處理、表面技術(shù) 提高使用性能,改善加工性能 ，提高壽命。 (4)模具CAD/CAM技術(shù) 二、三維相結(jié)合的數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)與數(shù)字化制造技術(shù)。 模具行業(yè)是最早應(yīng)用CAD/CAM技術(shù)的行業(yè)之一。 (5)快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù) 加快模具的制造速度，降低模具生產(chǎn)成本。適應(yīng)小批 量試制。冷沖壓概述冷沖壓概述汽車覆蓋件飛機(jī)蒙皮冷沖壓概述沖裁模冷沖壓概述彎曲模冷沖壓概述拉深模冷沖壓概述單工序模冷沖壓概述級(jí)進(jìn)模冷沖壓概述復(fù)合模冷沖壓概述數(shù)控高速銑削加工高效 、高精度 、高的

7、表面質(zhì)量 、可加工高硬材料 冷沖壓概述多軸聯(lián)動(dòng)、復(fù)合加工五軸加工中心五軸車銑中心冷沖壓概述 慢走絲線切割技術(shù)加工精度可達(dá)到1.5m， 加工表面粗糙度Ra0.10.2m。冷沖壓概述精密坐標(biāo)磨床 成型磨床數(shù)控光學(xué)曲線磨床 精密磨削、微細(xì)加工技術(shù)冷沖壓概述3R裝夾系統(tǒng)（統(tǒng)一工藝基準(zhǔn)定位系統(tǒng)）應(yīng)用先進(jìn)工藝裝備技術(shù)冷沖壓概述三坐標(biāo)數(shù)控測(cè)量冷沖壓概述學(xué)習(xí)項(xiàng)目二 沖壓設(shè)備及選用本次課可按以下提綱采用現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)。冷沖壓概述一、常見沖壓設(shè)備機(jī)械壓力機(jī)（以Jxx表示其型號(hào)）摩擦壓力機(jī)曲柄壓力機(jī)液壓機(jī)（以Yxx表示其型號(hào)）油壓機(jī)水壓機(jī) 數(shù)控沖床專用設(shè)備剪板機(jī)折彎?rùn)C(jī)冷沖壓概述二、常見設(shè)備的工作原理與特點(diǎn)1. 曲柄壓力機(jī)

8、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖2. 曲軸壓力機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)圖4. 摩擦壓力機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)圖3. 偏心壓力機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)圖5. 各類設(shè)備特點(diǎn)比較冷沖壓概述 三、沖壓設(shè)備的選用 1.壓力機(jī)類型的選擇 根據(jù)工序性質(zhì)、生產(chǎn)批量、沖件質(zhì)量等要求進(jìn)行選擇。 2.壓力機(jī)規(guī)格的選擇 （1）公稱壓力 （2）滑塊行程長(zhǎng)度 （3）行程次數(shù) （4）工作臺(tái)面尺寸 （5）滑塊模柄孔尺寸 （6）閉合高度 （7）電機(jī)功率的選擇冷沖壓概述 四、模具的安裝 一般次序： 1.檢查臺(tái)面、閉合高度、打料裝置等。 2.根據(jù)沖模的閉合高度調(diào)整壓力機(jī)滑塊的高度， 并分別固定上、下模部分。 3. 試沖。冷沖壓概述 公稱壓力：滑塊下滑到距下極點(diǎn)某一特定的距離Sp或曲柄旋轉(zhuǎn)到距下

9、極點(diǎn)某一特定角度時(shí)，所產(chǎn)生的沖擊力稱為壓力機(jī)的公稱壓力。 沖裁、彎曲時(shí)壓力機(jī)的噸位應(yīng)比計(jì)算的沖壓力大30%左右。 拉深時(shí)壓力機(jī)噸位應(yīng)比計(jì)算出的拉深力大60%100%。壓力機(jī)的許用壓力曲線1壓力機(jī)許用壓力曲線 2沖裁工藝沖裁力實(shí)際變化曲線 3拉深工藝?yán)盍?shí)際變化曲線 冷沖壓概述 壓力機(jī)的閉合高度：指滑塊在下止點(diǎn)時(shí)，滑塊底面到工作臺(tái)上平面（即墊板下平面）之間的距離。 壓力機(jī)的裝模高度：指壓力機(jī)的閉合高度減去墊板厚度的差值。 模具的閉合高度：指沖模在最低工作位置時(shí)，上模座上平面至下模座下平面之間的距離。 模具閉合高度與裝模高度的關(guān)系 理論上 Hmin-H1HHmaxH1理論上 Hmin-H1HHm

10、axH1實(shí)際上 Hmin-H10HHmax-H5 冷沖壓概述冷沖壓概述冷沖壓概述冷沖壓概述類型設(shè)備名稱工作原理特點(diǎn)機(jī)械壓力機(jī)摩擦壓力機(jī) 利用摩擦盤與飛輪之間相互接觸并傳遞動(dòng)力，借助螺桿與螺母相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理而工作。其傳動(dòng)系統(tǒng)如圖1.2.1 所示。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，當(dāng)超負(fù)荷時(shí)，只會(huì)引起飛輪與摩擦盤之間的滑動(dòng)，而不致?lián)p壞機(jī)件。但飛輪輪緣磨損大，生產(chǎn)率低。適用于中小型件的沖壓加工，對(duì)于校正、壓印和成形等沖壓工序尤為適宜。曲柄壓力機(jī)利用曲柄連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作，電機(jī)通過皮帶輪及齒輪帶動(dòng)曲軸傳動(dòng)，經(jīng)連桿使滑塊作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。曲柄壓力機(jī)分為偏心壓力機(jī)和曲軸壓力機(jī)，二者區(qū)別主要在主軸，前者主軸是偏心軸，后者主軸是曲軸。偏心

11、壓力機(jī)一般是開式壓力機(jī)，而曲軸壓力機(jī)有開式和閉式之分。偏心壓力機(jī)和曲軸壓力機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)如圖1.2.2 和圖1.2.3所示。生產(chǎn)率高，適用于各類沖壓加工高速?zèng)_床工作原理與曲柄壓力機(jī)相同，但其剛度、精度、行程次數(shù)都比較高，一般帶有自動(dòng)送料裝置、安全檢測(cè)裝置等輔助裝置。生產(chǎn)率很高，適用于大批量生產(chǎn)，模具一般采用多工位級(jí)進(jìn)模。液壓機(jī)油壓機(jī)水壓機(jī)利用帕斯卡原理，以水或油為工作介質(zhì)，采用靜壓力傳遞進(jìn)行工作，使滑塊上、下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。壓力大，而且是靜壓力，但生產(chǎn)率低。適用于拉深、擠壓等成形工序。冷沖壓概述高速電主軸在臥式鏜銑床上的應(yīng)用越來越多，除了主軸速度和精度大幅提高外，還簡(jiǎn)化了主軸箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)，縮短了制造周期

12、，尤其是能進(jìn)行高速切削，電主軸轉(zhuǎn)速最高可大10000r/min以上。不足之處在于功率受到限制，其制造成本較高，尤其是不能進(jìn)行深孔加工。而鏜桿伸縮式結(jié)構(gòu)其速度有限，精度雖不如電主軸結(jié)構(gòu)，但可進(jìn)行深孔加工，且功率大，可進(jìn)行滿負(fù)荷加工，效率高，是電主軸無法比擬的。因此，兩種結(jié)構(gòu)并存，工藝性能各異，卻給用戶提供了更多的選擇。 現(xiàn)在，又開發(fā)了一種可更換式主軸系統(tǒng)，具有一機(jī)兩用的功效，用戶根據(jù)不同的加工對(duì)象選擇使用，即電主軸和鏜桿可相互更換使用。這種結(jié)構(gòu)兼顧了兩種結(jié)構(gòu)的不足，還大大降低了成本。是當(dāng)今臥式鏜銑床的一大創(chuàng)舉。電主軸的優(yōu)點(diǎn)在于高速切削和快速進(jìn)給，大大提高了機(jī)床的精度和效率。 臥式鏜銑床運(yùn)行速度越

13、來越高，快速移動(dòng)速度達(dá)到2530m/min，鏜桿最高轉(zhuǎn)速6000r/min。而臥式加工中心的速度更高，快速移動(dòng)高達(dá)50m/min，加速度5m/s2，位置精度0.0080.01mm，重復(fù)定位精度0.0040.005mm。 落地式銑鏜床銑刀 由于落地式銑鏜床以加工大型零件為主，銑削工藝范圍廣，尤其是大功率、強(qiáng)力切削是落地銑鏜床的一大加工優(yōu)勢(shì)，這也是落地銑鏜床的傳統(tǒng)工藝概念。而當(dāng)代落地銑鏜床的技術(shù)發(fā)展，正在改變傳統(tǒng)的工藝概念與加工方法，高速加工的工藝概念正在替代傳統(tǒng)的重切削概念，以高速、高精、高效帶來加工工藝方法的改變，從而也促進(jìn)了落地式銑鏜床結(jié)構(gòu)性改變和技術(shù)水平的提高。 當(dāng)今，落地式銑鏜床發(fā)展的最

14、大特點(diǎn)是向高速銑削發(fā)展，均為滑枕式(無鏜軸)結(jié)構(gòu)，并配備各種不同工藝性能的銑頭附件。該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是滑枕的截面大，剛性好，行程長(zhǎng)，移動(dòng)速度快，便于安裝各種功能附件，主要是高速鏜、銑頭、兩坐標(biāo)雙擺角銑頭等，將落地銑鏜床的工藝性能及加工范圍達(dá)到極致，大大提高了加工速度與效率。 傳統(tǒng)的銑削是通過鏜桿進(jìn)行加工，而現(xiàn)代銑削加工，多由各種功能附件通過滑枕完成，已有替代傳統(tǒng)加工的趨勢(shì)，其優(yōu)點(diǎn)不僅是銑削的速度、效率高，更主要是可進(jìn)行多面體和曲面的加工，這是傳統(tǒng)加工方法無法完成的。因此，現(xiàn)在，很多廠家都競(jìng)相開發(fā)生產(chǎn)滑枕式(無鏜軸)高速加工中心，在于它的經(jīng)濟(jì)性，技術(shù)優(yōu)勢(shì)很明顯，還能大大提高機(jī)床的工藝水平和工藝范圍。同時(shí)，又提高了加工精度和加工效率。當(dāng)然，需要各種不同型式的高精密銑頭附件作技術(shù)保障，對(duì)其要求也很高。 高速銑削給落地式銑鏜床帶來了結(jié)構(gòu)上的變化，主軸箱居