模具导论(杨占尧)电子课件第三章资料.ppt

第三章 冲压成形工艺与模具结构 3.1 概述 3.2 冲压加工工序与冲模的分类 3.3 冲裁工艺与模具结构 3.4 弯曲成形工艺及模具结构 3.5 拉深成形工艺及模具设计 3.6 其他冲压工艺及模具结构 3.7 冲压模具的组成零件 3.8 冲压常用材料 3.9 冲压模具常用材料 3.1 概述 3.1.1 冲压加工与冲压模具的概念 冲压加工是现代机械制造业中先进、高效的加工方法之一，它是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。冲压加工是少无切削加工的一种主要形式。由于冲压加工通常是在室温下进行加工，所以常常称为冷冲压。又由于它的加工材料主要是板料，所以又称为板料加工。 冲压不但可以加工金属材料，还可以加工非金属材料。在冲压加工中，将材料加工成冲压零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冲压模具或冷冲模。冲压模具在实现冲压加工中是必不可少的工艺装备，没有符合要求的冲压模具，冲压加工就无法进行；没有先进的冲压模具，先进的冲压工艺就无法实现。冲模设计是实现冷冲压加工的关键，一个冲压零件往往要用几副模具才能加工成形。如图3-1(a)、(b) 、(c)所示为冲压车间实景照片，如图3-1(d)为模具在压力机上实际安装以及生产的产品的照片，图3-2为模具在压力机上的安装示意图。 在冲压零件的生产中，合理的冲压成形 工艺、先进的模具、高效的冲压设备是必不 可少三要素，如图3-3所示。使用冲压方法 生产的各种零件如图3-4所示。 3.1.2 冲压加工的特点 与其它加工方法相比，冲压加工生产无论在技术方面还是经济方面都具有其显著优点： 1. 冲压件质量稳定，尺寸精度高 由于尺寸精度主要由模具来保证，所以加工出的零件质量稳定，一致性好， 具有“一模一样”的特征，制件互换性好。 一般情况下，冲压生产的尺寸精度可达到IT10～14级，最高可达到IT16级，有的制件不需要再进行机械加工，便可满足装配和使用要求。 2. 生产率高，成本低 冲压生产是利用冲压模具和冲压设备完成加工，其生产率高，操作方便，易于实现机械化、自动化。对于普通压力机，每分钟可生产几件到几十件制件，高速压力机每分钟可生产数百件甚至上千件制件。冲压件质量轻、刚性好、强度高，冲压过程耗能少，中、大批量生产时，成本较低。 3. 材料利用率高 冲压生产是一种少、无切削加工的方法之一。冲压生产能实现少废料甚至无废料生产，在某些情况下，边角余料也可以充分利用（冲压小零件），因此，材料的利用率高，一般为70%～85%。 4. 易得到复杂制件 由于利用模具加工，所以可以获得用其他加工方法所不能或难以制造的形状复杂的零件，如汽车覆盖件、车门等。 5. 制件的性能较好 冲压生产可以利用金属材料的塑性变形提高工件的强度、刚度，同时，生产率高、易于实现自动化。 冲压生产的缺点： 1. 模具制造周期长、制造成本高，不适应于小件生产 冲压生产多采用机械压力机，由于滑块往复运动快，手工操作时，劳动强度较大，易发生事故，故必须重视安全生产、安全管理和采取必要的安全技术措施。 2. 冲压加工产生振动和噪音两种公害 这些问题并不完全是冲压工艺本身带来的，主要是由于传统的冲压设备落后造成的。随着科学技术的进步，这两种公害会得到一定程度的解决 3. 冲压生产具有一定的危险性 冲压加工操作简便，但具有一定的危险性，生产中应注意安全。 由于以上特点，冲压生产被广泛用于汽车、拖拉机、电机、电器、仪器仪表以及飞机、国防、日用工业等部门。 3.2 冲压加工工序与冲模的分类 由于冲压件的形状、尺寸和精度不同，因此，冲压所采用的工序种类各异。据其变形特点，可以分为分离工序和成形工序两大类。 3.2.1 分离工序 使板料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和断面质量的冲压件（俗称冲裁件）的工序。分离工序主要包括冲孔、落料、切边等工序。 1. 冲孔 用冲模沿封闭轮廓线冲切，冲下部分是废料，如图3-5所示零件中的圆孔和长孔。 2. 落料 用冲模沿封闭轮廓线冲切，冲下部分是零件，或为其他工序制造毛坯，如图3-6所示。 3. 切边 将成形零件的边缘修切整齐或切成一定形状，如图3-7所示，图（a）和（b）为切边示意图，图（c）为需要切边的零件照片。 4. 切断 用剪刀或冲模