《冲压工艺基础》PPT课件.ppt

模具设计与制造,本课程的主要内容,教 材 及 参 考 书,教材及参考书,参考书籍,1、成 虹主编：冲压工艺与模具设计2、张荣清主编：模具设计与制造3、冲模设计手册编写组：冲模设计手册4、肖祥芷主编：中国模具设计大典2、3卷5、屈华昌主编：塑料成型工艺与模具设计6、张洪峰主编：塑料模具设计与制造7、郭铁良主编：模具制造工艺学8、塑料模具设计手册编写组：塑料模具设计 手册9、张荣清主编：模具制造工艺,如何学习好本课程？,1、要具备扎实的相关基础知识。如机械制图（手工制图、AutoCAD、UG）、公差与配合、材料及热处理、机械设计、机械制造等，应熟练掌握。2、熟知各种模具的典型结构及各主要部分的作用，举一 反三。3、熟悉各种国家标准或行业标准，设计时尽可能选用标 准件。4、设计零部件时，要考虑其机械加工艺性。5、多注意实践经验的积累，理论联系实际，特别是在实 训、实习等实践教学环节。,引言,月饼,蜂窝煤,饼模,模具概念,模具概念,在工业生产中，利用各种压力机和装在压力机上的专用工装，通过一定方式，使金属或非金属材料成形，制造出各种零件，人们则把装在压力机上的这种专用工装统称为模具。,概念：,压力机工作冲压动画演示注塑动画演示,模具概念,冲压模：冷冲模、板料冲压（50%）,模具,按材料在模具内成形的特点,塑料模（30%）,压铸模（10%）,锻模,橡胶模,型腔模,分类：,模具概念,利用模具加工零件的特点：,优点,尺寸一致性好，互换性强，“一模一样”；,材料利用率高：属于无切削、少切削加工。,生产效率高：适用于大批量生产。,操作方便:要求的工人技术等级不高。,可以获得其他加工方法所不能或难以制造的壁薄、重 量轻、刚性好、表面质量高、形状复杂的零件。,价格低。,模具概念,缺点,噪声和振动大,模具复杂，精度、质量、寿命要求高，制造周期 长、费用高，因而小批量生产受到限制。,零件精度不能过高。例如：冲压生产经济精度等级：IT12 压铸生产经济精度等级：IT13,第一章 冲压工艺基础,1-1 冲压成形与分类1-2 板料的冲压成形性能1-3 冲压常用材料1-4 冲压设备,1-1 冲压成形与分类,冲压成形概念,指在压力机上通过模具对板料（金属或非金属）加压，使其产生分离或塑性变形，从而得到一定形状、尺寸和性能要求的零件的加工方法，这种方法又称为冷冲压或板料冲压。,冲压工序分类,分离工序（冲裁）,1-1 冲压成形的特点与分类,成形工序,落料 冲孔切断等,弯曲拉深 起伏等,1-2 板料的冲压成形性能,自学,1-3 冲压常用材料,冲压常用材料的基本要求：,满足冲压件的使用性能要求：,例如：机器上冲压件：一定的强度、刚度、冲击韧性等；电机电器上冲压件：较高导电性、导磁性；汽车、飞机上冲压件：足够强度，重量要轻；化学容器用冲压件：耐腐蚀性好等。,满足冲压工艺的性能要求：,1-3 冲压常用材料,保证冲压过程顺利进行,屈服极限Rel:Rel，材料易塑性变形屈强比Rel/Rm：屈强比，即Rel 而 Rm，容易产生塑性变形而不易产生 拉裂，冲压工艺性好。断后伸长率A：A，塑性，冲压工艺性。,从力学性能方面,满足冲压工艺的性能要求：,1-3 冲压常用材料,从化学成分方面,碳、硅、磷、硫等元素含量高，会使材料脆性增加、塑性降低，导致冲压工艺性降低。,例如：铝镇静钢08Al分为3级：ZF（最复杂）：用于拉深最复杂的零件，C、S、P含量最低 HF（很复杂）：用于拉深很复杂的零件，C、S、P含量稍低 F(复杂)：用于拉深复杂零件，C、S、P低,满足冲压工艺的性能要求：,1-3 冲压常用材料,表面质量,材料表面光滑，无氧化皮、裂纹、划伤等缺陷。否则会加速冲压模具的磨损。,优质钢板表面质量分3组：组（高质量表面）组（较高质量表面）组（一般质量表面）,例如：钢板 4.5-GB708-88 10-GB710-88,满足冲压工艺的性能要求：,1-3 冲压常用材料,内部组织、厚度公差：,厚度公差分：A（高级）B（较高级）C（普通级）。例如：10钢0.5厚冷轧钢带A级公差为：B级为：，C为：,内部组织均匀、厚度公差小，冲压工艺性好。钢板厚薄不均、内部组织不匀，冲压时容易造成变形不均、折皱或开裂。,常用冲压材料,黑色金属,金属材料,非金属材料,有色金属,1-3 冲压常用材料,普通碳素钢：Q235优质碳素结构钢：08、10低合金结构钢：Q345 电工硅钢：DT1、DT2，俗称硅钢片不锈钢：1Cr18Ni9Ti,铜及铜合金：T1、T2、H62、H68铝及铝合金：2A12、1060,胶木橡胶塑料石棉毛毡,绝缘垫片 密封垫片,规格表示方法：厚度宽度长度规格：0.57101420和210002000、115002000等。下料方式：剪板机。,1-3 冲压常用材料,常用冲压材料规格,板料：t6mm,应用最多,1-3 冲压常用材料,常用冲压材料规格,规格：厚度宽度长度 厚度0.5mm，宽度500mm。表面质量好，尺寸精度高、公差小。,带料（卷料）：,大批量时采用,1-4 冲压设备,冲压设备分类,液压压力机：常用，速度慢，行程长,按冲床驱动滑块力的种类分：,气动压力机：不常用,机械压力机：最常用，速度快，行程短,1-4 冲压设备,双动压力机：由内、外两个滑块，外滑块用于压边，内滑块用于拉深，又称拉深压力机；,按冲床滑块个数分：,单动压力机：只有一个滑块的压力机；,三动压力机：在双动拉深压力机的工作台上增加一个 气垫，气垫可进行局部拉深。,1-4 冲压设备,按驱动滑块机构的种类分为：,曲柄式：电机通过带、齿轮带动曲轴旋转，曲轴通过 连杆带动滑块沿导轨作上下往复运动，带动 模具实施冲压。摩擦式：从电机到飞轮通过摩擦传动幅来传递运动和 动力。肘杆式：,1-4 冲压设备,按床身结构形式可分为：,开式压力机：床身为C型，工作台三面敞 开，便于前后、左右送料。刚性较差，用于1000KN以下的 小型压力机。,闭式压力机：床身左右封闭，只有前后 两面敞开，刚度好，精度 高，1000KN以上的大、中 型压力机多采用。,曲柄压力机结构及工作原理,1-4 冲压设备,冲压设备型号编号、代号及意义,1-4 冲压设备,以使用最多的曲柄压力机为例,曲柄压力机基本技术参数,公称压力（KN）,1-4 冲压设备,指滑块运动到离下死点前某一特定距离p（即公称压力行程，一般为10mm左右），滑块上所允许承受的最大作用力。,滑块行程（S）,1-4 冲压设备,指当滑块从上死点运动到下死点时所走过的距离。,指滑块空载时，每分钟往复运动的次数。它决定了压力机生产效率的高低。n大，次数多，效率高。,行程次数（n/m）,压力机装模高度,1-4 冲压设备,压力机装模高度指滑块在下死点位置时，滑块下端面到下工作台上表面的距离。,1-4 冲压设备,1-4 冲压设备,最大装模（闭合）高度（Hmax）：当滑块在下死点位置时，将压力机的调节螺杆向上调节，将滑块调整到最上位置时，滑块底面到下工作台的距离，称为压力机的最大装模高度。,最小装模（闭合）高度（Hmin）：当滑块在下死点位置时，将压力机的调节螺杆向下调节，将滑块调整到最下位置时，滑块底面到下工作台的距离，称为压力机的最小装模高度。,模具闭合高度：max模具闭合min,工作台面尺寸,1-4 冲压设备,下模座尺寸工作台面尺寸50mm70mm，为固定下模留足够空间。上模座的平面尺寸滑块底面尺寸。,工作台面漏料孔尺寸应大于需要漏下的工件或废料尺寸，以便漏料。,模柄孔尺寸,1-4 冲压设备,决定了安装模具的模柄尺寸大小。,模柄凸出上模座的高度L=L1（15）,模柄直径=滑块内孔的直径,设备类型的选择,1-4 冲压设备,冲压设备的选择,中、小型冲压件生产主要选用开式压力机；大型件应选择刚性好的闭式压力机或液压压力机；较薄材料的冲裁，最好选用导向准确的精密压力机；对于大型拉深的冲压工序，最好选用双动拉深压力机；在大量生产时应选用高速压力机。,设备规格的选择,1-4 冲压设备,对于施力行程很小（如冲孔、落料等）的冲压 工序，可直接选用公称压力冲压所需工艺力 总和的1.3倍的压力机。对于施力行程较大的（如深拉深、深弯曲等）冲压工序，应按照冲压所需工艺力总和公称 压力的的条件选择压力机，并须 对压力机的电机功率进行校核，使压力机电机 功率冲压所需的功率。,设备规格的选择,1-4 冲压设备,模具闭合高度满足：maxmin压力机工作台面尺寸模具座板各边5070mm；其孔 眼尺寸工件或废料尺寸，以便漏料。压力机开模行程应满足冲压件高度尺寸要求，保证冲 压后深度拉深件、弯曲件能顺利从模具中取出。,思考题,1、冲压有哪些基本工序，各是什么？2、模具的上模装在哪里？怎样安装？下模装在哪 里？怎样安装？3、压力机的主要技术参数有哪些？4、模具的闭合高度和压力机的最大装模高度、最 小装模高度有什么关系？5、常用的冲压设备有哪几种？6、模柄孔在哪里？有何功能？,