模具設(shè)計與制造第2章課件

第二章冷沖壓工藝基礎(chǔ)2．1冷沖壓的特點(diǎn)和應(yīng)用2.2冷沖壓基本工序2．3冷沖壓件常用材料2．4冷沖壓設(shè)備習(xí)題

模具設(shè)計與制造2．1冷沖壓的特點(diǎn)和應(yīng)用模具設(shè)計與制造1．冷沖壓術(shù)語冷沖壓：江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院

沖壓利用安裝在壓力機(jī)上的模具對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件加工方法。因?yàn)橥ǔＴ谑覝叵逻M(jìn)行加工，所以稱為冷沖壓。2．冷沖壓特點(diǎn)(1)冷沖壓是少、無切屑的高效加工方法，材料廢料少，利用率高(2)冷沖壓零件在形狀和尺寸精度方面互換性較好，可以滿足一般裝配和使用要求(3)冷沖壓零件經(jīng)過塑性變形，金屬內(nèi)部組織得到改善，機(jī)械強(qiáng)度有所提高(4)冷沖壓操作簡單，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化，生產(chǎn)效率高(5)后續(xù)加工方便江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院沖床

江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院3．冷沖壓應(yīng)用示例江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院板料拉深模江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院摩托車油箱內(nèi)膽切邊模江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院檢驗(yàn)江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院摩托車油箱內(nèi)膽江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院2.2冷沖壓基本工序模具設(shè)計與制造1．分離工序該道沖壓工序完成后，材料變形部分的應(yīng)力達(dá)到了該材料破壞應(yīng)力σb的數(shù)值，造成材料斷裂而分離。江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院剪裁用剪刀或模具切斷板材，切斷線不封閉江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院落料用模具沿封閉線沖切板料，沖下的部分為工件，其余部分為廢料江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院沖孔用模具沿封閉線沖切板材，沖下的部分是廢料江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院切口在坯料上將板材部分切開，切口部分發(fā)生彎曲。江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院剖切將半成品切開成兩個或幾個工件，常用于成雙沖壓。江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院切邊將拉深或成形后的半成品邊緣部分的多余材料切掉江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院切邊模2．成形工序成形工序是指坯料在不破裂的條件下產(chǎn)生塑性變形而獲得一定形狀和尺寸的沖壓件的工序該道沖壓工序完成后，材料變形部分的應(yīng)力超過了該材料屈服應(yīng)力σs的數(shù)值但未達(dá)到破壞應(yīng)力σb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。江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院彎曲將毛坯或半成品制件沿彎曲線彎成一定角度和形狀.江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院卷邊把板料端部彎曲成接近封閉圓筒。江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院扭曲將平板毛坯的一部分相對于另一部分扭轉(zhuǎn)一個角度江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院拉深將板料毛坯壓制成空心工件，壁厚基本不變江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院變薄拉深用減小壁厚、增加工件高度的方法來改變空心件的尺寸，得到要求的底厚、壁薄的工件江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院孔的翻邊將板料或工件上有孔的邊緣翻成豎立邊緣。江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院外緣翻邊將板料或工件上有孔的邊緣翻成豎立邊緣。江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院縮口使空心毛坯或管狀毛坯端部的徑向尺寸縮小。江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院擴(kuò)口將空心件的口部擴(kuò)大，常用于管子。江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院起伏將空心件的口部擴(kuò)大，常用于管子。江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院卷邊將空心件的邊緣卷成一定的形狀。江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院脹形

使空心毛坯內(nèi)部在雙向拉應(yīng)力作用下，產(chǎn)生塑性變形，取得凸肚形制件。江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院旋壓利用搟棒或滾輪將板料毛坯搟壓成一定形狀(分為變薄與不變薄兩種)江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院成形

使板料發(fā)生局部的塑性變形，按凸模與凹模的形狀直接復(fù)制成形。江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院整形

校正制件成準(zhǔn)確的形狀和尺寸。江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院校平

將毛坯或工件不平的面或彎曲予以壓平。江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院壓印

改變工件厚度，在表面上壓出文字或花紋江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院拉深模江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院檢驗(yàn)2．3冷沖壓件常用材料2.3.1、冷沖壓件所用材料的要求(1)有較高的延伸率或斷面收縮率，低的屈服點(diǎn)和高的強(qiáng)度極限。(2)表面應(yīng)光潔、平整，無損傷、無缺陷。(3)材料的厚度公差應(yīng)該符合國家標(biāo)準(zhǔn)。（4）材料應(yīng)對機(jī)械結(jié)合及后續(xù)加工。

江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院二、常用冷沖壓材料常用冷沖壓材料主要有金屬材料和非金屬材料兩類。冷沖壓用材料大部分是各種規(guī)格的板料、帶料、條料、塊料等。金屬材料又以板料和卷料為主，另外還有塊料。1．黑色金屬板料常用的黑色金屬板料主要有普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼、電工硅鋼和不銹鋼等。江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院(1)技術(shù)指標(biāo)軋制精度：A、B、C三級。表面質(zhì)量：I、Ⅱ、Ⅲ三組。拉深級別：ZS、S、P三級。(2)鋼板標(biāo)記示例江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院2．有色金屬板料或卷料常用的有色金屬板料或卷料主要有銅板(或銅帶)、黃銅板和鋁板(或鋁帶)。3．非金屬材料冷沖壓用的非金屬材料主要有紙板、膠木板、橡膠板、塑料板、纖維板以及皮革等。江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院檢驗(yàn)2．4冷沖壓設(shè)備壓力機(jī)按產(chǎn)生于傳遞壓力的機(jī)理分：液壓機(jī)、氣動壓力機(jī)、電磁壓力機(jī)。冷沖壓壓力機(jī)主要有：曲柄壓力機(jī)、摩擦壓力機(jī)和電磁壓力機(jī)、油壓機(jī)等其中曲柄壓力機(jī)、摩擦壓力機(jī)屬于機(jī)械壓力機(jī)，又以曲柄壓力機(jī)最為常用。按自動化程度分：普通壓力機(jī)、數(shù)控(CNC)壓力機(jī)、自動壓力機(jī)等。江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院1—電動機(jī)；2—皮帶；3—飛輪；4—離合器；5—曲軸；6—連桿；7—滑塊；

8—工作臺墊板；9—工作臺；10—制動器；11—機(jī)身；12—機(jī)座

江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院一、壓力機(jī)的工作原理1．曲柄壓力機(jī)（1）基本組成支承部件（床身）：床身上固定有工作臺，用于安裝固定沖模的下模；工作機(jī)構(gòu)：由偏心軸（曲柄）、連桿、滑塊組成，沖模的上模就固定在滑塊上。

江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院操縱系統(tǒng)：由離合器、制動器組成；傳動系統(tǒng)：帶傳動、齒輪傳動；能源系統(tǒng)：電動機(jī)、飛輪；另外還有潤滑系統(tǒng)、保險裝置、計數(shù)裝置、氣墊等輔助裝置。

江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院（2）調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)①行程調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動偏心套可改變偏心套中心與主軸中心的距離，從而調(diào)節(jié)滑塊行程。②連桿長度調(diào)節(jié)手動和機(jī)動兩種。③打料裝置④壓邊裝置江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院2．摩擦壓力機(jī)摩擦壓力機(jī)是利用螺桿與螺母的相對運(yùn)動的原理工作的，具有結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、維修方便、生產(chǎn)成本低等特點(diǎn)。缺點(diǎn)是飛輪輪緣磨損大，生產(chǎn)效率較低，精度較低。

江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院二、壓力機(jī)的選用1．主要技術(shù)參數(shù)（1）標(biāo)稱壓力（公稱壓力）滑塊離下止點(diǎn)前一位置或曲柄旋轉(zhuǎn)到離下止點(diǎn)前一角度時，滑塊上所能承受的最大壓力，是壓力機(jī)的主參數(shù)。該角度稱為壓力機(jī)的標(biāo)稱壓力角，一般為20～30°。我國壓力機(jī)的標(biāo)稱壓力已經(jīng)系列化了。如63kN、100kN、160kN、250kN、400kN、800kN、1250kN、1600kN等。江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院公稱壓力Fg是指滑塊滑動至下止點(diǎn)前某一特定距離Sg，或曲柄旋轉(zhuǎn)到離下止點(diǎn)前某一特定角度α?xí)r，滑塊上所容許承受的最大作用力。此處的特定距離稱為公稱壓力行程、此時的特定角度稱為公稱壓力角、額定壓力角或名義壓力角。

例如，J31-315壓力機(jī)的公稱壓力為3150KN，是指滑塊離下止點(diǎn)前10.5mm（相當(dāng)于公稱壓力角為20°）時，滑塊上所允許承受的最大作用力。

一般曲柄壓力機(jī)產(chǎn)生公稱壓力的行程僅為壓力行程的5%-7%，按我國原第一機(jī)械工業(yè)部的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：開式壓力機(jī)的公稱壓力行程為3-15mm，閉式壓力機(jī)的公稱壓力行程為13mm。而在行程的中間點(diǎn)，壓力機(jī)僅為公稱壓力的40%-50%

江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院（2）滑塊行程滑塊從上止點(diǎn)運(yùn)動到下止點(diǎn)所經(jīng)過的距離，一般為曲柄半徑的兩倍。（3）閉合高度滑塊位于下止點(diǎn)位置時，滑塊下端面到工作臺上表面之間的距離。（4）滑塊行程次數(shù)（5）工作臺臺面尺寸（6）模柄孔尺寸

江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院2．壓力機(jī)規(guī)格的確定原則(1)壓力機(jī)的公稱壓力必須大于沖壓工序所需的壓力，同時在沖床的全部行程中，滑塊的作用力都不能超出沖床的允許壓力與行程關(guān)系曲線的范圍。(2)壓力機(jī)滑塊行程應(yīng)滿足制件的取出與毛坯的安放。(3)壓力機(jī)的行程次數(shù)應(yīng)符合生產(chǎn)率和材料的變形速度的要求。(4)工作臺面尺寸必須保證模具能正確安裝到臺面上，每邊一般應(yīng)大于模具底座50～70mm，工作臺底孔尺寸一般應(yīng)大于工件或廢料尺寸，以便于工件或廢料從中通過。江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院(5)模柄孔的尺寸與滑塊的配合尺寸應(yīng)相適應(yīng)。(6)曲柄壓力機(jī)的閉合高度與模具的閉合高度(模具閉合時上模的上端面到下模的下端面之間的距離)應(yīng)滿足要求。

江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院壓力機(jī)許用負(fù)荷曲線與沖壓力曲線1—沖裁實(shí)際壓力曲線；2—彎曲實(shí)際壓力曲線；3—拉深實(shí)際壓力曲線a、b—分別