第一章 冷沖壓成形工藝概論

1、1 1第一章第一章 冷沖壓成形工藝概論冷沖壓成形工藝概論一、冷沖壓工藝概述一、冷沖壓工藝概述1 1、冷沖壓工藝基本概念、冷沖壓工藝基本概念 冷沖壓工藝是靠冷沖壓工藝是靠模具模具與與沖壓設(shè)備沖壓設(shè)備完成的加工完成的加工過程。過程。 冷沖壓是建立在冷沖壓是建立在金屬塑性變形金屬塑性變形的基礎(chǔ)上，在的基礎(chǔ)上，在常溫下利用常溫下利用沖模沖模和和沖壓設(shè)備沖壓設(shè)備對材料施加壓力，使對材料施加壓力，使材料產(chǎn)生材料產(chǎn)生塑性變形或分離塑性變形或分離，從而獲得一定形狀、，從而獲得一定形狀、尺寸、和性能的工件。尺寸、和性能的工件。 2 2冷沖壓的工藝特點：冷沖壓的工藝特點：u 在在常溫下常溫下加工，金屬板料必須具有

2、足夠的塑性加工，金屬板料必須具有足夠的塑性和較低的變形抗力。和較低的變形抗力。 u 金屬板料經(jīng)冷變形強化，并獲得一定的幾何形金屬板料經(jīng)冷變形強化，并獲得一定的幾何形狀后，結(jié)構(gòu)輕巧，強度和剛度較高。狀后，結(jié)構(gòu)輕巧，強度和剛度較高。 u 沖壓件尺寸精度高，質(zhì)量穩(wěn)定，互換性好，一沖壓件尺寸精度高，質(zhì)量穩(wěn)定，互換性好，一般不需機械加工即可作零件使用。般不需機械加工即可作零件使用。 u 沖壓生產(chǎn)操作簡單，生產(chǎn)率高，便于實現(xiàn)機械沖壓生產(chǎn)操作簡單，生產(chǎn)率高，便于實現(xiàn)機械化和自動化?；妥詣踊?。 u 可以沖壓形狀復(fù)雜的零件，廢料少?？梢詻_壓形狀復(fù)雜的零件，廢料少。u 沖壓模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度要求高，制造費用高，

3、沖壓模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度要求高，制造費用高，只適用于大批量生產(chǎn)。只適用于大批量生產(chǎn)。 3 32 2、沖壓工序分類、沖壓工序分類分離工序和塑性成形工序分離工序和塑性成形工序使坯料的一部分與另一部分分離的工序使坯料的一部分與另一部分分離的工序分離工序分離工序沖孔和落料、修整、切斷、精密沖裁、切口沖孔和落料、修整、切斷、精密沖裁、切口（1 1）沖孔和落料（沖裁）沖孔和落料（沖裁 ）沖孔是在板料上沖出孔洞沖孔是在板料上沖出孔洞落料是得到與孔洞同樣形落料是得到與孔洞同樣形狀的板料狀的板料4 4 （2 2）修整）修整利用修整模沿沖裁件的外緣或內(nèi)孔，切去一薄層金屬，以利用修整模沿沖裁件的外緣或內(nèi)孔，切去一薄層

4、金屬，以除去塌角、剪裂帶和毛刺，提高尺寸精度和降低表面粗糙度除去塌角、剪裂帶和毛刺，提高尺寸精度和降低表面粗糙度。指用剪刃或沖模將板料沿不封閉輪廓進(jìn)行分離的工序。指用剪刃或沖模將板料沿不封閉輪廓進(jìn)行分離的工序。剪刃安裝在剪床上，把大板料剪成條料或平板零件。剪刃安裝在剪床上，把大板料剪成條料或平板零件。 （3 3）切斷）切斷5 5（4 4）精密沖裁）精密沖裁（5 5）切口）切口用壓邊圈使板料沖裁區(qū)處于靜壓作用下，抑用壓邊圈使板料沖裁區(qū)處于靜壓作用下，抑制剪裂紋的發(fā)生，實現(xiàn)塑性變形分離的沖裁方法。制剪裂紋的發(fā)生，實現(xiàn)塑性變形分離的沖裁方法。目前已大規(guī)模采用。目前已大規(guī)模采用。將材料沿不封閉的曲線部

5、分地分離開，其分將材料沿不封閉的曲線部分地分離開，其分離部分的材料發(fā)生彎曲的沖壓方法。離部分的材料發(fā)生彎曲的沖壓方法。 6 6塑性成形工序塑性成形工序（1 1）拉深）拉深使坯料的一部分相對于另一部分產(chǎn)生相對位使坯料的一部分相對于另一部分產(chǎn)生相對位移而不破裂的工序移而不破裂的工序拉伸、彎曲、翻邊、成形等拉伸、彎曲、翻邊、成形等是使平面板料變?yōu)殚_口的中空形狀零件的沖壓工序，是使平面板料變?yōu)殚_口的中空形狀零件的沖壓工序，又稱拉延。又稱拉延。7 7（2 2）彎曲）彎曲彎曲是將平直板彎曲是將平直板料彎成一定角度和圓料彎成一定角度和圓弧的工序?；〉墓ば?。彎曲時應(yīng)使實際彎曲半徑彎曲時應(yīng)使實際彎曲半徑大于材料

6、允許的最小半徑，并大于材料允許的最小半徑，并使拉應(yīng)力方向和鍛造流線方向使拉應(yīng)力方向和鍛造流線方向一致。一致。8 8（3 3）翻邊）翻邊使平板坯料上的孔（外圓）獲得內(nèi)、外凸緣的使平板坯料上的孔（外圓）獲得內(nèi)、外凸緣的變形工步。變形工步。（4 4）成形）成形利用局部變形使坯料或半成品改變形狀的工序。利用局部變形使坯料或半成品改變形狀的工序。脹 形壓 肋收 口翻 邊9 9二、模具分類及結(jié)構(gòu)二、模具分類及結(jié)構(gòu)沖壓工序沖壓工序組合程度組合程度模具模具落料模、沖孔模、切斷模落料模、沖孔模、切斷模切邊模、切斷模、拉伸模切邊模、切斷模、拉伸模翻邊模等翻邊模等導(dǎo)向裝置導(dǎo)向裝置簡單模、級進(jìn)模、復(fù)合模簡單模、級進(jìn)模

7、、復(fù)合模無導(dǎo)向模、導(dǎo)板導(dǎo)向模、無導(dǎo)向模、導(dǎo)板導(dǎo)向模、導(dǎo)柱導(dǎo)向模、導(dǎo)套導(dǎo)向模導(dǎo)柱導(dǎo)向模、導(dǎo)套導(dǎo)向模1 1、模具分類、模具分類10101 1、模具結(jié)構(gòu)、模具結(jié)構(gòu)(1) (1) 沖裁模沖裁模1111沖裁模部件的分類與功能沖裁模部件的分類與功能工作工作部件部件沖裁模沖裁模定位定位部件部件卸料卸料壓料壓料部件部件導(dǎo)向?qū)虿考考沃尾考考B接連接部件部件1212(2) (2) 彎曲模彎曲模工作部件工作部件定位部件定位部件卸料壓料部件卸料壓料部件導(dǎo)向部件導(dǎo)向部件支撐部件支撐部件連接部件連接部件1313(3) (3) 拉伸模拉伸模工作部件工作部件定位部件定位部件卸料壓料部件卸料壓料部件導(dǎo)向部件導(dǎo)向部件

8、支撐部件支撐部件連接部件連接部件1414三、冷沖壓工藝常用材料三、冷沖壓工藝常用材料1 1、沖壓常用材料、沖壓常用材料材料的特性材料的特性金屬材料、金屬材料、 非金屬材料非金屬材料分離與成形工序分離與成形工序分離工序分離工序材料的形式材料的形式板材、板材、 帶材帶材15152 2、沖壓材料的要求、沖壓材料的要求n材料的尺寸精度材料的尺寸精度n材料的表面質(zhì)量材料的表面質(zhì)量n材料的冷沖壓加工性材料的冷沖壓加工性沖剪性、成形性、定型性沖剪性、成形性、定型性16163 3、新型沖壓材料的展望、新型沖壓材料的展望n高強度鋼板高強度鋼板 屈服點高、抗拉強度高屈服點高、抗拉強度高固溶、析出、結(jié)晶、組織、時效

9、（添加合金成分和熱處固溶、析出、結(jié)晶、組織、時效（添加合金成分和熱處理工藝）、加工強化等。理工藝）、加工強化等。減輕沖壓件的重量，節(jié)省能源和降低沖壓產(chǎn)品成本減輕沖壓件的重量，節(jié)省能源和降低沖壓產(chǎn)品成本n耐腐蝕鋼板耐腐蝕鋼板 抗腐蝕抗腐蝕n雙相鋼板雙相鋼板n涂層板涂層板n復(fù)合板材復(fù)合板材1717圖1.2.5單向拉應(yīng)力應(yīng)變曲線1）材料在）材料在a點點屈服后屈服后，應(yīng)力應(yīng)變不再是線，應(yīng)力應(yīng)變不再是線 性關(guān)系，繼續(xù)加載，沿性關(guān)系，繼續(xù)加載，沿abc線線變化；變化；2）c點點卸載卸載時應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系沿時應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系沿cd線線變化變化3）卸載后）卸載后再加載再加載，應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系沿，應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系沿dc線線 上

10、升，與初始加載時上升，與初始加載時oabc路線不同，路線不同， 所以是不可逆的所以是不可逆的。18184 4、冷沖壓工藝中模具常用材料、冷沖壓工藝中模具常用材料（1 1） 選材原則選材原則首先保證使用性能，兼顧工藝性和經(jīng)濟(jì)性首先保證使用性能，兼顧工藝性和經(jīng)濟(jì)性（2 2） 模具選材時應(yīng)考慮的因素模具選材時應(yīng)考慮的因素n模具的工作條件模具的工作條件n模具的工作性質(zhì)模具的工作性質(zhì)n模具結(jié)構(gòu)因素模具結(jié)構(gòu)因素n模具的加工手段模具的加工手段n熱處理要求熱處理要求1919（3 3） 模具材料常見缺陷模具材料常見缺陷u 模具材料的質(zhì)量問題模具材料的質(zhì)量問題非金屬夾雜物、碳化物偏析、非金屬夾雜物、碳化物偏析、中

11、心疏松或白點中心疏松或白點u 模具制造過程中的質(zhì)量問題模具制造過程中的質(zhì)量問題模具毛坯成形方式、模具加工方式、模具毛坯成形方式、模具加工方式、熱處理熱處理2020（4 4） 常見模具材料常見模具材料2121冷作模具鋼的選用舉例冷作模具鋼的選用舉例2222四、沖壓設(shè)備四、沖壓設(shè)備1 1、壓力機的分類和型號、壓力機的分類和型號2323壓力機的結(jié)構(gòu)形式壓力機的結(jié)構(gòu)形式u 開式壓力機開式壓力機jfjf系列開式壓力機系列開式壓力機 u 閉式壓力機閉式壓力機2424u 雙柱壓力機雙柱壓力機u 單柱壓力機單柱壓力機2525u 可傾式壓力機可傾式壓力機u 固定臺壓力機固定臺壓力機u 活動臺壓力機活動臺壓力機2

12、626u 單點壓力機單點壓力機u 雙點壓力機雙點壓力機u 四點壓力機四點壓力機2727u 雙動壓力機雙動壓力機u 單動壓力機單動壓力機28282 2 常用壓力機的結(jié)構(gòu)形式常用壓力機的結(jié)構(gòu)形式u 曲柄壓力機組成曲柄壓力機組成n傳動系統(tǒng)傳動系統(tǒng)n工作機構(gòu)工作機構(gòu)n操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)n支撐系統(tǒng)支撐系統(tǒng)n輔助系統(tǒng)輔助系統(tǒng)2929n傳動系統(tǒng)傳動系統(tǒng)n工作機構(gòu)工作機構(gòu)3030n操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)n支撐系統(tǒng)支撐系統(tǒng)n輔助系統(tǒng)輔助系統(tǒng)離合器、制動器、離合器、制動器、電氣控制裝置電氣控制裝置床身、工作臺等床身、工作臺等潤滑系統(tǒng)、保護(hù)裝潤滑系統(tǒng)、保護(hù)裝置、氣墊等置、氣墊等3131曲柄壓力機技術(shù)參數(shù)曲柄壓力機技術(shù)參數(shù)3

13、232u 雙動拉伸壓力機組成雙動拉伸壓力機組成n傳動系統(tǒng)傳動系統(tǒng)n工作機構(gòu)工作機構(gòu)n操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)n支撐系統(tǒng)支撐系統(tǒng)n輔助系統(tǒng)輔助系統(tǒng)3333雙動拉伸壓力機的工作特點雙動拉伸壓力機的工作特點n內(nèi)外滑塊的行程與運動相配合內(nèi)外滑塊的行程與運動相配合n外滑塊的壓力可調(diào)外滑塊的壓力可調(diào)n內(nèi)外滑塊的速度相互協(xié)調(diào)內(nèi)外滑塊的速度相互協(xié)調(diào)3434u 摩擦壓力機摩擦壓力機利用摩擦盤與飛輪利用摩擦盤與飛輪之間的相互接觸，傳動之間的相互接觸，傳動動力，并根據(jù)螺桿和螺動力，并根據(jù)螺桿和螺母的相互運動，使滑塊母的相互運動，使滑塊產(chǎn)生上、下往復(fù)運動的產(chǎn)生上、下往復(fù)運動的鍛壓機械。鍛壓機械。n工藝適應(yīng)性好工藝適應(yīng)性好n結(jié)

14、構(gòu)簡單結(jié)構(gòu)簡單n制造使用成本低制造使用成本低3535u 液壓壓力機液壓壓力機n工作行程長工作行程長n負(fù)荷穩(wěn)定負(fù)荷穩(wěn)定n效率低效率低36363 3 沖壓設(shè)備的選擇沖壓設(shè)備的選擇壓力機的類型、壓力機的規(guī)格壓力機的類型、壓力機的規(guī)格u 類型的選擇原則類型的選擇原則n中小型沖裁件、彎曲件或拉伸件應(yīng)采用開式機中小型沖裁件、彎曲件或拉伸件應(yīng)采用開式機械壓力機械壓力機n大中型沖裁件多采用閉式機械壓力機大中型沖裁件多采用閉式機械壓力機n小批量厚板件多采用液壓壓力機小批量厚板件多采用液壓壓力機n小批量薄板件多采用摩擦壓力機小批量薄板件多采用摩擦壓力機n大批量多采用高速壓力機或多工位自動壓力機大批量多采用高速壓力機或多工位自動壓力機3737u 規(guī)格