第一章冷冲压概论

1、冷冲压模具设计冷冲压模具设计 授课教师：谢培庆授课教师：谢培庆1.11.1冲压工艺特点冲压工艺特点（1 1）. .冲压冲压 是金属塑性成形的基本方法之一，它利是金属塑性成形的基本方法之一，它利用用冲模冲模在在压力机压力机上对上对金属板料金属板料施加压力，施加压力，使其使其分离分离或或变形变形，从而得到一定形状，并且满，从而得到一定形状，并且满足一定使用要求零件的加工方法。足一定使用要求零件的加工方法。 通常在常温（冷态）下进行，又称通常在常温（冷态）下进行，又称冷冲冷冲压压。 主要用于加工板料，又称主要用于加工板料，又称板料冲压。板料冲压。（2）.冲压三要素冲压三要素 1）压力机压力机 提供变

2、形力。提供变形力。 2）模具模具 装在压力机上的装在压力机上的专用工具（冲模），专用工具（冲模），对板料变形对板料变形 形施以约束。形施以约束。 3）原材料原材料 多为金属板料，也可以是非金属。多为金属板料，也可以是非金属。1.1.2 2 冷冲压基本工序及模具冷冲压基本工序及模具（1 1）. .冲压工序冲压工序分离工序分离工序：指冲压过程中使冲压件与板料沿一定：指冲压过程中使冲压件与板料沿一定 的轮廓相互分离的工序。的轮廓相互分离的工序。基本工序：基本工序：冲孔、落料、切断、切口、切边、剖冲孔、落料、切断、切口、切边、剖切、整修切、整修等。等。冲孔、落料冲孔、落料冲孔、剖切冲孔、剖切成形工序成

3、形工序：指材料在不破裂的条件下产生塑：指材料在不破裂的条件下产生塑性变形，从而获得一定形状、尺寸和精度要求的性变形，从而获得一定形状、尺寸和精度要求的零件。零件。基本工序：基本工序：弯曲、拉深、成形、冷挤压弯曲、拉深、成形、冷挤压等。等。（2 2）. .模具模具1 1）单工序模单工序模：在冲压的一次行程过程中，只能：在冲压的一次行程过程中，只能 完成一个冲压工序的模具。完成一个冲压工序的模具。2 2）级进模级进模：在冲压的一次行程过程中，在不同：在冲压的一次行程过程中，在不同 的工位上同时完成两道或两道以上的工位上同时完成两道或两道以上 冲压工序的模具。冲压工序的模具。电机转子多工位级进模电机

4、转子多工位级进模3 3）复合模复合模：在冲压的一次行程过程中，在同一：在冲压的一次行程过程中，在同一 工位上同时完成两道或两道以上冲工位上同时完成两道或两道以上冲 压工序的模具。压工序的模具。电机定子、转子复合模电机定子、转子复合模 复合冲压模有正装式和倒装式两种结构。其复合冲压模有正装式和倒装式两种结构。其中正装式是凸凹模置于上模部分，倒装式则是凸中正装式是凸凹模置于上模部分，倒装式则是凸凹模置于下模部分。凹模置于下模部分。 点击上图观察复合模结构及运动过程点击上图观察复合模结构及运动过程正装正装复合模复合模倒装倒装复合模复合模3.3.常见冲压工序及相应模具常见冲压工序及相应模具1 1）分离

5、工序）分离工序 （1 1）冲孔冲孔：用冲孔模沿封闭轮廓冲裁工件或毛坯，用冲孔模沿封闭轮廓冲裁工件或毛坯，冲下部分为废料。冲下部分为废料。（2 2）落料落料：用落料模沿封闭轮廓冲裁板料或条用落料模沿封闭轮廓冲裁板料或条料，冲下部分为制件。料，冲下部分为制件。（3 3）切断切断：用剪刃或模具切断板料或条料的部分用剪刃或模具切断板料或条料的部分周边，并使其分离。周边，并使其分离。（4 4）切口切口：用切口模将部分材料切开，但并不用切口模将部分材料切开，但并不使它完全分离，切开部分材料发生弯曲。使它完全分离，切开部分材料发生弯曲。（5 5）切边切边：用切边模将坯件边缘的多余材料冲切用切边模将坯件边缘的

6、多余材料冲切下来。下来。（6 6）剖切剖切：用剖切模将坯件用剖切模将坯件( (弯曲件或拉深件弯曲件或拉深件) )剖成两部分或几部分。剖成两部分或几部分。（7 7）整修整修：用整修模去掉坯件外缘或内孔的余：用整修模去掉坯件外缘或内孔的余量，以得到光滑的断面和精确的尺寸。量，以得到光滑的断面和精确的尺寸。外缘整修外缘整修内孔整修内孔整修2）成形工序）成形工序（1 1）弯曲弯曲：把平面毛坯料制成具有一定角度和把平面毛坯料制成具有一定角度和尺寸要求的一种塑性成形工艺。尺寸要求的一种塑性成形工艺。压弯：用弯曲模将平板压弯：用弯曲模将平板( (或丝料、杆件或丝料、杆件) )毛坯压弯毛坯压弯成一定尺寸和角度

7、，或将已弯件作进一步弯曲。成一定尺寸和角度，或将已弯件作进一步弯曲。卷边：用卷边模将条料端部按一定半径卷成圆形。卷边：用卷边模将条料端部按一定半径卷成圆形。扭弯扭弯：用扭曲模将平板毛坯的一部分相对另一部：用扭曲模将平板毛坯的一部分相对另一部分扭转成一定的角度。分扭转成一定的角度。（2）拉深拉深：将一定形状的平板毛坯通过拉深模将一定形状的平板毛坯通过拉深模冲压成各种形状的开口空心件；或以开口空心件冲压成各种形状的开口空心件；或以开口空心件为毛坯通过拉深，进一步使空心件改变形状和尺为毛坯通过拉深，进一步使空心件改变形状和尺寸的冷冲压加工方法。寸的冷冲压加工方法。 变薄拉深变薄拉深：用变薄拉深模减小

8、空心件毛坯的直径：用变薄拉深模减小空心件毛坯的直径与壁厚，以得到底厚大于壁厚的空心件。与壁厚，以得到底厚大于壁厚的空心件。（3）成形成形：通过板料的局部变形来改变毛坯的形：通过板料的局部变形来改变毛坯的形状和尺寸的工序的总称。状和尺寸的工序的总称。胀形胀形：指从空心件内部施加径向压力，强迫局部指从空心件内部施加径向压力，强迫局部材料厚度减薄和表面积增大，获得所需形状和尺材料厚度减薄和表面积增大，获得所需形状和尺寸的冷冲压工艺方法。寸的冷冲压工艺方法。起伏成形起伏成形：平板毛坯或制件在模具的作用下，产平板毛坯或制件在模具的作用下，产生局部凸起（或凹下）的冲压方法。生局部凸起（或凹下）的冲压方法。

9、 翻边翻边：指利用模具将工件上的孔边缘或外缘边缘指利用模具将工件上的孔边缘或外缘边缘翻成竖立的直边的冲压工序。翻成竖立的直边的冲压工序。缩口缩口：指将预先拉深好的圆筒或管状坯料，通过指将预先拉深好的圆筒或管状坯料，通过模具将其口部缩小的冲压工序。模具将其口部缩小的冲压工序。整形整形：利用模具将弯曲或拉深件局部或整体产生利用模具将弯曲或拉深件局部或整体产生不大的塑性变形的冲压工序。不大的塑性变形的冲压工序。校平校平：指利用模具将有拱弯、翘曲的平板制件压指利用模具将有拱弯、翘曲的平板制件压平的冲压工序。平的冲压工序。1. .2 冲压模具的基本结构组成冲压模具的基本结构组成 按模具零件的功能可分为按

10、模具零件的功能可分为工艺零件工艺零件和和结构零结构零件件两部分。两部分。1.3 1.3 冲压模具的类型冲压模具的类型1 1 . 3.1 3.1 简单冲压模简单冲压模落料模落料模弯曲模弯曲模拉深模拉深模1.3.2 1.3.2 级进冲压模级进冲压模（续）（续）1.3.3 1.3.3 复合冲压模复合冲压模（续）（续）单工序模、复合模和连续模的特点比较单工序模、复合模和连续模的特点比较 第二节第二节 冲压设备及技术参数冲压设备及技术参数 进行冲压加工的设备有很多，如液压机，曲柄进行冲压加工的设备有很多，如液压机，曲柄压力机等。着重分析曲柄压力机，曲柄压力机是压力机等。着重分析曲柄压力机，曲柄压力机是在

11、锻压生产中得到广泛应用的一种锻压设备，可在锻压生产中得到广泛应用的一种锻压设备，可以完成板料冲压、模锻、挤压、精压和粉末冶金以完成板料冲压、模锻、挤压、精压和粉末冶金等工艺。等工艺。 板料冲压压力机主要包括：板料冲压压力机主要包括：通用压力机：用来进行冲裁、弯曲、成形和浅拉深等。通用压力机：用来进行冲裁、弯曲、成形和浅拉深等。拉深压力机：进行拉深。拉深压力机：进行拉深。板冲高速自动机：用于连续进送料的自动冲压工艺。板冲高速自动机：用于连续进送料的自动冲压工艺。板冲多工位自动机：用于连续传送工件的自动冲压。板冲多工位自动机：用于连续传送工件的自动冲压。 一、曲柄压力机的主要结构类型 按床身结构按

12、床身结构 开式压力机和闭式压力机开式压力机和闭式压力机JH21开式固定台压力机 J31闭式单点压力机 冷冲压模具设计 第一章 冲压加工概述 按连杆数目分：按连杆数目分： 单点、双点和四点压力机单点、双点和四点压力机 按滑块行程是否可调分：偏心压力机和曲轴压力按滑块行程是否可调分：偏心压力机和曲轴压力机机 冷冲压模具设计 第一章 冲压加工概述 二、曲柄压力机的基本组成 支撑部件：床身支撑部件：床身 工作机构：一般曲柄滑块机构工作机构：一般曲柄滑块机构 操作系统：主要包括离合器、制动器操作系统：主要包括离合器、制动器 传动系统：将电动机的运动和能量传递给工作机传动系统：将电动机的运动和能量传递给工

13、作机构构 能源系统：飞轮起着储存和释放能量的作用能源系统：飞轮起着储存和释放能量的作用 辅助系统：包括润滑、保险装置等等辅助系统：包括润滑、保险装置等等 0.2 0.2 曲柄压力机曲柄压力机图图0.10.1所示为曲柄压力机结构简图。所示为曲柄压力机结构简图。曲柄压力机由下列几部分组成。曲柄压力机由下列几部分组成。图图0.1 0.1 曲柄压力曲柄压力 机简图机简图11工作台；工作台；22床身；床身；33制动器；制动器；44带轮；带轮；55电动机；电动机；6 6、77齿轮；齿轮；88离合器；离合器；99曲轴；曲轴；1010连杆；连杆；1111滑块滑块 工作机构：即曲柄滑块机构（或工作机构：即曲柄滑

14、块机构（或称曲柄连杆机构），它由曲轴称曲柄连杆机构），它由曲轴9 9、连杆、连杆1010、滑块滑块1111等零件组成。其作用是将曲柄的等零件组成。其作用是将曲柄的旋转运动转变为滑块的直线往复运动，旋转运动转变为滑块的直线往复运动，由滑块带动模具工作。由滑块带动模具工作。 传动系统：它包括齿轮传动、带传动系统：它包括齿轮传动、带传动等机构，起能量传递作用和速度转传动等机构，起能量传递作用和速度转换作用。换作用。 操纵系统：包括离合器操纵系统：包括离合器8 8、制动、制动器器3 3等部件，用以控制工作机构的工作和等部件，用以控制工作机构的工作和停止。停止。 能源系统：包括电动机、飞轮能源系统：包括

15、电动机、飞轮（带轮）（带轮）4 4。 床身：它把压力机所有部分联接床身：它把压力机所有部分联接成一个整体，承受全部冲压力。床身上成一个整体，承受全部冲压力。床身上固定有工作台固定有工作台1 1，用于安装冲压模具的下，用于安装冲压模具的下模。模。曲柄压力机的主要技术参数曲柄压力机的主要技术参数 标称压力：曲柄压力机的标称压标称压力：曲柄压力机的标称压力是指压力机曲柄旋转到离下止点前某力是指压力机曲柄旋转到离下止点前某一特定角度（称为标称压力角，约等于一特定角度（称为标称压力角，约等于20203030）时，滑块上所能容许承受）时，滑块上所能容许承受的最大工作压力，它是表示压力机规格的最大工作压力，

16、它是表示压力机规格的主参数。的主参数。 滑块行程：滑块行程是指滑块从滑块行程：滑块行程是指滑块从上止点到下止点所经过的距离。对于曲上止点到下止点所经过的距离。对于曲柄压力机，滑块行程为曲柄半径的两倍。柄压力机，滑块行程为曲柄半径的两倍。 行程次数：滑块每分钟行程次数行程次数：滑块每分钟行程次数是指滑块每分钟从上止点运动到下止点，是指滑块每分钟从上止点运动到下止点，然后再回到上止点所往复的次数。显然，然后再回到上止点所往复的次数。显然，行程次数越高，压力机的生产率也越高。行程次数越高，压力机的生产率也越高。 压力机的装模高度：压力机的装压力机的装模高度：压力机的装模高度是指滑块在下止点时，滑块底

17、平模高度是指滑块在下止点时，滑块底平面到工作台上的垫板上平面之间的高度。面到工作台上的垫板上平面之间的高度。通过调节压力机连杆的长度，可以改变通过调节压力机连杆的长度，可以改变装模高度的大小。模具的闭合高度应在装模高度的大小。模具的闭合高度应在压力机的最大与最小装模高度之间。压力机的最大与最小装模高度之间。 冷冲压模具设计 第一章 冲压加工概述 最大装模高度最大装模高度HmaxHmax，是把滑块调整到上死点位置，是把滑块调整到上死点位置时的高度。时的高度。装模高度与压力机闭合高度关系HminH HmaxH指模具闭合高度Hmin压力机最小装模高度Hmax压力机最大装模高度 压力机工作台面尺寸：压

18、力机工压力机工作台面尺寸：压力机工作台面尺寸应大于冲模的最大平面尺寸。作台面尺寸应大于冲模的最大平面尺寸。一般工作台面尺寸每边应大于模具下模一般工作台面尺寸每边应大于模具下模座尺寸座尺寸505070mm70mm，以便安装固定模具用，以便安装固定模具用的螺钉和压板。的螺钉和压板。 漏料孔尺寸：当工件或废料需要漏料孔尺寸：当工件或废料需要下落，或模具底部需要安装弹顶装置时，下落，或模具底部需要安装弹顶装置时，下落件或弹顶装置的尺寸必须小于工作下落件或弹顶装置的尺寸必须小于工作台中间的漏料孔尺寸。台中间的漏料孔尺寸。 模柄孔尺寸：滑块内模柄安装孔模柄孔尺寸：滑块内模柄安装孔直径和模柄直径二者的基本尺寸应一致，直径和模柄直径二者的基本尺寸应一致，模柄的高度应小于模柄孔的高度。模柄的高度应小于模柄孔的高度。 压力机电动机功率：必须保证压压力机电动机功率：必须保证压力机的电动机功率大于冲压时所需的功力机的电动机功率大于冲压时所需的功率。率。 冷冲压模具设计 第一章 冲压加工概述 （5 5）压力机工