第1章 沖壓成形基礎

第1章沖壓成形基礎

沖壓成形與沖壓模具概述

1.1沖壓設備

1.2

沖壓材料1.3沖壓模具制造概述1.41.1沖壓成形基礎與沖壓模具概述1.1.1沖壓與沖壓模具1．沖壓的概念

沖壓是在室溫下，利用安裝在壓力機上的模具對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的制件的一種壓力加工方法。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，簡稱沖模。2．沖壓模具的概念

3．沖壓成形的特點優(yōu)點：（1）尺寸精度由模具來保證，所以加工出來的零件質(zhì)量穩(wěn)定，一致性好，具有“一摸一樣”的特征。（2）沖壓成形可以獲得其他加工方法所不能或難以制造的壁薄、重量輕、剛性好、表面質(zhì)量高、形狀復雜的零件。（3）材料利用率高，屬于少、無屑加工。（4）效率高、操作方便，要求的工人技術(shù)等級不高。（5）模具使用壽命長，生產(chǎn)成本低。缺點：（1）噪聲和振動大。（2）模具精度要求高、制造復雜、周期長、制造費用昂貴，因而小批量生產(chǎn)受到限制。（3）如果零件精度要求過高，沖壓生產(chǎn)難以達到要求。分離工序是指使坯料沿一定的輪廓線分離而獲得一定形狀、尺寸和斷面質(zhì)量的沖壓件的工序。分離工序主要有沖裁和剪裁等。1.1.2沖壓工序分類

1．分離工序2．成形工序

成形工序是指使坯料在不破裂的條件下產(chǎn)生塑性變形而獲得一定形狀和尺寸的沖壓件的工序。成形工序主要有彎曲、拉深、翻邊、旋壓等。沖壓工序的具體分類及特點見表1—1和表1—2。

可以分為沖裁模、彎曲模、拉深模和成形模等，如圖1－1所示。1.1.3沖壓模具分類

1．根據(jù)工藝性質(zhì)分類

2．根據(jù)工序組合程度分類

可以分為單工序模、復合模和級進模。3．按上、下模的導向方式分類可以分為無導向模和有導向的導板模、導柱模。工藝零件是指直接參與完成沖壓工藝過程并和坯料直接發(fā)生作用的零件。1.1.4沖壓模具結(jié)構(gòu)組成

1．工藝零件

2．結(jié)構(gòu)零件

結(jié)構(gòu)零件是指不直接參與完成沖壓工藝過程，也不和坯料直接發(fā)生作用，只對模具完成工藝過程起保證作用或?qū)δ＞叩墓δ芷鹜晟谱饔玫牧慵?.2沖壓設備1.2.1曲柄壓力機的分類

1．按照機身的結(jié)構(gòu)形式分類

曲柄壓力機可分為開式壓力機和閉式壓力機。開式壓力機又可分為單柱壓力機和雙柱壓力機兩種。開式壓力機按照工作臺的結(jié)構(gòu)特點又可分為可傾臺式壓力機曲柄壓力機可分為通用壓力機和專用壓力機。2．按照工藝用途分類

3．按照滑塊個數(shù)分類

曲柄壓力機可分為單動、雙動和三動壓力機。目前使用最多的是單動壓力機。如圖1-5所示為開式雙柱可傾式壓力機JC23—63的運動原理圖，其工作原理如下：電動機1的能量和運動通過帶傳動傳遞給中間傳動軸4，再由齒輪5和6傳動給曲軸9，經(jīng)連桿11帶動滑塊12作上下直線移動。因此，曲軸的旋轉(zhuǎn)運動通過連桿變?yōu)榛瑝K的往復直線運動。將上模13固定于滑塊上，下模14固定于工作臺墊板15上，壓力機便能對置于上、下模間的材料加壓，依靠模具將其沖成工件，實現(xiàn)壓力加工。1.2.2曲柄壓力機的傳動原理

由于工藝需要，曲軸兩端分別裝有離合器7和制動器10，以實現(xiàn)滑塊的間歇運動或連續(xù)運動。壓力機在整個工作周期內(nèi)有負荷的工作時間很短，大部分時間為空程運動。為了使電動機的負荷均勻和有效地利用能量，在傳動軸端裝有飛輪，起到儲能作用。在該壓力機上，大帶輪3和大齒輪6均起飛輪的作用。1.2.3曲柄壓力機的型號1.公稱壓力及公稱壓力行程2．滑塊行程3．滑塊行程次數(shù)4.工作臺面尺寸和滑塊底面尺寸5．工作臺孔尺寸6．模柄孔尺寸7.最大裝模高度及裝模高度調(diào)節(jié)量8.立柱間距Ａ和喉深Ｃ9.電動機功率1.2.4曲柄壓力機的主要技術(shù)參數(shù)（1）檢查壓力機上的打料裝置，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；（2）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；（3）檢查下模頂桿和上模打料桿是否符合壓力機的去料裝置的要求；（4）模具安裝前應將上、下模板和滑塊底面的油污揩拭干凈，并檢查有無遺留物，防止影響正確安裝和發(fā)生意外事故。1.2.5模具的安裝與調(diào)整

1．沖壓模具安裝的注意事項

2．沖壓模具安裝的一般順序

①根據(jù)沖壓模具的閉合高度來調(diào)整壓力機滑塊的高度。②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。帶有模柄的沖模，應使模柄進入模柄孔，并通過滑塊上的壓塊和螺釘將模柄固定住。對于無模柄的大型沖模，一般用螺釘?shù)葘⑸夏Ｗo固在壓力機滑塊上，并將下模座初步固定在壓力機臺面上，注意不擰緊螺釘。③將壓力機滑塊上調(diào)3～5mm，開動壓力機，空行程1～2次，將滑塊停于下止點，再擰緊螺釘，固定下模座。④進行試沖，并逐步調(diào)整滑塊到所需的高度。如上模有頂桿，則應將壓力機上的卸料螺栓調(diào)整到需要的高度。1.3沖壓材料1.3.1材料的沖壓成形性能1．成形極限

成形極限是指材料在沖壓成形過程中能達到的最大變形程度。

2．成形質(zhì)量

成形質(zhì)量是指材料經(jīng)沖壓成形以后所得到的沖壓件能夠達到的質(zhì)量指標，包括尺寸精度、厚度變化、表面質(zhì)量以及成形后材料的物理機械性能等。1.塑性指標2．強度指標3．剛度指標4.硬化指標5．各向異性指標（1）板厚方向性系數(shù)r（2）板平面方向性系數(shù)△r1.3.2材料的沖壓成形的性能指標

（1）具有良好的沖壓成形性能（2）材料的厚度公差符合國家標準規(guī)定（3）具有較高的表面質(zhì)量1.3.3對沖壓材料的基本要求

沖壓用材料的形狀有各種規(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（也稱為卷料）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。

1.3.4常用沖壓材料的種類

1．沖壓材料的形狀

（1）黑色金屬包括普通碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼、不銹鋼、電工硅鋼等。（2）有色金屬包括銅及銅合金、鋁及鋁合金、鎂合金、鈦合金等。（3）非金屬材料包括紙板、膠木板、塑料板、纖維板和云母等。2．常用沖壓材料的種類

1.4沖壓模具制造概述1.4.1沖壓模具制造的概念和內(nèi)容

沖壓模具制造主要包含三個方面的工作：（1）凸模、凹模、凸凹模等工作零件的加工；（2）配購通用、標準件并進行補充加工以及其他非標準件的