第1章沖壓工藝基礎(chǔ)

1、湖北大學(xué)知行學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造引言 月餅月餅 蜂窩煤蜂窩煤 餅?zāi)ｏ災(zāi)：贝髮W(xué)知行學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造 模具概念 湖北大學(xué)知行學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造 模具概念 在工業(yè)生產(chǎn)中，利用各種壓力機(jī)和裝在壓力機(jī)上的專用工裝，通過一定方式，使金屬或非金屬材料成形，制造出各種零件，人們則把裝在壓力機(jī)上的這種專用工裝統(tǒng)稱為模具。l 概念：沖壓動(dòng)畫演示注塑動(dòng)畫演示湖北大學(xué)知行學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造模具概念 沖壓模：冷沖模、板料沖壓（50%）模具按材料在模具內(nèi)成形的特點(diǎn)塑料模（30%）壓鑄模（10%）鍛模橡膠模型腔模l 分類：湖北大學(xué)知行學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造模具概念 l 利用模具加工零件的特點(diǎn)： u 優(yōu)點(diǎn) 尺寸一致性好，互換性

2、強(qiáng)，“一模一樣”； 材料利用率高：屬于無切削、少切削加工。 生產(chǎn)效率高：適用于大批量生產(chǎn)。 操作方便:要求的工人技術(shù)等級(jí)不高。 可以獲得其他加工方法所不能或難以制造的壁薄、重 量輕、剛性好、表面質(zhì)量高、形狀復(fù)雜的零件。 價(jià)格低。湖北大學(xué)知行學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造模具概念 u 缺點(diǎn) 噪聲和振動(dòng)大 模具復(fù)雜，精度、質(zhì)量、壽命要求高，制造周期 長、費(fèi)用高，因而小批量生產(chǎn)受到限制。 零件精度不能過高。 例如：沖壓生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)：IT12 壓鑄生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)：IT13南陽理工學(xué)院第一章 沖壓工藝基礎(chǔ) 湖北大學(xué)知行學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造1.1 沖壓成形與分類 l 沖壓成形概念 指在壓力機(jī)上通過模具對(duì)板料（金屬

3、或非金屬）加壓，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而得到一定形狀、尺寸和性能要求的零件的加工方法，這種方法又稱為冷沖壓或板料沖壓。湖北大學(xué)知行學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造l 沖壓工序分類 分離工序（沖裁） 1.1 沖壓成形的特點(diǎn)與分類 成形工序落料 沖孔切斷等彎曲拉深 起伏等湖北大學(xué)知行學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造1.2 板料的沖壓成形性能 自學(xué) 湖北大學(xué)知行學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造1.3 沖壓常用材料 l 沖壓常用材料的基本要求 ： u 滿足沖壓件的使用性能要求： 例如：機(jī)器上沖壓件：一定的強(qiáng)度、剛度、沖擊韌性等； 電機(jī)電器上沖壓件：較高導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性； 汽車、飛機(jī)上沖壓件：足夠強(qiáng)度，重量要輕； 化學(xué)容器用沖壓件：耐腐蝕性好

4、等。湖北大學(xué)知行學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造u 滿足沖壓工藝的性能要求：1.3 沖壓常用材料 保證沖壓過程順利進(jìn)行 屈服極限Rel : Rel，材料易塑性變形屈強(qiáng)比Rel / Rm：屈強(qiáng)比，即Rel 而 Rm， 容易產(chǎn)生塑性變形而不易產(chǎn)生 拉裂，沖壓工藝性好。斷后伸長率A：A，塑性，沖壓工藝性。 從力學(xué)性能方面湖北大學(xué)知行學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造u 滿足沖壓工藝的性能要求：1.3 沖壓常用材料 從化學(xué)成分方面 碳、硅、磷、硫等元素含量高，會(huì)使材料脆性增加、塑性降低，導(dǎo)致沖壓工藝性降低。例如：鋁鎮(zhèn)靜鋼08Al分為3級(jí)： ZF（最復(fù)雜）：用于拉深最復(fù)雜的零件， C、S、P含量最低 HF（很復(fù)雜）：用于拉深很復(fù)雜的

5、零件， C、S、P含量稍低 F(復(fù)雜)：用于拉深復(fù)雜零件，C、S、P低湖北大學(xué)知行學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造u 滿足沖壓工藝的性能要求：1.3 沖壓常用材料 表面質(zhì)量 材料表面光滑，無氧化皮、裂紋、劃傷等缺陷。否則會(huì)加速?zèng)_壓模具的磨損。優(yōu)質(zhì)鋼板表面質(zhì)量分3組：組（高質(zhì)量表面） 組（較高質(zhì)量表面） 組（一般質(zhì)量表面）例如：鋼板 4.5-GB708-88 10-GB710-88 湖北大學(xué)知行學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造u 滿足沖壓工藝的性能要求：1.3 沖壓常用材料 0025. 0004. 0 內(nèi)部組織、厚度公差： 厚度公差分：A（高級(jí)） B（較高級(jí)） C（普通級(jí)）。 例如：10鋼0.5厚冷軋鋼帶A級(jí)公差為： B級(jí)

6、為： ，C為： 內(nèi)部組織均勻、厚度公差小，沖壓工藝性好。鋼板厚薄不均、內(nèi)部組織不勻，沖壓時(shí)容易造成變形不均、折皺或開裂。005. 0湖北大學(xué)知行學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造l 常用沖壓材料 黑色金屬 金屬材料 非金屬材料 有色金屬 1.3 沖壓常用材料 普通碳素鋼：Q235優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：08、10低合金結(jié)構(gòu)鋼：Q345 電工硅鋼：DT1、DT2，俗稱硅鋼片不銹鋼：1Cr18Ni9Ti銅及銅合金：T1、T2、H62、H68鋁及鋁合金：2A12 、1060 膠木橡膠塑料石棉毛氈 絕緣墊片 密封墊片湖北大學(xué)知行學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造規(guī)格表示方法：厚度寬度長度規(guī)格：0.57101420和210002000、115

7、002000等。下料方式：剪板機(jī)。1.3 沖壓常用材料 l 常用沖壓材料規(guī)格 板料：t6mm應(yīng)用最多湖北大學(xué)知行學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造1.3 沖壓常用材料 l 常用沖壓材料規(guī)格 規(guī)格：厚度寬度長度 厚度0.5mm，寬度500mm。 表面質(zhì)量好，尺寸精度高、公差小。帶料（卷料）： 大批量時(shí)采用湖北大學(xué)知行學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造1.4 沖壓設(shè)備 l 沖壓設(shè)備分類 液壓壓力機(jī)：常用，速度慢，行程長按沖床驅(qū)動(dòng)滑塊力的種類分：氣動(dòng)壓力機(jī)：不常用 機(jī)械壓力機(jī)：最常用，速度快， 行程短湖北大學(xué)知行學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造1.4 沖壓設(shè)備 雙動(dòng)壓力機(jī)：由內(nèi)、外兩個(gè)滑塊，外滑塊用于壓邊， 內(nèi)滑塊用于拉深，又稱拉深壓力機(jī)；按沖

8、床滑塊個(gè)數(shù)分：單動(dòng)壓力機(jī)：只有一個(gè)滑塊的壓力機(jī)；三動(dòng)壓力機(jī)：在雙動(dòng)拉深壓力機(jī)的工作臺(tái)上增加一個(gè) 氣墊，氣墊可進(jìn)行局部拉深。湖北大學(xué)知行學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造1.4 沖壓設(shè)備 按驅(qū)動(dòng)滑塊機(jī)構(gòu)的種類分為 ：曲柄式：電機(jī)通過帶、齒輪帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，曲軸通過 連桿帶動(dòng)滑塊沿導(dǎo)軌作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng) 模具實(shí)施沖壓。摩擦式：從電機(jī)到飛輪通過摩擦傳動(dòng)幅來傳遞運(yùn)動(dòng)和 動(dòng)力。肘桿式：湖北大學(xué)知行學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造1.4 沖壓設(shè)備 按床身結(jié)構(gòu)形式可分為：開式壓力機(jī)：床身為C型，工作臺(tái)三面敞 開，便于前后、左右送料。 剛性較差，用于1000KN以下的 小型壓力機(jī)。閉式壓力機(jī)：床身左右封閉，只有前后 兩面敞開，剛度好，精度

9、 高，1000KN以上的大、中 型壓力機(jī)多采用。湖北大學(xué)知行學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造l 曲柄壓力機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理 1.4 沖壓設(shè)備 湖北大學(xué)知行學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造l 沖壓設(shè)備型號(hào)編號(hào)、代號(hào)及意義1.4 沖壓設(shè)備 以使用最多的曲柄壓力機(jī)為例 湖北大學(xué)知行學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造l曲柄壓力機(jī)基本技術(shù)參數(shù)公稱壓力（KN） 1.4 沖壓設(shè)備 指滑塊運(yùn)動(dòng)到離下死點(diǎn)前某一特定距離p（即公稱壓力行程，一般為10mm左右），滑塊上所允許承受的最大作用力。 湖北大學(xué)知行學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造滑塊行程（S） 1.4 沖壓設(shè)備 指當(dāng)滑塊從上死點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到下死點(diǎn)時(shí)所走過的距離。 指滑塊空載時(shí)，每分鐘往復(fù)運(yùn)動(dòng)的次數(shù)。 它決定了壓力機(jī)生產(chǎn)效

10、率的高低。n大，次數(shù)多，效率高。行程次數(shù)（n/m）湖北大學(xué)知行學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造壓力機(jī)裝模高度1.4 沖壓設(shè)備 壓力機(jī)裝模高度指滑塊在下死點(diǎn)位置時(shí)，滑塊下端面到下工作臺(tái)上表面的距離。湖北大學(xué)知行學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造1.4 沖壓設(shè)備 湖北大學(xué)知行學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造1.4 沖壓設(shè)備 最大裝模（閉合）高度（Hmax）： 當(dāng)滑塊在下死點(diǎn)下死點(diǎn)位置時(shí)，將壓力機(jī)的調(diào)節(jié)螺桿向上調(diào)節(jié)，將滑塊調(diào)整到最上位置將滑塊調(diào)整到最上位置時(shí)，滑塊底面到下工作臺(tái)的距離，稱為壓力機(jī)的最大裝模高度。最小裝模（閉合）高度（Hmin）： 當(dāng)滑塊在下死點(diǎn)位置下死點(diǎn)位置時(shí)，將壓力機(jī)的調(diào)節(jié)螺桿向下調(diào)節(jié)，將滑塊調(diào)整到最下位置將滑塊調(diào)整到最下位

11、置時(shí)，滑塊底面到下工作臺(tái)的距離，稱為壓力機(jī)的最小裝模高度。模具閉合高度： max模具閉合min湖北大學(xué)知行學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造工作臺(tái)面尺寸 1.4 沖壓設(shè)備 下模座尺寸工作臺(tái)面尺寸50mm70mm，為固定下模留足夠空間。 上模座的平面尺寸滑塊底面尺寸。 工作臺(tái)面漏料孔尺寸應(yīng)大于需要漏下的工件或廢料尺寸，以便漏料。 湖北大學(xué)知行學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造模柄孔尺寸 1.4 沖壓設(shè)備 決定了安裝模具的模柄尺寸大小。模柄凸出上模座的高度L=L1（15）模柄高出上模座的直徑d=D-0.1-0.2湖北大學(xué)知行學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造設(shè)備類型的選擇1.4 沖壓設(shè)備 l沖壓設(shè)備的選擇 中、小型沖壓件生產(chǎn)主要選用開式壓力機(jī)；

12、大型件應(yīng)選擇剛性好的閉式壓力機(jī)或液壓壓力機(jī)；較薄材料的沖裁，最好選用導(dǎo)向準(zhǔn)確的精密壓力機(jī)；對(duì)于大型拉深的沖壓工序，最好選用雙動(dòng)拉深壓力機(jī)；在大量生產(chǎn)時(shí)應(yīng)選用高速壓力機(jī)。湖北大學(xué)知行學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造設(shè)備規(guī)格的選擇1.4 沖壓設(shè)備 對(duì)于施力行程很?。ㄈ鐩_孔、落料等）的沖壓 工序，可直接選用公稱壓力沖壓所需工藝力 總和的1.3的倍壓力機(jī)。對(duì)于施力行程較大的（如深拉深、深彎曲等） 沖壓工序，應(yīng)按照沖壓所需工藝力總和公稱 壓力的的條件選擇壓力機(jī)，并須 對(duì)壓力機(jī)的電機(jī)功率進(jìn)行校核，使壓力機(jī)電機(jī) 功率沖壓所需的功率。湖北大學(xué)知行學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造設(shè)備規(guī)格的選擇1.4 沖壓設(shè)備 模具閉合高度滿足：maxmin壓力機(jī)工作臺(tái)面尺寸模具座板各邊5070mm；其孔 眼尺寸工件或廢料尺寸，以便