沖壓工藝學(緒論)

沖壓工藝學

StampingTechnology教師：邢曉紅電話：87190167A3-207E－mail：xingxh@在本門課程開始前讓我們來看看以下零件是如何加工的？

汽車發(fā)動機用墊圈：汽車發(fā)動機用墊圈：汽車發(fā)動機支架：

汽車發(fā)動機上其他零件

普通墊片：常用五金件：第一章緒論一、沖壓工藝的特點及其優(yōu)越性二、沖壓工藝在工業(yè)生產中的地位和作用三、沖壓工藝的工序和分類四、沖壓技術的發(fā)展方向五、課程的特點及其學習的方法一、沖壓工藝的特點及其優(yōu)越性沖壓工藝是塑性加工的基本方法之一。

它主要用于加工板料零件，所以有時也稱之為板料沖壓。

沖壓不僅可以加工金屬板料，而且也可以加工非金屬板料。1、什么是冷沖壓

冷沖壓是一種先進的金屬加工方法，它是建立在金屬塑性變形的基礎上，利用模具和沖壓設備對板料金屬進行加工，以獲得所需要的零件形狀和尺寸。沖裁模動畫演示62、沖壓加工的優(yōu)點經濟方面

——原材料省，且利用率高

(一般可達70-90%)——操作工藝方便

——生產效率高，便于機械化與自動化

——成本低汽車覆蓋件2、沖壓加工的優(yōu)點技術方面

——可以獲得用其他加工工藝難以加工的各種形狀復雜的零件與制品；

——尺寸精度較高，質量穩(wěn)定，互換性良好（一般IT8～10,最高達IT7）；

——在材料消耗不大的情況下，可獲得強度高、剛度大、重量輕的零件；3、沖壓生產的局限性

——制模成本高；

——技術要求高；

——不適用于單件及小批量生產；二、沖壓工藝在工業(yè)生產中的地位

和作用在機械制造業(yè)中，冷沖壓是一種生產效率很高的加工工藝，它給生產提供了及其方便及最有利的條件。沖壓工藝的應用范圍相當廣泛，大到汽車的覆蓋件，小至鐘表及儀器儀表的元件，大多是冷沖壓制成的。統(tǒng)計表明：－汽車制造業(yè)中，60～75％沖壓件－電機儀器儀表業(yè)中，60～70％沖壓件－國防工業(yè)中，沖壓件的比重也相當大沖壓應用領域

——汽車等行業(yè)零部件類沖壓

——電器件沖壓——生活日用品沖壓——家用電器部件沖壓——航空航天工業(yè)、國防工業(yè)

航空航天制造業(yè)：汽車制造業(yè)：三、沖壓工藝的工序和分類由于沖壓加工的零件形狀、尺寸、精度要求、批量大小、原材料性能等不同，當前在生產中所采用的沖壓工藝方法也是多種多樣的。但是，概括起來可以分為兩大類：

——分離工序(shearing)——成形工序(forming)冷沖壓基本工序分類圖冷沖壓工序

分離工序成形工序沖裁彎曲拉深成形體積沖壓剖切落料沖孔切口切邊彎曲扭曲拉深起伏成形壓印沖眼1、分離工序(shearing)是指板料受力后，應力超過材料的剪切強度極限σb

，而使板料產生剪裂或局部剪裂的工序。

其目的是在沖壓過程中，使沖壓件與板料沿一定的輪廓線相互分離，同時，沖壓件分離斷面的質量也要滿足一定的要求。工序名稱簡圖特點及應用范圍落料用沖模沿封閉輪廓曲線沖切，沖下部分是零件。用于制造各種形狀的平板零件沖孔用沖模沿封閉輪廓曲線沖切，沖下部分是廢料切斷用剪刀或沖模沿不封閉曲線切斷，多用于加工形狀簡單的平板零件切邊將成形零件的邊緣修切整齊或切成一定形狀剖切把沖壓加工成的半成品切開成為兩個或數個零件，多用于不對稱零件的成雙或成組沖壓成形之后表1-1分離工序2、成形工序是指板料受力后，應力超過了材料的屈服極限σs（但小于材料的剪切強度極限σb

），經過塑性變形后，成為一定形狀的零件的加工工序。

其目的是使沖壓坯料在不破壞的前提下，發(fā)生塑性變形并轉化成所需要的產品形狀。

工序名稱簡圖特點及應用范圍彎曲把板料沿直線彎成各種形狀，可以加工形狀復雜的零件卷圓把板料端部卷成接近封閉的圓頭，用以加工類似鉸鏈的零件扭曲把沖裁后的半成品扭轉成一定的角度拉深把板料毛坯成形制成各種空心的零件表1-2成形工序工序名稱簡圖特點及應用范圍翻孔在預先沖孔的板料半成品上或未經沖孔的板料沖制成豎立的邊緣翻邊把板料半成品的邊緣按曲線或圓弧成形成豎立的邊緣拉彎在拉力與彎矩共同作用下實現彎曲變形，可得精度較好的零件脹形在雙向拉應力作用下實現的變形，可以成形各種空間曲面形狀的零件工序名稱簡圖特點及應用范圍起伏在板料毛坯或零件的表面上用局部成形的方法制成各種形狀的突起與凹陷擴口在空心毛坯或管狀毛坯的某個部位上使其徑向尺寸擴大的變形方法縮口在空心毛坯或管狀毛坯的某個部位上使其徑向尺寸減小的變形方法旋壓在旋轉狀態(tài)下用輥輪使毛坯逐步成形的方法校形為了提高已成形零件的尺寸精度或獲得小的圓角半徑而采用的成形方法3、復合工序把兩個或兩個以上的基本工序合并成一個工序，可以提高沖壓生產的效率，降低工件的成本，便于實現自動化生產。如：

——沖孔–落料

——落料–拉深–切邊

——落料–沖孔–彎曲

……實現沖壓的基本條件：

要實現沖壓必須對材料施加作用力，使得材料產生分離或塑性變形。所以要具備以下兩個條件：（一）沖壓模具沖壓模具是實現沖壓工藝的工具。

沖裁模（二）沖壓設備沖壓設備是實現沖壓時提供外力的裝置。沖裁模與沖壓設備的關系模具模擬動畫\沖裁模動畫演示模具模擬動畫\沖孔落料復合模1模具模擬動畫\沖孔落料復合模四、沖壓技術的發(fā)展方向1、工藝分析計算方法的現代化2、模具設計制造技術現代化3、沖壓生產的機械化與自動化4、適應產品更新換代快和生產批量小的特點5、改進板料性能，以提高其成形能力和使用效果1、工藝分析計算方法的現代化近幾年來國內外開始采用有限元法，對復雜成形件（如汽車覆蓋件）的成形過程進行應力應變分析和計算機模擬，以預測某一工藝方案對零件成形的可能性和會發(fā)生的問題，將結果顯示出來，供設計人員進行修改和選擇。這樣，不但可以節(jié)省模具試制費用，縮短新產品的試制周期，還可以逐步建立一套能結合生產實際的先進設計方法，既促進了沖壓工藝的發(fā)展，也將使塑性成形理論逐步完善到對生產實際起指導作用。2、模具設計制造技術現代化為了加快產品的更新換代，縮短模具設計、制造周期，工業(yè)先進國家正在大力開展模具計算機輔助設計和制造（CAD/CAM）的研究，并在生產中應用。應用這一技術，不僅可以縮短模具設計制造周期，還可以提高模具質量，減少設計和制造人員的重復勞動，使設計者盡可能把精力用在創(chuàng)新開發(fā)上。

采用這一技術，一般可以提高模具設計制造效率2～3倍。發(fā)展這一技術，最終是實現模具CAD/CAM一體化。3、沖壓生產的機械化與自動化國外還加強了由計算機控制的現代化全自動沖壓加工系統(tǒng)的研究與應用，使沖壓生產達到高度自動化，從而減輕勞動強度和提高生產效率。為了滿足大批量生產的需要，沖壓設備由低速壓力機發(fā)展到高速自動壓力機。4、適應產品更新換代快和生產批

量小的特點為了滿足產品更新換代和小批量生產的需要，發(fā)展了一些新的成形工藝（如高能成形等）、簡易模具（如軟模和低熔點合金模等）、數控沖壓設備和沖壓柔性制造系統(tǒng)（FMS）等。這樣，就使沖壓生產既適合大批量生產，也適合小批量生產。5、改進板料性能，以提高其成形

能力和使用效果

目前世界各先進工業(yè)國不斷研制出沖壓性能良好的板材，以提高沖壓成形能力和使用效果。例如，研制高強度鋼板，用來生產汽車覆蓋件，以減輕零件重量和提高其結構強度。

第一章緒論第二章沖裁第三章彎曲第四章拉深第五章成形第六章板料的沖壓成形性能與成形極限第七章沖壓工藝設計第八章沖模結構與設計課程內容目錄五、課程的特點及其學習的方法本門課程與前面所學課程的關聯：1.塑性力學的基本原理；2.材料力學的基本原理；3.金屬材料學與熱處理；4.數字化設計與制造知識

總而言之，《沖壓工藝學》是一門實踐性很強的課程，經驗多于科學，系統(tǒng)性較差，要抓住三基本：基本概念、基本方法、基本技能關鍵是要學會分析問題和解決問題的思路和方法。教學參考書：1.肖景容,江奎華主編.沖壓工藝學.機械工業(yè)出版社2.吳詩惇主編.沖壓工藝學.西北工業(yè)大學出版社3.李碩本主編.沖壓工藝學.機械工業(yè)出版社4.彭建聲編.冷沖壓技術問答（上、下冊）.機械工業(yè)出版社5.趙振鐸,翟建軍等著.板料沖壓原理與合理間隙.南海出版公司6.胡世光.板料冷壓成形原理.國防工業(yè)出版社7.吉田弘美等（一汽車身分廠技術科譯）.沖壓技術100例.吉林人民出版社

教學參考書：8.中川威雄等（郭青山等譯）.板料沖壓加工.天津科學技術出版社9.日本材料學會（陶永發(fā)等譯）