第1章 冷冲压概念.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,内容简介,:,本章讲述冲压工艺与模具设计的基础知识。涉及,:,冲压和冲模概念、冲压工序和冲模分类；,常见冲压设备及工作原理；,常见冲压材料。,第,1,章 冷冲压概论,学习目的与要求,掌握冲压和冲模概念、冲压工序和冲模分类；,认识常见冲压设备；,认识常见冲压材料；,第,1,章 冷冲压概论,重点,冲压成形基本概念、曲柄压力机的主要技术参数。,难点,无。,第,1,章 冷冲压概论,冲压成形产品示例一,日常用品,冲压成形产品示例二,高科技产品,汽车覆盖件,飞机蒙皮,第,1,章 冷冲压概论,1.1,冷冲压加工概述,冲压,是利用模具在冲压设备上对板料施加压力,(,或拉力,),，使其产生分离或变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的制件的加工方法，这类模具统称为,冲模,。,冲压加工的对象一般为金属板料,(,或带料,),、薄壁管、薄型材等，板厚方向的变形一般不侧重考虑，因此也称为板料冲压，且通常是在室温状态下进行，故也称为,冷冲压,。,第,1,章 冷冲压概论,1.1,冷冲压加工概述（续）,冲压加工的三要素：冲床、模具、材料。,冲压的基本工序分为：,分离,工序与,成形,工序。,复合工序：为了提高生产效率，常见两个以上,的基本工序合并成一个工序，称为复合工序。,第,1,章 冷冲压概论,1.1,冷冲压加工概述,第,1,章 冷冲压概论,1.1.1,分离工序,(,冲裁工序,),分离工序：使冲压件与板料沿要求的轮廓线相互分离，并获得一定断面质量的冲压加工方法。,（,1,）冲孔,：,用冲孔模沿封闭轮廓冲裁工件或毛坯，冲下部分为废料。,（,2,）落料,：,用落料模沿封闭轮廓冲裁板料或条料，冲下部分为制件。,第,1,章 冷冲压概论,（,3,）切断,(,剪裁,),：用剪刃或模具切断板料或条料的部分周边，并使其分离。,第,1,章 冷冲压概论,（,4,）切口,：,用切口模将部分材料切开，但并不,使它完全分离，切开部分材料发生弯曲。,第,1,章 冷冲压概论,（,5,）切边,：,用切边模将坯件边缘的多余材料冲切,下来。,第,1,章 冷冲压概论,（,6,）剖切,：,用剖切模将坯件,(,弯曲件或拉深件,),剖成两部分或几部分。,第,1,章 冷冲压概论,1.1.2,成形工序,成形工序：使冲压毛坯在不破坏的条件下发生塑性变,形，以获得所要求的形状、尺寸和精度的冲压加工方法。,（,1,）弯曲,：,用模具使材料弯曲成一定形状。,第,1,章 冷冲压概论,（,2,）卷边：用卷边模将条料端部按一定半径卷成圆形。,第,1,章 冷冲压概论,（,3,）扭曲,：用扭曲模将平板毛坯的一部分相对另一部分扭转成一定的角度。,第,1,章 冷冲压概论,（,4,）拉深,：,将板料毛坯压制成空心工件，壁厚基本不变。,第,1,章 冷冲压概论,（,5,）变薄拉深,：用减小壁厚、增加工件高度的方法来改变空心件的尺寸，得到要求的底厚、壁厚的工件。,第,1,章 冷冲压概论,（,6,）,胀形,：,使空心件（或管料）的一部分沿径向扩张，呈凸肚形。,第,1,章 冷冲压概论,（,7,）起伏成形,：,平板毛坯或制件在模具的作用下，产生局部凸起（或凹下）的冲压方法。,第,1,章 冷冲压概论,（,8,）翻边,：,指利用模具将工件上的孔边缘或外缘边缘翻成竖立的直边的冲压工序。,第,1,章 冷冲压概论,（,9,）缩口,：,指将预先拉深好的圆筒或管状坯料，通过模具将其口部缩小的冲压工序,。,第,1,章 冷冲压概论,（,10,）扩口：将空心件的口部扩大，常用于管子。,第,1,章 冷冲压概论,（,11,）整形,：,把形状不太准确的工件校正成形。,第,1,章 冷冲压概论,（,12,）校平,：,指利用模具将有拱弯、翘曲的平板制件压平的冲压工序。,第,1,章 冷冲压概论,1.1.3,冲模的分类,冲裁模、,弯曲模、拉深模,、成形模等。,（,1,）根据工艺性质分类,：,第,1,章 冷冲压概论,1.1.3,冲模的分类,（,2,）根据工序组合程度分类,：,单工序模、,复合模、级进模,第,1,章 冷冲压概论,多工位精密级进模,1.2,常见冲压设备及工作原理,冲压加工的设备特点：工作机构只需作简单的往复运动，复杂的冲压工序主要靠模具完成；传动系统灵敏可靠，规律性强，易实现机械化和自动化。,冲压设备一般分为：机械,(,曲柄,),压力机、电磁压力机、气动压力机和液压机。,常用,机械压力机,和,液压机,两大类。,冲压设备的型号是按照机械标准的类、列、组编制的。,第,1,章 冷冲压概论,1.2,常见冲压设备及工作原理（续）,以机械,(,曲柄,),压力机为例做如下说明：按照,锻压机械型号编制方法,-JB/GQ 2003-84,的规定，曲柄压力机的型号用汉语拼音字母、英文字母和数字表示。,例如,JC23-63A,型号的意义是：,第,1,章 冷冲压概论,类别名称,拼音代号,机械压力机,J,液压压力机,Y,自动压力机,Z,锤机,C,类别名称,拼音代号,锻机,D,剪切机,Q,弯曲校正机,W,其他,T,锻压机械类别代号表,第,1,章 冷冲压概论,机械压力机,列组代号,类别,11,单柱偏心压力机,21,开式固定台压力机,23,开式可倾式压力机,29,开式底传动压力机,31,闭式单点压力机,36,闭式双点压力机,43,闭式双动拉深压力机,45,闭式单点双动拉深压力机,46,闭式双点双动拉深压力机,液压机,列组代号,类别,53,双盘磨擦压力机,71,闭式多工位压力机,84,精压机,20,单柱单动拉深液压机,28,双动薄板冲压液压机,26,精密冲裁液压机,31,双柱万能液压机,32,四柱万能液压机,常用列组代号对应的压力机类型,第,1,章 冷冲压概论,1.2,常见冲压设备及工作原理,1.2.1,机械,(,曲柄,),压力机,机械,(,曲柄,),压力机的基本组成,(1),机身,机身,11,是压力机的骨架，承受全部冲压力，并将压力机所有的零部件联结起来，保证全机所要求的精度、强度和刚度。,1,电动机；,2,皮带；,3,飞轮；,4,离合器；,5,曲轴；,6,连杆；,7,滑块；,8,工作台垫板；,9,工作台；,10,制动器；,11,机身；,12,机座,第,1,章 冷冲压概论,1.2,常见冲压设备及工作原理,1.2.1,机械,(,曲柄,),压力机,机械,(,曲柄,),压力机的基本组成（续）,(2),工作机构 即为曲柄连杆机构。由曲轴,5,、连杆,6,、滑块,7,等组成。,1,电动机；,2,皮带；,3,飞轮；,4,离合器；,5,曲轴；,6,连杆；,7,滑块；,8,工作台垫板；,9,工作台；,10,制动器；,11,机身；,12,机座,第,1,章 冷冲压概论,1.2,常见冲压设备及工作原理,1.2.1,机械,(,曲柄,),压力机,机械,(,曲柄,),压力机的基本组成（续）,(3),操纵系统 由离合器,4,、制动器,10,、电子电器检测控制装置等组成，现代化设备上还装备了工业控制计算机。,1,电动机；,2,皮带；,3,飞轮；,4,离合器；,5,曲轴；,6,连杆；,7,滑块；,8,工作台垫板；,9,工作台；,10,制动器；,11,机身；,12,机座,第,1,章 冷冲压概论,1.2,常见冲压设备及工作原理,1.2.1,机械,(,曲柄,),压力机,机械,(,曲柄,),压力机的基本组成（续）,(4),传动系统 包括由大、小皮带轮及皮带组成的带轮传动机构,(,大中型压力机还设有传动轴和大、小齿轮组成的齿轮传动机构,),等。,1,电动机；,2,皮带；,3,飞轮；,4,离合器；,5,曲轴；,6,连杆；,7,滑块；,8,工作台垫板；,9,工作台；,10,制动器；,11,机身；,12,机座,第,1,章 冷冲压概论,1.2,常见冲压设备及工作原理,1.2.1,机械,(,曲柄,),压力机,机械,(,曲柄,),压力机的基本组成（续）,(5),能源系统 指电动机与飞轮,(,带轮,),。,1,电动机；,2,皮带；,3,飞轮；,4,离合器；,5,曲轴；,6,连杆；,7,滑块；,8,工作台垫板；,9,工作台；,10,制动器；,11,机身；,12,机座,第,1,章 冷冲压概论,1.2,常见冲压设备及工作原理,1.2.1,机械,(,曲柄,),压力机,机械,(,曲柄,),压力机的基本组成（续）,除上述基本部分外，还有一些辅助装置，如：气路系统、润滑系统、保险装置、快速换模装置、气垫及计数装置等。,第,1,章 冷冲压概论,1.2,常见冲压设备及工作原理,1.2.1,机械,(,曲柄,),压力机,2.,压力机连杆与滑块的结构及其调整,为了适应模具高度的少量变化，压力机的装模高度应能在一定范围内调节，,调节连杆长度,是一种常用的方法。,第,1,章 冷冲压概论,1.2,常见冲压设备及工作原理,1.2.1,机械,(,曲柄,),压力机,2.,压力机连杆与滑块的结构及其调整（续）,1,连杆体；,2,调节螺杆；,3,锁紧螺钉；,4,支承座；,5,保险块；,6,曲轴；,7,滑块；,8,横杆；,9,模柄夹持块,JB23-63,压力机的连杆与滑块,第,1,章 冷冲压概论,1.2,常见冲压设备及工作原理,1.2.1,机械,(,曲柄,),压力机,2.,压力机连杆与滑块的结构及其调整（续）,1,止动螺钉；,2,横杆；,3,推杆；,4,制件或废料；,5,上模,打料装置及其动作,第,1,章 冷冲压概论,1.2,常见冲压设备及工作原理,1.2.1,机械,(,曲柄,),压力机,3.,曲柄压力机的主要技术参数,压力机的主要技术参数反映压力机的工艺能力，包括制件的大小及生产率等。同时，也是作为在模具设计中，选择所使用的冲压设备、确定模具结构尺寸的重要依据。,第,1,章 冷冲压概论,1.2,常见冲压设备及工作原理,1.2.1,机械,(,曲柄,),压力机,3.,曲柄压力机的主要技术参数（续）,(1),公称压力 压力机滑块通过模具在冲压过程中产生的压力就是压力机工作压力。由曲柄连杆机构的工作原理可知，压力机滑块的静力学压力随曲柄转角的变化而变化。,公称压力,：指压力机曲柄转到离下死点一定角度（公称压力角，等于,30,）时，滑块上所容许的最大工作压力。,第,1,章 冷冲压概论,1.2,常见冲压设备及工作原理,1.2.1,机械,(,曲柄,),压力机,3.,曲柄压力机的主要技术参数（续）,压力机的许用压力曲线,第,1,章 冷冲压概论,1.2,常见冲压设备及工作原理,1.2.1,机械,(,曲柄,),压力机,3.,曲柄压力机的主要技术参数（续）,(2),滑块行程 滑块行程是指滑块从上止点移动到下止点的距离。,对于曲柄压力机,滑块行程为曲柄半径的,2,倍。,滑块行程大小的选择，应保证方便毛坯的放入和零件的取出。对于上出件的拉深等冲压工序，滑块行程应大于零件高度的两倍。,第,1,章 冷冲压概论,1.2,常见冲压设备及工作原理,1.2.1,机械,(,曲柄,),压力机,3.,曲柄压力机的主要技术参数（续）,(3),滑块每分冲压次数 反映了曲柄压力机的工作频率。行程次数越高，压力机的生产率也越高。,第,1,章 冷冲压概论,1.2,常见冲压设备及工作原理,1.2.1,机械,(,曲柄,),压力机,3.,曲柄压力机的主要技术参数（续）,(4),压力机装模高度,指滑块移动到下死点,时，滑块底平面到工,作台,垫板上表面,的高度。,第,1,章 冷冲压概论,(5),模具的闭合高度,指滑块移动到下死点,时，上模座的上平面与下模座的下平面之间的高度。,1.2,常见冲压设备及工作原理,1.2.1,机械,(,曲柄,),压力机,3.,曲柄压力机的主要技术参数（续）,选择压力机时，必须使模具的闭合高度介于压力机的最大装模高度与最小装模高度之间，一般应满足：,第,1,章 冷冲压概论,1.2,常见冲压设备及工作原理,1.2.1,机械,(,曲柄,),压力机,3.,曲柄压力机的主要技术参数（续）,(6),压力机工作台面尺寸 压力机工作台面尺寸应大于冲模的周界尺寸,50,70mm,。,(7),落料孔尺寸 设置落料孔是为了冲件下落或在下模底部安装弹顶装置。下落件或弹顶装置的尺寸必须小于工作台中间的落料孔尺寸。,第,1,章 冷冲压概论,1.2,常见冲压设备及工作原理,1.2.1,机械,(,曲柄,),压力机,3.,曲柄压力机的主要技术参数（续）,(8),模柄孔尺寸 模柄直径应略小于滑块内模柄安装孔的直径。,(9),压力机电动机功率 压力机电动机功率应大于冲压时所需要的功率。,曲柄压力机的主要技术参数见,P9,表,1-3,。,第,1,章 冷冲压概论,1.2,常见冲压设备及工作原理,1.2.2,其他常用冲压设备,1.,偏心压力机,偏心压力机的主轴为偏心轴。其工作原理如图所示。,第,1,章 冷冲压概论,1.2,常见冲压设备及工作原理,1.2.2,其他常用冲压设备,(,续）,2.,摩擦压力机,摩擦压力机是利用摩擦盘与飞轮之间相互接触传递动力，并根据螺杆与螺母相对运动，使滑块产生上下往复运动的锻压机械。,第,1,章 冷冲压概论,1.2,常见冲压设备及工作原理,1.2.2,其他常用冲压设备,(,续）,3.,数控冲模回转头压力机,数控冲模回转头压力机是由计算机控制并带有模具库的数控冲切及步冲压力机。,第,1,章 冷冲压概论,1.2,常见冲压设备及工作原理,1.2.2,其他常用冲压设备,(,续）,3.,数控冲模回转头压力机,数控冲模回转头压力机是由计算机控制并带有模具库的数控冲切及步冲压力机。,第,1,章 冷冲压概论,1.2,常见冲压设备及工作原理,1.2.2,其他常用冲压设备,(,续）,4.,薄板拉深液压机,右图所示为双动,薄板拉深液压机外观，,其结构特征是含有分别,驱动的内外两个动梁。,第,1,章 冷冲压概论,1.2,常见冲压设备及工作原理,1.2.2,其他常用冲压设备,(,续）,4.,薄板拉深液压机,第,1,章 冷冲压概论,1.2,常见冲压设备及工作原理,1.2.2,其他常用冲压设备,(,续）,4.,薄板拉深液压机,JB/T 8493,规定了双动薄板拉深液压机基本参数，见表。,第,1,章 冷冲压概论,1.3,常见冲压材料,冲压件所用的材料是多种多样的，材料类别包括黑色金属、有色金属和非金属三大类。本节主要介绍冲压生产中较常用的各种金属材料和非金属材料的品种与规格及其冲压性能。,1.3.1,对冲压用板料的基本要求,冲压用板料不仅要满足使用要求，还应能适应冲压工艺要求。,第,1,章 冷冲压概论,1.3,常见冲压材料,1.3.1,对冲压用板料的基本要求（续）,(1),冲压成形性能方面,对于分离工序，要求板料具有一定的塑性。对于成形工序，为了有利于加工成形和保证制件质量，板料应具有良好的抗破裂性、贴模性和定形性。,(2),表面质量方面,为了保证制件质量和模具使用寿命，板料的表面应光洁平整、无损伤缺陷。,第,1,章 冷冲压概论,1.3,常见冲压材料,1.3.1,对冲压用板料的基本要求（续）,(3),厚度公差,在校正弯曲、整形等工序中，板料厚度的正偏差过大，有可能引起模具或设备过载而损坏。所以，板料的厚度公差应符合有关标准。,第,1,章 冷冲压概论,1.3,常见冲压材料,1.3.2,板料的种类,冲压用板料主要是金属材料，有时也用非金属材料,(,橡胶板、塑料板、纤维板、云母等,),。,常用的金属材料分黑色金属和有色金属,2,种。部分黑色金属的力学性能见表。,为了满足某些特殊需要，冲压生产中可能会用到复合金属板，这些板料兼有其组分的力学性能和物理性能。,第,1,章 冷冲压概论,1.3,常见冲压材料,1.3.3,板料的规格,冲压用板料包括板,(,状,),料、卷料、带料、条料、箔料等。,板料的使用场合比较多。板料的尺寸规格用,厚度,宽度,长度,表示，书中的表为轧制薄钢板规格。,第,1,章 冷冲压概论,1.3,常见冲压材料,1.3.3,板料的规格（续）,为了提高材料利用率，生产量大的情况下，可选用卷料。,带料主要是薄料，宽度在,300mm,以下，长度可达数十米，成卷供应，用于大批量生产的自动送料，以提高生产效率。,第,1,章 冷冲压概论,