冲模设计chb1

1、1/54金属加工常用的方法： 冷冷加工加工(车、铣、刨、磨、钻、镗、拉、攻丝、扩、铰车、铣、刨、磨、钻、镗、拉、攻丝、扩、铰 )热热加工（铸、锻、焊）加工（铸、锻、焊） 压力加工 锻造冲压型材型材-压延（压延（轧制轧制）、）、挤压挤压、拉拔拉拔 块料块料-自自由锻由锻、模模锻锻、回转锻、回转锻(滚轧、辊锻、滚轧、辊锻、楔横轧、摆动、辗压）、粉未成形楔横轧、摆动、辗压）、粉未成形-冲裁、弯曲、拉延（深）等冲裁、弯曲、拉延（深）等第一章第一章 冲压基本知识冲压基本知识2/54锻压生产概况：锻压生产概况：世界主要工业国：世界主要工业国：锻压机床的产量和拥有量锻压机床的产量和拥有量机床总数的机床总数的

2、50%模具的产值已超过机床工业产值模具的产值已超过机床工业产值 ( 冲压占比例大冲压占比例大)我国我国：锻压机床的增长速度超过了金属切削机：锻压机床的增长速度超过了金属切削机 专家预测：专家预测：零件粗加工的零件粗加工的75%，精加工的，精加工的50% 靠塑性靠塑性加工完成加工完成 ，冷冲压占比例大，冷冲压占比例大3/54冲压件冲压件变形机理变形机理成形特点，应力应多分析（状态、分布、成形特点，应力应多分析（状态、分布、 分布规律，大小）分布规律，大小）精度分析精度分析尺寸精度、断面质量、形状精度尺寸精度、断面质量、形状精度缺陷缺陷毛刺，划伤，回弹，起皱，拉裂，局部变薄等毛刺，划伤，回弹，起皱

3、，拉裂，局部变薄等毛坯的尺寸、形状毛坯的尺寸、形状变形程度大小变形程度大小中间过渡尺寸、形状中间过渡尺寸、形状 冲压力冲压力模具工作部分的形状尺寸模具工作部分的形状尺寸板材成形性能板材成形性能塑性失稳特性塑性失稳特性尺寸规格尺寸规格工艺分析工艺分析工艺计算工艺计算板材质量板材质量模具结构设计模具结构设计模具制造模具制造4/54冷冷冲压定义：冲压定义：坏料在坏料在常温常温下（在再结晶温度以下），利用安装在压下（在再结晶温度以下），利用安装在压力机上的力机上的模具模具，对，对坯料坯料施加压力使其产生塑变或分离，而施加压力使其产生塑变或分离，而获得具有一定尺寸、形状获得具有一定尺寸、形状制件制件的压

4、力加工方法。的压力加工方法。合理的合理的冲压工艺（板料）冲压工艺（板料）先进的先进的模具模具高效的高效的冲压设备冲压设备冲压生产的冲压生产的三要素三要素（板料）（板料）5/541、冷冲压的应用： 农机平均占农机平均占6070%汽车占汽车占6070%电机占电机占6580%飞机占飞机占70%电子工业（电视机、录音机、计算机）电子工业（电视机、录音机、计算机）85%日用五金（自行车、手表）日用五金（自行车、手表）90%2、冷冲压的特点：优点优点： 生产形状复杂的薄壁件生产形状复杂的薄壁件质量稳定尺寸精度高质量稳定尺寸精度高重量轻、强度高、刚性好、表面粗糙小重量轻、强度高、刚性好、表面粗糙小生产率高生

5、产率高材料的利用率高，一般材料的利用率高，一般7085%操作简单，对工人技术水平要求低操作简单，对工人技术水平要求低易实现机械化、自动化易实现机械化、自动化.一、冷冲压的一、冷冲压的应用应用及特点及特点应用示例缺点缺点：模具制造周期长，成本高模具制造周期长，成本高易发生故障易发生故障不宜用于单件和批量小的零件生产。不宜用于单件和批量小的零件生产。车门板修边车门板修边冲孔模：冲孔模：98万元万元自动叠铆级自动叠铆级进模：进模：98万万元元7/54二、冷冲压的基本工序二、冷冲压的基本工序落料落料按封闭的外形，从坯料中分离出制件按封闭的外形，从坯料中分离出制件冲孔冲孔按封闭的外形，在坯料上冲孔，冲下

6、部分是废料按封闭的外形，在坯料上冲孔，冲下部分是废料切口切口将毛坯局部分离将毛坯局部分离切断切断按不封闭的外形，从坯料中分离出制件按不封闭的外形，从坯料中分离出制件切边切边将成形制件的边缘修切整齐将成形制件的边缘修切整齐剖切剖切将成形制件分离为两个或多个零件将成形制件分离为两个或多个零件整修整修将冲裁件的内孔或外缘刮削去一层切屑将冲裁件的内孔或外缘刮削去一层切屑.1.1.分离工序分离工序 金属坯料在冲压力的作用下，其应力超过金属坯料在冲压力的作用下，其应力超过 b，而，而沿一定轮廓线断裂沿一定轮廓线断裂8/542.2.变形工序变形工序 金属坯料在冲压力的作用下，其应力超过金属坯料在冲压力的作用

7、下，其应力超过 s，发生塑，发生塑性变形，获得一定形状和尺寸的制件。性变形，获得一定形状和尺寸的制件。 弯曲弯曲将坯料沿直线弯成各种形状；将坯料沿直线弯成各种形状；卷圆卷圆将坯料的端部按一定的半径卷成将坯料的端部按一定的半径卷成圆形；圆形；扭曲扭曲把坯料扭转一定的角度；把坯料扭转一定的角度；拉深拉深将平板坏料冲成各种空心件；将平板坏料冲成各种空心件；翻边翻边内孔翻边内孔翻边将孔冲制成竖立的边缘；将孔冲制成竖立的边缘； 外缘翻边外缘翻边将将(外外)边缘按曲线翻成竖立的边缘；边缘按曲线翻成竖立的边缘；卷边卷边将工件将工件边缘边缘卷成圆边；卷成圆边；胀形胀形将空心件的直径沿径向扩大；将空心件的直径沿

8、径向扩大；扩口扩口空心件口部扩大；空心件口部扩大；缩口缩口空心件口部缩小；空心件口部缩小；起伏起伏压出筋条、花纹和文字；压出筋条、花纹和文字；旋压旋压用赶棒或滚轮压成一定形状；用赶棒或滚轮压成一定形状；整形整形提高尺寸及形状精度；提高尺寸及形状精度；校平校平将工件压平将工件压平。9/5410/54图图 1图图 2图图 4 图图 311/54三、冷冲压用材料三、冷冲压用材料从从零件性能零件性能 、 冲压工艺冲压工艺方面考虑方面考虑1、冲压工艺对材料的要求力学性能的要求力学性能的要求塑性指标塑性指标： 衡量金属塑性高低的参数。常用塑性指标为衡量金属塑性高低的参数。常用塑性指标为延伸率延伸率和和断面

9、收缩率断面收缩率。 %100%1000000FFFLLLkk16030412/54厚度公差（模具间隙一定） t = 1 高级高级较高级较高级普通普通A级精度级精度B级精度级精度C级精度级精度冷轧优质冷轧优质冷热轧冷热轧热轧热轧=0.07 =0.09=0.12长宽尺寸按排样方案确定表面质量：光面板、麻面板表面质量：光面板、麻面板 特别高级特别高级 高级高级 较高级较高级 普通级普通级 尺寸规格尺寸规格的要求的要求13/542、常用冲压材料黑黑色色金属金属 普通普通碳素钢：碳素钢：Q195，Q215，Q235，Q255，平板、形状简单件，平板、形状简单件;优质优质碳素钢：碳素钢：05，08，08F

10、，10，20，35，45，形状复杂件；，形状复杂件；低低 合合 金金 钢：钢：16Mn，20Mn，25Mn， 受力复杂的件；受力复杂的件；不锈不锈钢：钢：1G13，2G13，3G13；电工用工业纯铁：电工用工业纯铁：DT1，DT2，DT3；电工硅钢：电工硅钢：D11，D12，D21，D31，D32，D370，D41，D42；普通合金高强度钢：普通合金高强度钢：13MnTi, 06Ti, 10Ti, 09MnRe,16MnRe, 受力复杂件的关键件；受力复杂件的关键件； 14/54有色有色金属金属黄黄铜：塑性好、强度高、抗腐蚀铜：塑性好、强度高、抗腐蚀H68深拉延件深拉延件H62散热器、冷凝器散

11、热器、冷凝器紫紫铜铜 ：导电、导热，塑性；：导电、导热，塑性；T1，T2，T3 ；散热器，；散热器，冷凝器冷凝器铝铝： 比重小，导电，导热，耐蚀；比重小，导电，导热，耐蚀；L2，L3，L5， 非非金属材料金属材料： 纸板、塑性板、橡胶板、皮革、毛呢等。纸板、塑性板、橡胶板、皮革、毛呢等。15/543、板材标准：、板材标准：钢板钢板 钢带钢带 Q235-AP-Q-BR-0.21200-GB706-83887100888708150010000.1GBSGB 拉深级别拉深级别：z最深拉深最深拉深 S深拉深深拉深 P普通拉深普通拉深 钢板和钢带的尺寸范围（钢板和钢带的尺寸范围（GB/T708-200

12、6GB/T708-2006）1）公称厚度公称厚度为为0.3mm4.0mm之间，公称厚度在之间，公称厚度在1mm以下的钢板和钢带有按以下的钢板和钢带有按0.05mm倍数的任倍数的任何尺寸；公称厚度在何尺寸；公称厚度在1mm以上的钢板和钢带有以上的钢板和钢带有按按0.1mm倍数的任何尺寸。倍数的任何尺寸。2）公称宽度公称宽度在在600mm2050mm之间，有按之间，有按10mm倍数的任何尺寸。倍数的任何尺寸。3）钢板的）钢板的公称长度公称长度在在1000mm6000mm之间，之间，按按50倍数的任何尺寸。倍数的任何尺寸。4）根据需方要求，经）根据需方要求，经供需双方协商供需双方协商，可以供应其，可

13、以供应其他尺寸的钢板和钢带。他尺寸的钢板和钢带。4.冲压材料的下料方法冲压材料的下料方法 （1 1）剪板机剪板机下料下料 （2 2）圆盘剪床下料）圆盘剪床下料（3 3）其他下料方法）其他下料方法 激光切割机激光切割机等离子切割机等离子切割机高压水切割机高压水切割机电火花线切割机电火花线切割机电冲剪等电冲剪等 21/54四、冲模材料的选用原则1.根据模具种类及其工作条件，选用材料要根据模具种类及其工作条件，选用材料要满足使用满足使用要求，应具有较高的强度、硬度、耐磨性、耐冲击、要求，应具有较高的强度、硬度、耐磨性、耐冲击、耐疲劳性等；耐疲劳性等；2.根据冲压根据冲压材料和材料和冲压件生产冲压件生

14、产批量批量选用材料；选用材料；3.满足加工要求满足加工要求，应具有良好的加工工艺性能，便，应具有良好的加工工艺性能，便于切削加工，淬透性好、热处理变形小；于切削加工，淬透性好、热处理变形小；4. .满足经济性要求满足经济性要求。 22/54五：冲压五：冲压设备设备定义定义：完成冲压件各种冲压工艺的机床：完成冲压件各种冲压工艺的机床特点特点：结构简单、万能：结构简单、万能 良好的导向性良好的导向性 传动系统灵敏可靠传动系统灵敏可靠.1、冲压设备的种类机械压力机类机械压力机类 曲柄压力机、摩擦压力机、精冲压力机、高速压力机曲柄压力机、摩擦压力机、精冲压力机、高速压力机 液压机类液压机类：冲压液压机

15、、一般用途液压机。：冲压液压机、一般用途液压机。 23/542、常用的冲压设备曲柄曲柄压力机压力机（主要冲压设备（主要冲压设备冲裁、弯曲、拉延等）冲裁、弯曲、拉延等） 通用曲柄压力机（冲床通用曲柄压力机（冲床 一个滑块）：一个滑块）： 开式开式（三面敞开）：（三面敞开）：单柱（偏心）式：可调行程大小单柱（偏心）式：可调行程大小双柱（曲轴）式：下止点位置可调双柱（曲轴）式：下止点位置可调闭式闭式（龙门）：（龙门）：曲柄压力机工作原理及主要组成曲柄压力机工作原理及主要组成25/54专用曲柄压力机：专用曲柄压力机：双动双动两个滑块：一内滑块，一外滑块两个滑块：一内滑块，一外滑块三动三动三个滑块三个滑

16、块曲柄压力机曲柄压力机接近接近下止点发挥下止点发挥公称压力公称压力26/54 摩擦摩擦压力机压力机：摩擦盘与飞轮轮缘间的摩擦传动：摩擦盘与飞轮轮缘间的摩擦传动特点特点：(）滑块行程不固定，因而没有固定的下止点）滑块行程不固定，因而没有固定的下止点 （b）具有锻锤的特点，打击能量）具有锻锤的特点，打击能量缺点缺点 ：滑块行程速度低，传动效率低：滑块行程速度低，传动效率低液压机：在全行程内发挥全压液压机：在全行程内发挥全压 保压、调压、调速、防过载保压、调压、调速、防过载3、压力机的技术规格： 公称压力公称压力、滑块行程滑块行程、滑块行程次数滑块行程次数（次（次/分）、分）、最大闭合高度最大闭合高

17、度、工作台尺寸工作台尺寸、模柄孔尺寸模柄孔尺寸等。等。051127/544、冲压设备的选用类型类型选择：小件，生产率高选择：小件，生产率高曲柄压力机曲柄压力机深拉延件深拉延件液压机液压机汽车覆盖件汽车覆盖件液压、双动液压、双动规格规格选用：公称压力、滑块行程、滑块行程次数选用：公称压力、滑块行程、滑块行程次数 冲裁、弯曲时压力机的吨冲裁、弯曲时压力机的吨位应比计算的冲压力大位应比计算的冲压力大30%30%左左右。右。压力机的许用压力曲线压力机的许用压力曲线1压力机许用压力曲线压力机许用压力曲线 2冲裁工艺冲裁力实际冲裁工艺冲裁力实际变化曲线变化曲线 3拉深工艺拉深力实际变化曲线拉深工艺拉深力实际变化曲线 实际冲压力曲线与实际冲压力曲线与与压力与压力机许用压力曲线不同步。机许用压力曲线不同步。 拉深时压力机吨位应比计拉深时压力机吨位应比计算出的拉深力大算出的拉深力大60%60%100%100%。 28/5429/54工作原理工作原理30/5431/54数控冲床5 冲模常用标准1.1.国家标准（国家标准（GBGB或或GB/TGB/T，T T为推荐标准）为推荐标准）2.2.机