冷沖壓工藝與模具設計經(jīng)典課件第1章

1、本章內(nèi)容：本章內(nèi)容：沖壓基本工序、沖壓術語、沖模標準和塑性變形基本知識；常見沖壓設備及工作原理、選用原則；沖壓成形基本原理和規(guī)律；常見沖壓材料等 。1學習目的與要求： 1.掌握沖壓和沖模概念、沖壓工序和沖模分類； 2 .了解常用沖模術語以及沖模標準； 3.掌握屈服準則、塑性變形時應力應變關系、體積不變條件、硬化規(guī)律、卸載彈性恢復規(guī)律和反載軟化現(xiàn)象、最小阻力定律等沖壓成形基本規(guī)律； 4.了解沖壓成形性能與機械性能關系，認識常見沖壓材料； 5.認識常見沖壓設備，掌握選用原則等。2重點： 沖壓成形基本概念、沖壓設備及選用、沖壓成形基本規(guī)律及應用、沖壓成形性能與機械性能關系、 沖模術語和標準。難點：

2、沖壓成形基本規(guī)律、沖壓成形性能與機械性能關系。31.1 冷沖壓基本工序與冷沖模冷沖壓基本工序與冷沖模 1.1.1 冷沖壓基本工序冷沖壓基本工序 根據(jù)材料的變形特點分：分離工序、成形工序。 分離工序分離工序：指該道沖壓工序完成后，材料變形部分的應力達到了該材料破壞應力b的 數(shù)值，造成材料斷裂而分離。如沖孔、落料、切斷、切邊等工序。 4變形工序：變形工序： 指該道沖壓工序完成后，材料變形部分的應力超過了該材料屈服應力s的數(shù)值但未達到破壞應力b的數(shù)值，從而使材料產(chǎn)生塑性變形，并且改變了材料原有的形狀和尺寸。如彎曲、拉深、翻邊、脹形等工序。 51.1.2 冷沖模冷沖模 1 .沖模術語：沖模術語：重點介

3、紹常用術語。2 .沖模分類：沖模分類：（1）根據(jù)工藝性質分類：沖裁模、沖裁模、彎曲模、拉深摸、成形模彎曲模、拉深摸、成形模等。（2）根據(jù)工序組合程度分類：單工序模、復合模單工序模、復合模、級進模、級進模6單工序模；復合模；級進模 ；自動模 ；精沖模 ；模架；工作零件 ；凸模 ；凹模 ；凸凹模鑲件 ；拼塊 ；定位零件；定位銷；定位板；擋料銷； 導正銷；導料板；定距側刃；側刃擋塊；止退鍵；始用擋料銷；打桿；廢料切斷刀； 彈頂器；導向零件；導柱；導套；上模座；下模座；墊板；模柄；浮動模柄；斜楔；滑塊；沖模壽命；送料方向等。1 .沖模術語沖模術語7 2 .沖模零件分類沖模零件分類工藝零件工藝零件：該類

4、零件直接參與完成沖壓工藝過程并和坯料直接發(fā)生作用。包括工作零件(凸模、凹 模、凸凹模)，定位零件(擋料銷和導正銷、導料板、定位銷和定位板、側壓板、側刃)，壓料、卸 料及出件零部件(卸料板、壓邊圈、頂件器、推件器)。 結構零件結構零件：該類零件不直接參與完成沖壓工藝過程，也不和坯料直接發(fā)生作用，只是對模具完成工 藝過程起保證作用和對模具的功能起完善作用。包括導向零件(導柱、導套、導板、導筒)，固 定零件(上模座、下模座、模柄、凸模固定板、凹模固定板、墊板、限位固定裝置)，緊固件以及其他零件(螺釘、銷釘、鍵、斜楔、滑塊等)。 81.1.3 模具標準化模具標準化 1 .意義意義2 .體系體系3 .沖

5、模標準沖模標準91.2.1 1.2.1 主應力與主應變主應力與主應變 應力：內(nèi)力在物體截面上分布的密集程度即稱為應力，應力又可分為正應力和切 應力，分別用和來表示。應變：物體內(nèi)部微小平行六面體的變形稱為應變。點的應力狀態(tài)：是指坯料內(nèi)每一點的應力狀況，即該點上所作用的應力的大小、數(shù)目與方向 。點的應變狀態(tài)：點的應變狀態(tài)通過單元體的變形來表示；應變是變形體由應力引起的。 10點的主應力狀態(tài) 主應力圖主應變圖 111.2.2 1.2.2 塑性與變形抗力塑性與變形抗力 塑性：塑性： 表示材料塑性變形能力。它是指固體材料在外力作用下發(fā)生永久變形而不破壞其完整性能力。 塑性指標：塑性指標： 衡量金屬塑性高

6、低的參數(shù)。常用塑性指標為延伸率和斷面收縮率。 %100%1000000FFFLLLkk121.2.2 1.2.2 塑性變形的影響因素塑性變形的影響因素 1.1.變形溫度對塑性變形的影響變形溫度對塑性變形的影響 2.2.變形速度對金屬塑性的影響變形速度對金屬塑性的影響3.3.應力狀態(tài)對塑性變形的影響應力狀態(tài)對塑性變形的影響 13主應力對金屬塑性影響排序 141.2.3 超超塑性成形塑性成形 超超塑性：塑性：在特定的條件下，拉伸金屬試樣時，其變形抗力大大地降低，而伸長率超過100%。 方式：方式：1.細晶超塑性 2.相變超塑性 151.2.4 金屬塑性變形基本規(guī)律金屬塑性變形基本規(guī)律彈塑性變形共存

7、規(guī)律 ： 金屬塑性變形階段必然同時伴隨有彈性變形 。真實應力 -應變曲線（硬化曲線）：表示硬化規(guī)律。這種變化規(guī)律可近似用指數(shù)曲線表示。 =An 16真實應力-應變曲線 室溫下幾種金屬的真實應力-應變曲線 171.2.4 1.2.4 金屬塑性變形基本規(guī)律金屬塑性變形基本規(guī)律兩個屈服準則兩個屈服準則： 1.屈雷斯加屈服準則 2.密席斯屈服準則 181.2.4 金屬塑性變形基本規(guī)律塑性變形應力應變關系：塑性變形應力應變關系： 1.塑性變形時體積不變規(guī)律 1+2+3 = 0 2.反載軟化現(xiàn)象：卸載后反向加載(比如先拉伸后壓縮)，彈性模數(shù)E沒有變化;但反向加載時，材料的屈服點有所降低，我們稱這種現(xiàn)象為反

8、載軟化現(xiàn)象。 191.2.4 金屬塑性變形基本規(guī)律 塑性變形應力應變關系：塑性變形應力應變關系： 3.塑性變形全量理論及應用 131332322121伸長類變形及破壞形式壓縮類變形及破壞形式201.2.5 變形趨向性及控制變形趨向性及控制 最小阻力定律：變形體的各質點總是沿著其最小的阻力方向移動，稱此為最小阻力定律。 弱區(qū)先變形，變形區(qū)為弱區(qū)211.2.5 變形趨向性及控制變形趨向性及控制22鋼球活座套的沖壓工藝實例 231.3.1 1.3.1 冷沖壓材料的基本要求冷沖壓材料的基本要求 對沖壓成形性能的要求 對表面質量的要求 對材料厚度公差的要求 1.3.2 1.3.2 常用沖壓材料常用沖壓材

9、料 黑色金屬、有色金屬、非金屬材料241.3.3 板料沖壓成形性能指標板料沖壓成形性能指標1 均勻伸長率 與總伸長率2 屈強比 3 硬化指數(shù) 4 板厚方向性系數(shù) 5 板平面方向性 1.3.4 板料沖壓成形性能試驗方法和指標板料沖壓成形性能試驗方法和指標1 脹形成形性能試驗(又稱杯突試驗、愛利克辛試驗)2.拉深 -脹形成形性能試驗(又稱福井試驗、錐杯試驗)25拉伸試驗用試樣 拉伸曲線 2627拉深件的凸耳 28 本節(jié)內(nèi)容最好結合生產(chǎn)及教學設備，進行現(xiàn)場教學。291.4.1 1.4.1 剪板機剪板機( (剪床剪床) ) 平刃剪床 1上刀片;2板材;3下刀片;4工作臺;5滑塊 301.4.2 1.4

10、.2 曲柄壓力機曲柄壓力機1.組成組成2.分類分類3.規(guī)格型號及主參數(shù)規(guī)格型號及主參數(shù)31曲柄壓力機32曲柄壓力機331.4.3 1.4.3 摩擦壓力機摩擦壓力機34摩擦壓力機傳動系統(tǒng)1-電機;2-傳送帶;3、5-摩擦盤;4-軸; 6-飛輪;7、10-連桿;8-螺母;9-螺桿; 11-擋塊;12-滑塊;13-手柄 351.4.4 1.4.4 油壓機油壓機361.4.5 1.4.5 壓力機的選用壓力機的選用(一)壓力機類型的選擇(二)壓力機規(guī)格的選擇1.公稱壓力2.滑塊行程長度3.行程次數(shù)4.工作臺面尺寸5.滑塊模柄孔尺寸6.閉合高度7.電動機功率的選擇根據(jù)工序性質、生產(chǎn)批量、沖件質量等要求進行

11、選擇。37(三)模具的安裝一般次序：1.檢查臺面、閉合高度、打料裝置等。 2.根據(jù)沖模的閉合高度調(diào)整壓力機滑塊的高度， 并分別固定上、下模部分。3. 試沖。38壓力機許用壓力曲線：壓力機許用壓力曲線： 沖裁、彎曲時壓力機的噸位應比計算的沖壓力大30%左右。壓力機的許用壓力曲線1壓力機許用壓力曲線;2沖裁工藝沖裁力實際變化曲線;3拉深工藝拉深力實際變化曲線 滑塊下滑到距下極點某一特定的距離Sp或曲柄旋轉到距下極點某一特定角度時，所產(chǎn)生的沖擊力稱為壓力機的公稱壓力。 實際沖壓力曲線與與壓力機許用壓力曲線不同步。 拉深時壓力機噸位應比計算出的拉深力大60%100%。 公稱壓力公稱壓力：39模具閉合高

12、度與裝模高度的關系模具閉合高度與裝模高度的關系 指滑塊在下止點時，滑塊底面到工作臺上平面（即墊板下平面）之間的距離。 指壓力機的閉合高度減去墊板厚度的差值。 指沖模在最低工作位置時，上模座上平面至下模座下平面之間的距離。 Hmin-H+10HHmax-H-5 壓力機的閉合高度壓力機的閉合高度：壓力機的裝模高度壓力機的裝模高度：模具的閉合高度模具的閉合高度：40數(shù)控沖床41偏心壓力機傳動系統(tǒng)1-滑塊;2-連桿;3-制動裝置; 4-偏心軸;5-離合器;6-皮帶輪;7-電機;8-操縱機構42曲軸壓力機傳動系統(tǒng)1-電機;2-皮帶輪;3、4-齒輪;5-離合器;6-連桿 7-滑塊 43常用冷沖壓設備的工作

13、原理和特點常用冷沖壓設備的工作原理和特點類型設備名稱工作原理特點機械壓力機摩擦壓力機 利用摩擦盤與飛輪之間相互接觸并傳遞動力，借助螺桿與螺母相對運動原理而工作。其傳動系統(tǒng)如圖1.2.1 所示。結構簡單，當超負荷時，只會引起飛輪與摩擦盤之間的滑動，而不致?lián)p壞機件。但飛輪輪緣磨損大，生產(chǎn)率低。適用于中小型件的沖壓加工，對于校正、壓印和成形等沖壓工序尤為適宜。曲 柄 壓力機利用曲柄連桿機構進行工作，電機通過皮帶輪及齒輪帶動曲軸傳動，經(jīng)連桿使滑塊作直線往復運動。曲柄壓力機分為偏心壓力機和曲軸壓力機，二者區(qū)別主要在主軸，前者主軸是偏心軸，后者主軸是曲軸。偏心壓力機一般是開式壓力機，而曲軸壓力機有開式和閉式之分。偏心壓力機和曲軸壓力機的