第一章 冷冲压成形工艺概论.ppt

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1、1 1第一章第一章 冷冲压成形工艺概论冷冲压成形工艺概论一、冷冲压工艺概述一、冷冲压工艺概述1 1、冷冲压工艺基本概念、冷冲压工艺基本概念 冷冲压工艺是靠冷冲压工艺是靠模具模具与与冲压设备冲压设备完成的加工完成的加工过程。过程。冷冲压是建立在冷冲压是建立在金属塑性变形金属塑性变形的基础上，在的基础上，在常温下利用常温下利用冲模冲模和和冲压设备冲压设备对材料施加压力，使对材料施加压力，使材料产生材料产生塑性变形或分离塑性变形或分离，从而获得一定形状、，从而获得一定形状、尺寸、和性能的工件。尺寸、和性能的工件。2 2冷冲压的工艺特点：冷冲压的工艺特点：u 在在常温下常温下加工，金属板料必须具有足够

2、的塑性加工，金属板料必须具有足够的塑性和较低的变形抗力。和较低的变形抗力。u 金属板料经冷变形强化，并获得一定的几何形金属板料经冷变形强化，并获得一定的几何形状后，结构轻巧，强度和刚度较高。状后，结构轻巧，强度和刚度较高。u 冲压件尺寸精度高，质量稳定，互换性好，一冲压件尺寸精度高，质量稳定，互换性好，一般不需机械加工即可作零件使用。般不需机械加工即可作零件使用。u 冲压生产操作简单，生产率高，便于实现机械冲压生产操作简单，生产率高，便于实现机械化和自动化。化和自动化。u 可以冲压形状复杂的零件，废料少。可以冲压形状复杂的零件，废料少。u 冲压模具结构复杂，精度要求高，制造费用高，冲压模具结构

3、复杂，精度要求高，制造费用高，只适用于大批量生产。只适用于大批量生产。3 32 2、冲压工序分类、冲压工序分类分离工序和塑性成形工序分离工序和塑性成形工序使坯料的一部分与另一部分分离的工序使坯料的一部分与另一部分分离的工序分离工序分离工序冲孔和落料、修整、切断、精密冲裁、切口冲孔和落料、修整、切断、精密冲裁、切口（1 1）冲孔和落料（冲裁）冲孔和落料（冲裁 ）冲孔是在板料上冲出孔洞冲孔是在板料上冲出孔洞落料是得到与孔洞同样形落料是得到与孔洞同样形状的板料状的板料4 4 （2 2）修整）修整利用修整模沿冲裁件的外缘或内孔，切去一薄层金属，以利用修整模沿冲裁件的外缘或内孔，切去一薄层金属，以除去塌

4、角、剪裂带和毛刺，提高尺寸精度和降低表面粗糙度除去塌角、剪裂带和毛刺，提高尺寸精度和降低表面粗糙度。指用剪刃或冲模将板料沿不封闭轮廓进行分离的工序。指用剪刃或冲模将板料沿不封闭轮廓进行分离的工序。剪刃安装在剪床上，把大板料剪成条料或平板零件。剪刃安装在剪床上，把大板料剪成条料或平板零件。（3 3）切断）切断5 5（4 4）精密冲裁）精密冲裁（5 5）切口）切口用压边圈使板料冲裁区处于静压作用下，抑用压边圈使板料冲裁区处于静压作用下，抑制剪裂纹的发生，实现塑性变形分离的冲裁方法。制剪裂纹的发生，实现塑性变形分离的冲裁方法。目前已大规模采用。目前已大规模采用。将材料沿不封闭的曲线部分地分离开，其分

5、将材料沿不封闭的曲线部分地分离开，其分离部分的材料发生弯曲的冲压方法。离部分的材料发生弯曲的冲压方法。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对于另一部分产生相对位使坯料的一部分相对于另一部分产生相对位移而不破裂的工序移而不破裂的工序拉伸、弯曲、翻边、成形等拉伸、弯曲、翻边、成形等是使平面板料变为开口的中空形状零件的冲压工序，是使平面板料变为开口的中空形状零件的冲压工序，又称拉延。又称拉延。7 7（2 2）弯曲）弯曲弯曲是将平直板弯曲是将平直板料弯成一定角度和圆料弯成一定角度和圆弧的工序。弧的工序。弯曲时应使实际弯曲半径弯曲时应使实际弯曲半径大于材料允许的最小半径，并

6、大于材料允许的最小半径，并使拉应力方向和锻造流线方向使拉应力方向和锻造流线方向一致。一致。8 8（3 3）翻边）翻边使平板坯料上的孔（外圆）获得内、外凸缘的使平板坯料上的孔（外圆）获得内、外凸缘的变形工步。变形工步。（4 4）成形）成形利用局部变形使坯料或半成品改变形状的工序。利用局部变形使坯料或半成品改变形状的工序。胀 形压 肋收 口翻 边9 9二、模具分类及结构二、模具分类及结构冲压工序冲压工序组合程度组合程度模具模具落料模、冲孔模、切断模落料模、冲孔模、切断模切边模、切断模、拉伸模切边模、切断模、拉伸模翻边模等翻边模等导向装置导向装置简单模、级进模、复合模简单模、级进模、复合模无导向模、

7、导板导向模、无导向模、导板导向模、导柱导向模、导套导向模导柱导向模、导套导向模1 1、模具分类、模具分类10101 1、模具结构、模具结构(1)(1)冲裁模冲裁模1111冲裁模部件的分类与功能冲裁模部件的分类与功能工作工作部件部件冲裁模冲裁模定位定位部件部件卸料卸料压料压料部件部件导向导向部件部件支撑支撑部件部件连接连接部件部件1212(2)(2)弯曲模弯曲模工作部件工作部件定位部件定位部件卸料压料部件卸料压料部件导向部件导向部件支撑部件支撑部件连接部件连接部件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压料部件卸料压料部件导向部件导向部件支撑部件支撑部件连接部件连接部

8、件1414三、冷冲压工艺常用材料三、冷冲压工艺常用材料1 1、冲压常用材料、冲压常用材料材料的特性材料的特性金属材料、金属材料、非金属材料非金属材料分离与成形工序分离与成形工序分离工序分离工序材料的形式材料的形式板材、板材、带材带材15152 2、冲压材料的要求、冲压材料的要求n材料的尺寸精度材料的尺寸精度n材料的表面质量材料的表面质量n材料的冷冲压加工性材料的冷冲压加工性冲剪性、成形性、定型性冲剪性、成形性、定型性16163 3、新型冲压材料的展望、新型冲压材料的展望n高强度钢板高强度钢板 屈服点高、抗拉强度高屈服点高、抗拉强度高固溶、析出、结晶、组织、时效（添加合金成分和热处固溶、析出、结

9、晶、组织、时效（添加合金成分和热处理工艺）、加工强化等。理工艺）、加工强化等。减轻冲压件的重量，节省能源和降低冲压产品成本减轻冲压件的重量，节省能源和降低冲压产品成本n耐腐蚀钢板耐腐蚀钢板 抗腐蚀抗腐蚀n双相钢板双相钢板n涂层板涂层板n复合板材复合板材1717图1.2.5单向拉应力应变曲线1）材料在）材料在A点点屈服后屈服后，应力应变不再是线，应力应变不再是线 性关系，继续加载，沿性关系，继续加载，沿ABC线线变化；变化；2）C点点卸载卸载时应力应变关系沿时应力应变关系沿CD线线变化变化3）卸载后）卸载后再加载再加载，应力应变关系沿，应力应变关系沿DC线线 上升，与初始加载时上升，与初始加载时

10、OABC路线不同，路线不同，所以是不可逆的所以是不可逆的。18184 4、冷冲压工艺中模具常用材料、冷冲压工艺中模具常用材料（1 1）选材原则选材原则首先保证使用性能，兼顾工艺性和经济性首先保证使用性能，兼顾工艺性和经济性（2 2）模具选材时应考虑的因素模具选材时应考虑的因素n模具的工作条件模具的工作条件n模具的工作性质模具的工作性质n模具结构因素模具结构因素n模具的加工手段模具的加工手段n热处理要求热处理要求1919（3 3）模具材料常见缺陷模具材料常见缺陷u 模具材料的质量问题模具材料的质量问题非金属夹杂物、碳化物偏析、非金属夹杂物、碳化物偏析、中心疏松或白点中心疏松或白点u 模具制造过程

11、中的质量问题模具制造过程中的质量问题模具毛坯成形方式、模具加工方式、模具毛坯成形方式、模具加工方式、热处理热处理2020（4 4）常见模具材料常见模具材料2121冷作模具钢的选用举例冷作模具钢的选用举例2222四、冲压设备四、冲压设备1 1、压力机的分类和型号、压力机的分类和型号2323压力机的结构形式压力机的结构形式u 开式压力机开式压力机JFJF系列开式压力机系列开式压力机 u 闭式压力机闭式压力机2424u 双柱压力机双柱压力机u 单柱压力机单柱压力机2525u 可倾式压力机可倾式压力机u 固定台压力机固定台压力机u 活动台压力机活动台压力机2626u 单点压力机单点压力机u 双点压力机

12、双点压力机u 四点压力机四点压力机2727u 双动压力机双动压力机u 单动压力机单动压力机28282 2 常用压力机的结构形式常用压力机的结构形式u 曲柄压力机组成曲柄压力机组成n传动系统传动系统n工作机构工作机构n操作系统操作系统n支撑系统支撑系统n辅助系统辅助系统2929n传动系统传动系统n工作机构工作机构3030n操作系统操作系统n支撑系统支撑系统n辅助系统辅助系统离合器、制动器、离合器、制动器、电气控制装置电气控制装置床身、工作台等床身、工作台等润滑系统、保护装润滑系统、保护装置、气垫等置、气垫等3131曲柄压力机技术参数曲柄压力机技术参数3232u 双动拉伸压力机组成双动拉伸压力机组

13、成n传动系统传动系统n工作机构工作机构n操作系统操作系统n支撑系统支撑系统n辅助系统辅助系统3333双动拉伸压力机的工作特点双动拉伸压力机的工作特点n内外滑块的行程与运动相配合内外滑块的行程与运动相配合n外滑块的压力可调外滑块的压力可调n内外滑块的速度相互协调内外滑块的速度相互协调3434u 摩擦压力机摩擦压力机利用摩擦盘与飞轮利用摩擦盘与飞轮之间的相互接触，传动之间的相互接触，传动动力，并根据螺杆和螺动力，并根据螺杆和螺母的相互运动，使滑块母的相互运动，使滑块产生上、下往复运动的产生上、下往复运动的锻压机械。锻压机械。n工艺适应性好工艺适应性好n结构简单结构简单n制造使用成本低制造使用成本低

14、3535u 液压压力机液压压力机n工作行程长工作行程长n负荷稳定负荷稳定n效率低效率低36363 3 冲压设备的选择冲压设备的选择压力机的类型、压力机的规格压力机的类型、压力机的规格u 类型的选择原则类型的选择原则n中小型冲裁件、弯曲件或拉伸件应采用开式机中小型冲裁件、弯曲件或拉伸件应采用开式机械压力机械压力机n大中型冲裁件多采用闭式机械压力机大中型冲裁件多采用闭式机械压力机n小批量厚板件多采用液压压力机小批量厚板件多采用液压压力机n小批量薄板件多采用摩擦压力机小批量薄板件多采用摩擦压力机n大批量多采用高速压力机或多工位自动压力机大批量多采用高速压力机或多工位自动压力机3737u 规格的选用原则规格的选用原则n压力机的标称压力必须大于冲压工序所需压力压力机的标称压力必须大于冲压工序所需压力n压力机滑块行程应满足工件在高度上的所需尺压力机滑块行程应满足工件在高度上的所需尺寸寸n压力机的行程次数应满足生产率和材料变形速压力机的行程次数应满足生产率和材料变形速度的要求度的要求n压力机的闭合高度、工作台面尺寸、滑块尺寸、压力机的闭合高度、工作台面尺寸、滑块尺寸、模柄尺寸等应满足模具的正确安装要求模柄尺寸等应满足模具的正确安装要求