《冲压成形概述》ppt课件

1、模具设计课程主讲人 杨拓宇安徽科技学院 工学院电子教案 目录第一章 冲压成型概述 第二章 冲裁工艺与冲裁模第三章 弯曲工艺与弯曲模第四章 拉深工艺与拉深模第五章 其它成形工艺与模具设计第六章 塑料与塑料成形工艺 第七章 塑料注塑模设计 绪论一、什么是模具：一、什么是模具： 模具是工业消费的重要工艺配备。 它是以其本身的特殊外形，经过一定的方式使原资料成形的工艺配备 。二、模具的分类。 按成形的对象和方式来分，模具大致可以分为三类： 金属板料成形模具，如冷冲压模； 金属体积成形模具，锻造模具、粉末冶金模具等； 非金属资料成形模具，塑料模具、玻璃模具、陶瓷模具绪论三、模具工业的位置、作用、现状：三

2、、模具工业的位置、作用、现状： 位置：模具工业在我国曾经成为国民经济开展的重要根底工业之一 ；是现代工业消费的重要工艺配备；是工业中的根底产业。 现状：模具规范化，专业化，商品化程度低；大型，精细，复杂，长寿命模具少，自动化程度低。绪论四、模具技术开展的趋势：四、模具技术开展的趋势：1.全面推行运用CAD/CAM/CAE技术；计算机技术的普及曾经具备普及CAD/CAM/CAE的条件。2不断提高模具规范化程度；能有效提高模具通用性和互换性，降低本钱，缩短制造周期；3优质资料及先进外表处置技术的运用，提高模具运用寿命；绪论4模具制造技术的开展，高效、快速、精细化；快速原型制造技术为传统方法的1/3

3、(时间)1/4本钱 5逆向工程技术：快速、正确地把复杂的实物复制出来，同时也可以经过实物制造模具进展复制，是今后我国重要开展方向。6模具研磨抛光的自动化，智能化。第一章 冲压成形概述内容简介：内容简介： 本章讲述冲压模具设计的根底知识。 涉及冲压和冲模概念、冲压工序和冲模分类；冲压成形根本原理和规律；冲压成形性能及常见冲压资料；种类、性能、选用原那么及热处置方法；模具制造特点、模具零件加工方法及运用；常见冲压设备及任务原理、选用原那么等。第一节 冲压成形特点与分类冲压成形：冲压成形：一、冲压成形特点第一章 冲压成形概述1.根本概念冲压消费场景室温下，在压力机上经过模具对板料金属非金属加压，使其

4、产生分别或塑性变形，从而得到具有一定外形、尺寸和性能要求的零件的加工方法，又叫冷冲压或板料冲压。第一章 冲压成形概述加工对象：主要金属板材加工根据：板材冲压成形性能主要是塑性加工设备：主要是压力机加工工艺配备：冲压模具第一节 冲压成形特点与分类一、冲压成形特点冲压成形冲压模具：冲压模具：在冲压加工过程中，将资料加工成零件或半废品的成形配备，称为冲压模具俗称冲模。 2根本特点与其它加工方法相比第一章 冲压成形概述 1) 1)可以得到外形复杂，用其他方法不能或难以加工的工件；可以得到外形复杂，用其他方法不能或难以加工的工件； 2 2尺寸精度由模具来保证，所以质量稳定，一致性好；尺寸精度由模具来保证

5、，所以质量稳定，一致性好； 3 3资料利用率高，属于少、无切削加工；资料利用率高，属于少、无切削加工； 4 4可以利用金属资料的塑性变形提高工件的强度、刚度；可以利用金属资料的塑性变形提高工件的强度、刚度；刚度是指物体在外力作用下抵抗变形的才干，刚度越高，物体表现的越刚度是指物体在外力作用下抵抗变形的才干，刚度越高，物体表现的越“硬。硬。 对不同的东西来说，刚度的表示方法不同，比如静态刚度、动态刚度、环刚度等。对不同的东西来说，刚度的表示方法不同，比如静态刚度、动态刚度、环刚度等。 普通来说，刚度的单位是牛顿普通来说，刚度的单位是牛顿/ /米，或者牛顿米，或者牛顿/ /毫米，毫米， 表示产生单

6、位长度形变所需求施加的力。表示产生单位长度形变所需求施加的力。 第一节 冲压成形特点与分类一、冲压成形特点2根本特点第一章 冲压成形概述 5) 5)消费率高，操作简便；易于实现自动化；消费率高，操作简便；易于实现自动化； 6 6模具寿命长，消费本钱低。模具寿命长，消费本钱低。 7 7冲压加工是制造业中最常用的一种资料成形加工方法。冲压加工是制造业中最常用的一种资料成形加工方法。第一节 冲压成形特点与分类一、冲压成形特点第一章 冲压冲压成形概述冲压成形产品例如一日常用品第一章 冲压成形概述冲压成形产品例如二高科技产品汽车覆盖件飞机蒙皮二、冲压工序分类 第一章 冲压成形概述根据资料的变形特点分：第

7、一节 冲压成形与模具技术概述分别工序：分别工序：分别工序、成形工序被加工资料在外力作用下，因剪切使资料发生断裂从而产生分别，构成一定外形和尺寸的零件。分别工序主要有剪裁、冲孔、落料、切边等。 第一章 冲压成形概述成形工序：成形工序：被加工资料在外力作用下，发生塑性变形，从而得到具有一定外形和尺寸的零件。如弯曲、拉深、翻边等。 二、冲压工序分类第一节 冲压成形与模具技术概述第二节 冲压成形的根本实际塑性：塑性： 表示资料塑性变形才干。它是指固体资料在外力作用下发表示资料塑性变形才干。它是指固体资料在外力作用下发生永久变形而不破坏其完好性才干。生永久变形而不破坏其完好性才干。 一、塑性、塑性变形与

8、塑性条件塑性目的：塑性目的： 衡量金属塑性高低的参数。常用的塑性目的为延伸率衡量金属塑性高低的参数。常用的塑性目的为延伸率和和断面收缩率断面收缩率。 第一章 冲压成形概述%100%1000000FFFLLLkk1 1、定义、定义变形：塑性变形、弹性变形。变形：塑性变形、弹性变形。第二节 冲压成形的根本实际塑性变形：作用于物体的外力去除之后，物体并不能完全恢复塑性变形：作用于物体的外力去除之后，物体并不能完全恢复到本人原来的外形和尺寸的景象。到本人原来的外形和尺寸的景象。一、塑性、塑性变形与塑性条件变形抗力：金属塑性变形时，反作用在运动着的工具外表上的变形抗力：金属塑性变形时，反作用在运动着的工

9、具外表上的单位压力；也就是资料的抗变形才干。单位压力；也就是资料的抗变形才干。变形抗力变形抗力设备功率设备功率模具负载模具负载 模具磨损模具磨损模具寿模具寿命命。第一章 冲压成形概述1 1、定义、定义第二节 冲压成形的根本实际 1)金属的成分和组织构造 ：金属的组织构造取决于它的化学成分。普通来说，组成金属的元素越少如纯金属和固溶体塑性越好；滑移系数量越多，力学性能趋近一致，晶界强度越大，塑性越好。 2变形温度：温度升高塑性会提高。室温附近叫冷加工；再结晶温度以上的加工称为热加工；高于常温而低于再结晶温度的加工称为温热加工。一、塑性、塑性变形与塑性条件 2、影响塑性变形的主要要素第一章 冲压成

10、形概述主要有两方面： 一是金属本身，包括晶格类型、化学成分和金相组织等。 二外部条件，包括变形温度、变形速度和应力形状。 3)应力形状：一、塑性、塑性变形与塑性条件 2、影响塑性变形的主要要素第一章 冲压成形概述第二节 冲压成形的根本实际为了全面、完好地描画变形区内各点的受力和变形情况 。应力正应力、剪应力 通常是围绕该点取出一个微小正六面体即所谓单元六面体，用该单元体上三个相互垂直面上的九个应力分量来表示。知该九个应力分量，那么过此点恣意切面上的应力都可求得。 点的应力形状a恣意坐标系 b主轴坐标系 第一章 冲压成形概述第一章 冲压成形概述一、塑性、塑性变形与塑性条件 2、影响塑性变形的主要

11、要素3)应力形状： 假设在图中只需正应力而无切应力，那么此图称为主应力图；在塑性变形过程中能够出现九种主应力形状如图1.3所示。 主应力图中压应力数越多，数值越大，那么塑性越好。如以下图所示的主应力形状中第1种塑性最好，第7种塑性最差。第二节 冲压成形的根本实际15364275a3a第一章 冲压成形概述第二节 冲压成形的根本实际主应力图及对塑性的影响第一章 冲压成形概述一、塑性、塑性变形与塑性条件 2、影响塑性变形的主要要素 主应力中压应力成分越多，金属越不易破坏，塑性越好；相反，拉应力成分越多，金属越易破坏，塑性越差。静水压力：1=2=3；称为静水压力球应力形状 静水压力越大，那么越有利于塑

12、性的开展，塑性越好。第二节 冲压成形的根本实际第一章 冲压成形概述一、塑性、塑性变形与塑性条件 2、影响塑性变形的主要要素卡尔曼紧缩实验图1.4所示 1912年卡尔曼Von.Karman对大理石和红砂石的著名紧缩实验，提示了通常以为是脆性资料的石料在三向压应力下却能产生塑性变形的现实。 除了进展轴向紧缩外，还对试样施加侧向压力甘油压入试验腔内使之受三向压应力。 第二节 冲压成形的根本实际第一章 冲压成形概述一、塑性、塑性变形与塑性条件 2、影响塑性变形的主要要素卡尔曼紧缩实验 实验结果阐明，在只需轴向压力作用下，大理石和红砂石显示完全脆性，而在轴向及侧向压力同时作用下，却表现出一定的塑性大约8

13、% 。 侧压力越大时，变形所需求的轴向压力也越大，塑性也越高。第二节 冲压成形的根本实际第一章 冲压成形概述P压力柱塞试样试验腔室高压液体第一章 冲压成形概述第二节 冲压成形的根本实际第二节 冲压成形的根本实际一、塑性、塑性变形与塑性条件 3、塑性条件 资料或某点开场屈服时，各个应力分量之间的关系称为塑性条件或屈服准那么。 当物体中某点处于单向应力形状时，只需该点s资料就开场屈服，即该点进入塑性形状。 可是对于复杂的三向应力形状，就不能仅根据一个应力分量来判别该点能否到达塑性形状，而要同时思索其它应力分量的作用。第一章 冲压成形概述第二节 冲压变形实际根底3、塑性条件两个著名屈服准那么一、塑性

14、、塑性变形与塑性条件 第一章冲压成形概述1864年法国工程师屈雷斯加H.Tresca提出：恣意应力形状下只需最大剪切应力到达临界值，资料就开场屈服。可表示为： max=1-3/2=s/2或1-3=s第二节 冲压变形实际根底3、塑性条件一、塑性、塑性变形与塑性条件 第一章冲压成形概述 1913年德国学者密席斯Von Mises提出另一塑性条件对此进展修正：当某点的等效应力i到达某临界值，资料就开场屈服。表达式如下：si21323222121第二节 冲压变形实际根底式中： i-等效应力； 1、 2 、 3-三个主应力； s-屈服强度一、塑性、塑性变形与塑性条件 3、塑性条件第一章冲压成形概述当1=

15、2时，即中间主应力等于最大主应力时 上式变为为1-3=s当2=3时，即中间主应力等于最小主应力时 上式变为为1-3=s当2=1/2(1+3)时，即中间主应力等于最大主应力与最小主应力的平均值时 上式变为为1-3=11.15s第二节 冲压变形实际根底综合上述三种情况，塑性条件可以简化为； 1-3=s 式中为中间主应力2 对s的影响系数，=11.15.在应力分量未知的情况下， 取近似平均值1.1。一、塑性、塑性变形与塑性条件 3、塑性条件第一章冲压成形概述第二节 冲压变形实际根底1、加工硬化二、真实应力应变曲线 第一章冲压成形概述第二节 冲压变形实际根底2、真实应力-应变二、真实应力应变曲线 第一

16、章冲压成形概述第二节 冲压变形实际根底2、真实应力-应变：相对应变、真实应变二、真实应力应变曲线 第一章冲压成形概述0/ll 相第二节 冲压变形实际根底2、真实应力-应变：相对应变、真实应变二、真实应力应变曲线 第一章冲压成形概述0002100%100%lll相10002100%50%2lll 相2第二节 冲压变形实际根底2、真实应力-应变：相对应变、真实应变二、真实应力应变曲线 第一章冲压成形概述/ddl l00lld llInll第二节 冲压变形实际根底2、真实应力-应变：相对应变、真实应变二、真实应力应变曲线 第一章冲压成形概述现用真实应变计算上例，那么有：01020.69lInl020

17、0.692lInl第二节 冲压变形实际根底3、真实应力-应变曲线二、真实应力应变曲线 第一章冲压成形概述不同C和n值的硬化曲线如图1.5所示：硬化指数对板料成形性能有着重要的影响第二节 冲压变形实际根底三、板料力学性能与成形性能的关系第一章冲压成形概述 定义：定义：板料成形性能：就是板料对冲压成形工艺的顺应才干。板料成形性能：就是板料对冲压成形工艺的顺应才干。板料成形过程中能够出现两种失稳景象：板料成形过程中能够出现两种失稳景象： 拉伸失稳：板料在拉应力的作用下部分出现缩颈或断裂的景象。拉伸失稳：板料在拉应力的作用下部分出现缩颈或断裂的景象。 紧缩失稳：板料在压应力的作用下出现的起皱景象。紧缩

18、失稳：板料在压应力的作用下出现的起皱景象。 成形极限：板料在失稳之前可以到达的最大变形程度。成形极成形极限：板料在失稳之前可以到达的最大变形程度。成形极限越高，表示板料的冲压成形性能越好。限越高，表示板料的冲压成形性能越好。第二节 冲压变形实际根底三、板料力学性能与成形性能的关系第一章冲压成形概述 板料的单向拉伸实验是确定其机械性能的简单而常用的实验方法。 普通而言，它提供的机械性能目的，可以用来定性地评价资料的冲压成形性能。重要目的如下： 1、强度目的屈服强度s和屈强比s/b：假设 s 和s/b小，那么表示允许的塑性变形区域大，成形过程稳定性好，断裂危险性小，有利于提高极限变形程度、减少工序

19、数目，且回弹也小。第二节 冲压变形实际根底三、板料力学性能与成形性能的关系第一章冲压成形概述 2、塑性目的伸长率： 是在拉伸实验中试样开始产生部分集中变形缩颈的延伸率，称均匀伸长率。它表示板料产生均匀变形或稳定的塑性变形的才干。而普通冲压成形都是在板料的均匀变形范围内进展的，故直接影响板料伸长类变形的冲压性能。 3、刚性目的硬化指数n和弹性模量E：当n值大时，表示加工硬化严重，变形大的地方资料强度提高得多，从而防止此处过早破坏，有利于工件变形厚度均匀、提高极限变形程度。 弹性模量越大，资料抗压失稳才干越强，回弹愈小。第二节 冲压变形实际根底三、板料力学性能与成形性能的关系第一章冲压成形概述4、

20、厚向异性指数r：rb/t，宽度和厚度方向的应变； r表示了资料在厚度方向上的变形才干。越大，表示资料越不易在厚度方向上产生变形，即不易出现变薄或增厚，有利于提高极限变形程度。 5、板平面各向异性指数r：由于板料轧制时出现的纤维组织等要素，板料的塑性会因方向不同而出现差别，这种景象称为板料的塑性各向异性。 r(r0+r90-2r45)/2。 第二节 冲压变形实际根底三、板料力学性能与成形性能的关系第一章冲压成形概述 由于资料在不同方位上各向异性系数不同，在板平面内各向变形差别较大。 r越大，表示板平面内各向异性越严重，变形不易均匀。如拉深时易在零件口部出现不平整的凸耳现象，既浪费资料又要添加一道

21、修边工序。第三节 冲压常用资料一、冲压常用资料的根本要求第一章冲压成形概述 冲压用资料的根本要求主要有两方面：1、冲压件的功能要求：强度、刚度、冲击韧性； 特殊要求：电磁性、防腐性、传热性、耐热性。2、冲压工艺要求：冲压用资料必需具有良好的冲压工艺性能；伸长率大、屈强比小、弹性模量大硬化指数高、厚向异性系数大有利于冲压成形 同时化学成分、外表质量、均匀的金相组织 、较小的厚度公差，都对冲压成型有一定的影响。第三节 冲压常用资料二、冲压常用资料及其力学性能第一章冲压成形概述1、常用冲压资料种类：金属和非金属资料； 金属资料：有色金属和黑色金属资料 有色金属：铜及铜合金； 铝及铝合金。 黑色金属：

22、低合金构造钢、 普通碳素钢 优质碳素构造钢 电工硅钢 不锈钢 非金属：胶木板、橡胶、塑料板第三节 冲压常用资料二、冲压常用资料及其力学性能第一章冲压成形概述2、常用资料规格：710mm*1420mm和1000mm*2000mm； 外表质量：高质量外表、较高质量外表、 普通质量外表 资料拉伸性能： 铝镇静钢分为：ZF最复杂、HF很复杂、F复杂 低碳薄板分为：ZS最深拉深、S深拉深、P普通拉深 供货形状分：M退火、C淬火、Y硬态、Y2半硬态3、力学性能 见表1.3 第三节 模具资料选用 不同冲压方法，其模具类型不同，模具任务条件有差别，对模具资料的要求也有所不同。 冲模任务零件主要长期接受冲击和摩

23、擦等。一、冲压对模具资料的要求第一章冲压成形概述第三节 模具资料选用二、冲模资料的选用原那么第一章冲压成形概述1.根据模具种类及其任务条件，选用资料要满足运用要求，应具有较高的强度、硬度、耐磨性、耐冲击、耐疲劳性等；2.根据冲压资料和冲压件消费批量选用资料；3.满足加工要求，应具有良好的加工工艺性能，便于切削加工，淬透性好、热处置变形小；4.满足经济性要求。 第三节 模具资料选用 冲压模具所用资料主要有碳钢、合金钢、铸铁、铸钢、硬质合金、钢结硬质合金以及锌基合金、低熔点合金、环氧树脂、聚氨酯橡胶等。冲压模具中凸、凹模等任务零件所用的资料主要是模具钢，常用的模具钢包括碳素工具钢、合金工具钢、轴承

24、钢、高速工具钢、基体钢、硬质合金和钢结硬质合金等可参见GB/T6991999、GB/T12981986、GB/T12992000、JB/T58261991、JB/T58251981、JB/T58271991等。三、冲模常见资料及热处置要求第一章冲压成形概述第三节 模具资料选用 模具零件加工常见热处置方法有退火、调质、淬火、回火、渗碳、氮化等。 根据零件及要求不同，热处置工序安排 也不同。三、冲模常见资料及热处置要求第一章冲压成形概述第四节 冲压设备及选用机械压力机以Jxx表示其型号一、常见冲压设备第一章冲压成形概述液压机以Yxx表示其型号摩擦压力机曲柄压力机数控冲床油压机水压机 任务原理与特点

25、：如表1.2.1所示第四节 冲压设备及选用一曲柄压力机以Jxx表示其型号 1、任务原理：如图1.8所示： 电动机1经过皮带、齿轮带动曲轴7旋转，曲轴经过连杆带动滑块10沿导轨作上下往复运动。一、常见冲压设备第一章冲压成形概述 构造组成：任务、传动、操作、支撑和辅助机构1任务机构：由曲柄7、连杆9和滑块10组成； 将电机主轴的旋转运动变为滑块的往复直线运动。第四节 冲压设备及选用一曲柄压力机以Jxx表示其型号一、常见冲压设备第一章冲压成形概述 构造组成：任务、传动、操作、支撑和辅助机构2传动机构：由电机、皮带、飞轮和齿轮组成； 将电机主轴的运动和能量按照一定的要求传给曲柄滑块机构。3操作系统：包

26、括空气分配系统、离合器、制动器、电器控制箱。4支撑部件：机身、任务台、拉紧螺栓等。5辅助机构：气路、光滑系统、平安维护等第四节 冲压设备及选用一曲柄压力机 2、曲柄压力机的型号： J B 23 - 63 第一个字母J 表示机械压力机 第二个字母B 表示第二种变形产品 2表示开式双柱压力机、 3代表可倾机身 63表示公称压力吨或630KN一、常见冲压设备第一章冲压成形概述第四节 冲压设备及选用一、常见冲压设备一曲柄压力机 3、曲柄压力机的技术参数：设计模具时的主要根据第一章冲压成形概述1.公称压力：滑块或曲柄到下死点时，最大的任务压力2.滑块行程：滑块从上死点到下死点所走的间隔。3.滑块行程次数

27、：空载时，滑块每分钟上下往复运动的次数。5.任务台面尺寸和滑块底面尺寸：与模具尺寸及安装有关。6.模柄孔尺寸：应与模柄尺寸相互协调。4.装模高度闭合高度：下死点时滑块下外表到任务垫板上外表的间隔； 封锁高度： 下死点时，滑块下外表到任务台上外表的间隔。第四节 冲压设备及选用二液压机：特点，任务平稳、压力大、操作空间大，设备构造简单 1、任务原理：如图1.9所示： 主缸3带动活动横梁4对模具加压；任务终了主缸3回复，翻开模具。 顶出缸7可将工件顶出。一、常见冲压设备第一章冲压成形概述2、液压机型号： Y A 32 - 315 Y表示压力机 A表示产品的变形顺序号 32表示四柱液压机 315表示公

28、称压力吨第四节 冲压设备及选用一、冲压设备的选用第一章冲压成形概述1.公称压力： 名义上液压机最大的任务压力2.最大净空距：活动横梁在上线位置时，任务台上外表到活动横梁 下外表的间隔。3.最大行程： 活动横梁能挪动的最大间隔。4.任务台尺寸：任务台上可以利用的有效尺寸5.回程力： 由回程缸或活塞下腔任务面来实现。6.活动横梁运动速度滑块速度： 分为任务行程速度、空行程速度；回程速度 一液压机 3、液压机的技术参数：第四节 冲压设备及选用一、冲压设备的选用第一章冲压成形概述8.顶出器公称压力及行程：按照工艺要求设定。7.允许最大偏心距：工件变形阻力接近公称压力是允许的最大偏心值。一液压机 3、液压