第一章冲压加工预备知识

冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计第一章

冲压加工预备知识（2h）第二章冲压变形理论基础（自学）第三章冲裁（4h）第四章冲裁模的结构与工作零件设计（8h）第五章弯曲工艺与模具设计（2h）第六章拉深工艺与模具设计（4h）第七章冷挤压工艺与模具设计（自学）第八章其他冲压工艺（2h）第九章冲压模具常用材料（1h）第十章冲压工艺规程的制定（4h）第一章

冲压加工预备知识第一节

概述第一节

概述模具：是一种特殊的模型，用来塑造(制造)产品；从工艺的角度，模具是一种成型制品的特殊工艺装备。第一节

概述第一节

概述冲压简介加工对象：主要是金属板材加工依据：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装备：冲压模具第一节

概述冲压模具在冲压加工中，将材料加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冲压模具（俗称冲模）。第一节

概述第一节

概述一、

冲压加工的特点借助压力机的压力利用模具能获得壁薄、重量轻、刚性好、形状复杂的零件。这些零件用其他的加工方法难以加工甚至无法加工；冲压加工的零件精度高，尺寸稳定，具有良好的互换性；冲压加工是少、无切削加工的一种。部分零件冲压直接成形，大部分无需任何再加工。材料利用率高，达85%以上；生产效率高，生产过程易实现机械化和自动化，适合于大批大量生产；操作简单，便于组织生产和管理。第一节

概述冲压加工的缺点是模具制造周期长，制造成本高，不适于单件小批量生产。其次，冲压加工多采用机械压力机。由于滑块往复运动快，大量手工操作，劳动强度较大，易发生事故。第一节

概述二、冲压加工在现代制造业中的应用汽车拖拉机农业机械电机电器仪表化工容器玩具以及日常生活用品

第一节

概述三、冲压新技术的发展工艺分析计算方法的现代化模具设计制造技术现代化冲压生产的机械化和自动化为了满足产品更新换代快和生产批量少的发展趋势不断改进板料性能第一节

概述四、冲压加工的基本工序分离工序成形工序第二节冲压常用材料一、冲压工艺对材料的要求选择冲压用材料时，首先应满足冲压件的使用要求。一般来说，对于机器上的主要冲压件，要求材料具有较高的强度和刚度；电机电器上的某些冲压件，要求有较好的导电性和导磁性；汽车、飞机上的冲压件。要求有足够的强度，并尽可能减轻重量；化工容器要求耐腐蚀等等。所以不同的使用要求就决定了应选用不同的材料。但从冲压工艺考虑，材料还应满足冲压工艺要求，以保证冲压过程顺利完成。第二节冲压常用材料对冲压所用材料的要求有：（1）良好的冲压性能冲压性能是指板料对各种冲压加工方法的适应能力。冲压加工方法是以金属为塑性的加工方法，因此，要求材料具有良好的塑性。对变形工序，塑性好，要求材料允许的变形程度大，则可以减少冲压工序次数及中间退火次数。对于分离工序，也要求一定的塑性，同时要求材料的屈服极限稍高一些，以利于冲裁后获得较高的断面质量。材料塑性的高低，常用延伸率(δ)、屈服强度常用σs来表示。强度极限常用σb来表示。第二节冲压常用材料（2）良好的表面质量表面质量好的材料，冲压时工件不易破裂，废品减少；模具不易擦伤．寿命提高，而且制件的表面质量好。所以一般要求冲压材料表面光洁、平整，无氧化皮、裂纹、锈斑、划痕等缺陷。（3）符合国标规定的厚度公差模具间隙是按材料厚度来确定的，所以材料厚度公差应符合国家规定的标准。否则厚度公差太大，将影响工件质量，并可能导致损坏模具和设备。第二节冲压常用材料表1-8冲压常用材料的力学性能（一）二、常用金属材料的力学性能第二节冲压常用材料表1-8冲压常用材料的力学性能（二）第二节冲压常用材料表1-8冲压常用材料的力学性能（三）第二节冲压常用材料表1-9有色金属的力学性能（一）第二节冲压常用材料表1-9有色金属的力学性能（二）第二节冲压常用材料三、常用非金属材料的力学性能表1-10非金属材料的力学性能（一）第二节冲压常用材料表1-10非金属材料的力学性能（二）第三节

冲压设备一

、冲压设备的种类机械压力机类液压机类自动锻压机第三节

冲压设备二、常用的冲压设备曲柄压力机摩擦压力机第二章冲压设备第三节

冲压设备二、常用的冲压设备曲柄压力机主要技术参数（1）公称压力曲柄压力机的公称压力是指滑块离下死点前某一特定距离或曲柄旋转到离下死点前某一特定角度时，滑块上所许可承受的最大作用力(这个特定的距离常称为公称压力行程，特定的角度称为公称压力角)。超过公称压力行程或公称压力角的范围时，滑块上所能承受的作用力都低于公称压力。第三节

冲压设备公称压力在我国已经系列化。如630kN、1000kN、1600kN、2500kN、3150kN、4000kN、6300kN……。（2）滑块行程滑块行程指滑块从上死点到下死点的距离。某些曲柄压力机的行程是可调节的，从而满足不同类型模具的需要。（3）滑块行程次数(min-1)滑块行程次数是指滑块每分钟从上死点到下死点，然后再回到上死点所往复的次数。第三节

冲压设备（4）闭合高度和装模高度闭合高度是指滑块在下死点时，滑块底面到工作台上表面的距离。当连杆调节装置将滑块调到下死点的最高位置（连杆调到最短）时，闭合高度达到最大，称最大闭合高度；当连杆调节装置将滑块调到下死点最低位置（连杆调到最长）时，闭合高度达到最小，称最小闭合高度。两者之差为闭合高度调节量。装模高度是指滑块在下死点时，滑块底面到工作台垫板表面的距离。闭合高度与装模高度之差为垫板的厚度。曲柄压力机上的垫板工作时一般不拆下。第三节

冲压设备（5）工作台（垫板）、滑块底面尺寸曲柄压力机工作台（垫板）、滑块底面尺寸主要影响模具的安装以及废料、工件的排出。一般小型压力机是通过模柄与压力机滑块相连的。大中型压力机垫板和滑块底面设置有T型槽固定模具。第三节

冲压设备主要技术规格（1）开式压力机主要技术参数①开式压力机外型见图1-5。第三节

冲压设备1－电动机；2－小带轮；3－大带轮；4－小齿轮；5－大齿轮；6－离合器；7－曲轴；8－制动器；9－连杆；10－滑块；11－上模；12－下模13－垫板；14－工作台；15－机身图1-5JB23-63压力机结构图与运动原理图第二章冲压设备10项技术参数10项技术参数（1）公称压力和公称压力行程曲柄压力机的公称压力，就是滑块离下止点前某个特定距离时，滑块上所允许的最大工作压力。这个特定距离叫做公称压力行程。例如，JC23-63压力机的公称压力是630kN，公称压力行程是8mm，这是指这台压力机的滑块在离下止点前8mm之内，允许承受的最大压力是630kN。10项技术参数（2）滑块行程SS是滑块从上止点到下止点所经过的距离。它是曲柄偏心量的2倍，它的大小也反映压力机的工作范围。10项技术参数（3）滑块行程次数滑块行程次数是指滑块每分钟往复运动的次数。如果是连续作业，它就是每分钟生产工件的个数。所以，行程次数越大，生产率就越高。10项技术参数（4）最大装模高度和装模高度调节量装模高度是指滑块在下止点时，滑块下表面到工作台垫板上表面的距离。当使用装模高度调节装置把滑块调整到最高位置时（连杆调至最短），装模高度达到最大值，叫做最大装模高度H1。滑块调整到最低位置时，得到最小装模高度。10项技术参数（5）工作台板和滑块底面尺寸工作台板及滑块底面尺寸是指压力机工作空间的平面尺寸。工作台板（垫板）的上平面（安装下模部分），用“左右×前后”的尺寸表示。滑块下平面，也用“左右×前后”的尺寸表示。10项技术参数（5）工作台板和滑块底面尺寸工作台板及滑块底面尺寸是指压力机工作空间的平面尺寸。工作台板（垫板）的上平面（安装下模部分），用“左右×前后”的尺寸表示。滑块下平面，也用“左右×前后”的尺寸表示。10项技术参数（6）工作台孔尺寸工作台孔尺寸L1×B1（左右×前后）、D1（直径）。工作台孔用来排除工件或废料，或安装顶出装置。10项技术参数（7）立柱间距Ａ和喉深Ｃ立柱间距是指双柱式压力机立柱内侧面之间的距离。对于开式压力机，立柱间距的值主要关系到后侧排料或出件机构的安装。对于闭式压力机，立柱间距的值直接限制了模具和加工板料的最宽尺寸。喉深是开式压力机特有的参数，它是指滑块的中心线至机身的前方距离。喉深直接限制加工件的尺寸，也与压力机机身的刚度有关。10项技术参数（8）模柄孔尺寸模柄孔尺寸d×j是“直径×孔深”，冲模模柄尺寸应和模柄孔尺寸相适应。大型压力机没有模柄孔，而是开设Ｔ形槽，以Ｔ形槽螺钉紧固上模。10项技术参数（9）压力机功率压力机功率是指压力机使用的电动机功率的大小。10项技术参数（10）活动横梁的浮动量压力机一般在滑块上设有顶件装置。当滑块下行冲压时，由于工件的作用，通过上模中的顶杆7使打料横梁在滑块中顶起。当滑块回程上行接近上止点时，打料横梁两端被机身上的挡头螺钉挡住，滑块继续上升，打料横梁就相对于滑块向下运动，推动上模中的顶杆把工件或废料顶出。第二章冲压设备压力机辅助装置顶料装置第三节

冲压设备表1-11开式压力机的基本参数（一）

②开式压力机的基本参数见表1-11。第三节

冲压设备表1-11开式压力机的基本参数（二）

第三节

冲压设备(2)闭式压力机主要技术参数①闭式压力机的外型见图1-6。1—小带轮；3—大带轮；4—制动器；5—离合器；6—小齿轮1；7—大齿轮；8—小齿轮2；9—偏心齿轮；10—芯轴；11—机身；12—连杆；13—滑块；14—垫板；18—气垫图1-6J31—315压力机结构图第三节

冲压设备②闭式压力机参数见表1-12和表1-13。表1-12闭式单点压力机技术参数第三节

冲压设备表1-13闭式双点压力机技术参数第三节

冲压设备其他冲压设备摩擦压力机摩擦压力机适用于中、小型件的校正模、压印模和成形模。当超负荷时，只会引起飞轮与摩擦盘之间的滑动，而不致损坏机件。其缺点是飞轮轮缘磨损大，生产率比曲柄压力机低。第三节

冲压设备表1-15双盘式摩擦压力机技术参数冲压设备特性、参数及选用压力机分类

1.机械压力机按驱动滑块机构的种类可分为曲柄式和摩擦式;

第三节

冲压设备双动拉深压力机双动压力机适用于大量生产大型、较复杂拉深件的拉深模。模具结构简单，压料可靠，容易调节。表1-16底传动双动拉深压力机主要技术规格(一）

第三节

冲压设备表1-16底传动双动拉深压力机主要技术规格(二）

第三节

冲压设备液压机液压机适用于小批生产大型厚板件的弯曲模、拉深模、成形模和校平模。它不会因为板材的厚度超差而过载，特别对于深拉深件的加工，具有明显的优点。第三节

冲压设备表1-17液压机技术规格第三节

冲压设备冲压设备的选用冲压设备的选择是工艺设计中的一项重要内容，它直接关系到设备的合理使用与安全，也关系到冲压工艺过程能否顺利完成以及保证产品质量、模具寿命、生产效率和成本等一系列重要问题。一般根据冲压工序性质、冲压力的大小、模具结构型式、模具闭合高度和轮廓尺寸以及生产批量等因素，结合本单位的设备实际情况合理选择设备类型和吨位。第三节

冲压设备确定压力机规格时，一般应遵循以下原则：1．压力机的公称压力不小于冲压工序所需的压力。当进行弯曲或拉深时，其压力曲线应位于压力机滑块许用负荷曲线的安全区内，如图1-7。2．压力机滑块行程应满足工件高度上能获得所需尺寸，并在冲压后能顺利地从模具上取出工件。3．压力机的闭合高度、工作台尺寸和滑块尺寸等应满足模具的正确安装。尤其是压力机的闭合高度应与冲模的闭合高度相适应。模具的闭合高度H0是指上模在最低的工作位置时，下模板的底面到上模板的顶面的距离。第三节

冲压设备我国目前生产的大多数压力机连杆长短能调节，也就是说压力机的闭合高度能调节，压力机就有最大闭合高度Hmax和最小闭合高度Hmin两个参数。为了避免连杆调节过长，螺纹接触面积过小而被压坏。如果模具闭合高度实在太小，可在压力机台面上加一个磨平的垫板，一般工厂都预先制作了用于解决该类问题的通用垫板（注：设计该通用垫板时，要保证垫板上下表面平行度在压力机要求的精度范围内）。4．压力机的滑块行程次数应符合生产率和材料变形速度的要求。第三节

冲压设备压力机型号的选取设计模具时合理选择压力机的规格型号，使设计的模具与设备有一个合理的匹配关系，这样可提高模具的使用寿命，保证模具的安装可靠性，提高产品质量、生产率和模具寿命。在选择压力机规格型号时，主要注意如下方面：（1）公称压力压力机的公称压力与模具成形工艺力、辅助工艺力之间应符合下列关系：一般情况下，压力机的公称压力应大于或等于成形工艺力和辅助工艺力总和的1.3倍；第三节

冲压设备刚度对成形影响较大时，压力机的公称压力应大于或等于成形工艺力和辅助工艺力总和的3倍；总之，选用压力机时冲压的力——行程曲线要落在压力机滑块许用负荷曲线范围内。图1-7压力机滑块许用负荷曲线压力机许用压力曲线

1─压力机许用压力曲线；2─冲裁工艺冲裁力实际变化曲线；3─拉深工艺拉深力实际变化曲线第三节

冲压设备表1-14不同装模方式的特点及校核公式装模方式装模简图特点校核公式模具直接安装在压力机工作垫板上1、支撑平稳，下模座受力条件较好2、适用能通过垫板孔下出料、或在模具上出件的模具Hmax-H1-5mm≧H