沖壓工藝與模具設(shè)計煙臺大學(xué)機電汽車工程學(xué)院熊曉萍1授課學(xué)時：32學(xué)時

課程任務(wù)：1.了解沖壓成形的基本原理及變形規(guī)律；2.掌握沖壓成形的基本工序、沖壓模具典型結(jié)構(gòu)；3.掌握沖壓工藝與模具設(shè)計的基本方法；4.具備進(jìn)行中等復(fù)雜沖壓零件的沖壓工藝編制的能力。課程情況總體簡介2第一章沖壓加工概述與沖壓設(shè)備第二章沖壓變形的基本概念第三章沖裁工藝第四章沖裁模的結(jié)構(gòu)與設(shè)計第五章彎曲工藝與彎曲模具第六章拉深工藝與拉深模具第七章其它沖壓方法與模具設(shè)計第八章沖壓工藝規(guī)程的編制總目錄3第一節(jié)沖壓加工概述與沖壓設(shè)備沖壓：一、概述沖壓生產(chǎn)場景在常溫下利用模具在壓力機上對板料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件的加工方法。4加工對象：主要是金屬板材加工依據(jù)：板材沖壓成形性能（主要是塑性）加工設(shè)備：主要是壓力機加工工藝裝備：沖壓模具沖壓模具（簡稱沖模）：在沖壓加工中，將材料加工成零件（或半成品）的一種特殊工藝裝備，稱為沖壓模具。沖壓生產(chǎn)的三要素合理的沖壓工藝先進(jìn)的模具高效的沖壓設(shè)備5二、沖壓加工的特點及其應(yīng)用優(yōu)質(zhì)、高效、低成本1.生產(chǎn)的制件精度高、復(fù)雜程度高、一致性好;2.沖壓生產(chǎn)率高和材料利用率高;“一模一樣”、質(zhì)量穩(wěn)定、互換性好

可加工薄壁、復(fù)雜零件

6沖壓成形適宜批量生產(chǎn)

沖壓加工是制造業(yè)中最常用的一種材料成形加工方法。沖壓成形產(chǎn)品示例一——日常用品沖壓成形產(chǎn)品示例二——高科技產(chǎn)品3.模具加工精度高、技術(shù)要求高、生產(chǎn)成本高。7三、沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展方向1.沖壓成形理論及沖壓工藝沖壓變形基礎(chǔ)理論研究新工藝的研究和推廣2.模具先進(jìn)制造工藝及設(shè)備

模具設(shè)計與制造的現(xiàn)代化是模具工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。計算機技術(shù)、信息技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)在模具技術(shù)中得到廣泛的應(yīng)用.高速銑削加工電火花銑削加工慢走絲線切割技術(shù)磨削及拋光加工技術(shù)數(shù)控測量83.模具新材料及熱、表處理

模具新材料熱處理、表面處理新工藝4.模具CAD/CAM技術(shù)以三維造型為基礎(chǔ)、基于并行工程5.快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)6.先進(jìn)生產(chǎn)管理模式現(xiàn)代系統(tǒng)管理技術(shù)9四、沖壓工序的分類根據(jù)材料的變形特點分：分離工序：分離工序、成形工序沖壓成形時，變形材料內(nèi)部的應(yīng)力超過強度極限σb，使材料發(fā)生斷裂而產(chǎn)生分離，從而成形零件。分離工序主要有剪裁和沖裁等。1011成形形工工序序：沖壓壓成成形形時時，，變變形形材材料料內(nèi)內(nèi)部部應(yīng)應(yīng)力力超超過過屈服服極極限限σσs，但但未未達(dá)達(dá)到到強強度度極極限限σσb，使使材材料料產(chǎn)產(chǎn)生生塑塑性性變變形形，，從從而而成成形形零零件件。。成形形工工序序主主要要有有彎彎曲曲、、拉拉深深、、翻翻邊邊等等。。121314五、、沖沖壓壓模模具具沖裁裁模模、彎曲曲模模、拉深深模模、局局部部成成形形模模等等。。2.根根據(jù)據(jù)工工序序組組合合程程度度分分類類：單工工序序模模、復(fù)合合模模、連續(xù)續(xù)模模1.根根據(jù)據(jù)工工藝藝性性質(zhì)質(zhì)分分類類：15第二二節(jié)節(jié)沖沖壓壓設(shè)設(shè)備備機械械壓壓力力機機（（以以Jxx表示示其其型型號號））液壓壓壓壓力力機機（（以以Yxx表示示其其型型號號））摩擦擦壓壓力力機機曲柄柄壓壓力力機機高速速沖沖床床油壓壓機機水壓壓機機一、、沖沖壓壓設(shè)設(shè)備備分分類類16類型設(shè)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。結(jié)構(gòu)簡單，當(dāng)超負(fù)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(gòu)進(jìn)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(fù)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。生產(chǎn)率高。適用于各類沖壓加工。高速沖床工作原理與曲柄壓力機相同，但其剛度、精度、行程次數(shù)都比較高，一般帶有自動送料裝置、安全檢測裝置等輔助裝置。生產(chǎn)率很高，適用于大批量生產(chǎn)，模具一般采用多工位連續(xù)模。液壓機油壓機水壓機利用帕斯卡原理，以水或油為工作介質(zhì)，采用靜壓力傳遞進(jìn)行工作，使滑塊上、下往復(fù)運動。壓力大，而且是靜壓力。但生產(chǎn)率低，適用于拉深、擠壓等成形工序。17二、、壓壓力力機機的的主主要要技技術(shù)術(shù)參參數(shù)數(shù)1.標(biāo)稱稱壓壓力力2.滑滑塊塊行行程程：：滑滑塊塊從從上上極極點點到到下下極極點點所所經(jīng)經(jīng)過過的的距距離離。。3.行行程程次次數(shù)數(shù)：：滑滑塊塊每每分分鐘鐘往往復(fù)復(fù)的的次次數(shù)數(shù)。。4.閉合合高高度度5.工工作作臺臺面面尺尺寸寸：：應(yīng)應(yīng)大大于于沖沖模模的的最最大大平平面面尺尺寸寸。。6.漏漏料料孔孔尺尺寸寸：：7.模模柄柄孔孔尺尺寸寸8.電電動動機機功功率率18標(biāo)稱稱壓壓力力：壓力力機機許許用用壓壓力力曲曲線線：：沖裁裁、、彎彎曲曲時時壓壓力力機機的的噸噸位位應(yīng)應(yīng)比比計計算算的的沖沖壓壓力力大大30%左左右右。。壓力力機機的的許許用用壓壓力力曲曲線線1──壓壓力力機機許許用用壓壓力力曲曲線線2──沖沖裁裁工工藝藝沖沖裁裁力力實實際際變變化化曲曲線線3──拉拉深深工工藝藝?yán)钌盍α崒嶋H際變變化化曲曲線線滑塊塊下下滑滑到到距距下下極極點點某某一一特特定定的的距距離離ha或曲曲柄柄旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)到到距距下下極極點點某某一一特特定定角角度度αα?xí)r時，，所所產(chǎn)產(chǎn)生生的的沖沖擊擊力力稱稱為為壓壓力力機機的的公公稱稱壓壓力力。。實際際沖沖壓壓力力曲曲線線與與壓力力機機許許用用壓壓力力曲曲線線不不同同步步。。拉深深時時壓壓力力機機噸噸位位應(yīng)應(yīng)比比計計算算出出的的拉拉深深力力大大60%～～100%。。19壓力力機機的的閉閉合合高高度度：壓力力機機的的裝裝模模高高度度：模具具的的閉閉合合高高度度：理論論上上為為：實用用上上為為：模具具閉閉合合高高度度與與裝裝模模高高度度的的關(guān)關(guān)系系指滑滑塊塊在在下下極極點點時時，，滑滑塊塊底底面面到到工工作作臺臺上上平平面面（（即即墊墊板板下下平平面面））之之間間的的距距離離。。指壓力力機的的閉合合高度度減去去墊板板厚度度的差差值。。指沖模模在最最低工工作位位置時時，上上模座座上平平面至至下模模座下下平面面之間間的距距離。。Hmin-H1≤H≤≤Hmax－H1Hmin-H１＋10≤H≤Hmax-H１－520沖壓成成形產(chǎn)產(chǎn)品示示例一一———日常常用品品21沖壓成成形產(chǎn)產(chǎn)品示示例二二———高科技技產(chǎn)品品汽車覆覆蓋件件飛機蒙蒙皮2223242526高速沖沖床工作原原理：：與曲柄柄壓力力機相相同，，但其其剛度度、精精度、、行程程次數(shù)數(shù)都比比較高高，一一般帶帶有自自動送送料裝裝置、、安全全檢測測裝置置等輔輔助裝裝置。。特點：：生產(chǎn)率率很高高，適適用于于大批批量生生產(chǎn)，，模具具一般般采用用多工工位連連續(xù)模模。27摩擦壓壓力機機傳動動系統(tǒng)統(tǒng)1-電電機2-傳傳送帶帶3、、5-摩擦擦盤4-軸軸6-飛輪輪7、、10-連連桿8-螺螺母9-螺螺桿11-擋塊塊12-滑滑塊13-手柄柄工作原原理：：利用摩摩擦盤盤與飛飛輪之之間相相互接接觸并并傳遞遞動力力，借借助螺螺桿與與螺母母相對對運動動原理理而工工作。。特點：：結(jié)構(gòu)簡簡單，，當(dāng)超超負(fù)荷荷時，，只會會引起起飛輪輪與摩摩擦盤盤之間間的滑滑動，，而不不致?lián)p損壞機機件。。但飛輪輪輪緣緣磨損損大，，生產(chǎn)產(chǎn)率低低。適用于于中小小型件件的沖沖壓加加工，，對于于校正正、壓壓印和和成形形等沖沖壓工工序尤尤為適適宜。。28曲軸壓壓力機機傳動動系統(tǒng)統(tǒng)1-電電機2-皮皮帶輪輪3、、4-齒輪輪5-離合合器6-連連桿7-滑滑塊工作原原理：：利用曲曲柄連連桿機機構(gòu)進(jìn)進(jìn)行工工作，，電機機通過過皮帶帶輪及及齒輪輪帶動動曲軸軸傳動動，經(jīng)經(jīng)連桿桿使滑滑塊作作直線線往復(fù)復(fù)運動動。曲柄壓壓力機機分為為偏心心壓力力機和和曲軸軸壓力力機，，二者者區(qū)別別主要要在主主軸，，前者者主軸軸是偏偏心軸軸，后后者主主軸是是曲軸軸。偏心壓壓力機機一般般是開開式壓壓力機機，而而曲軸軸壓力力機有有開式式和閉閉式之之分。。特點：：生產(chǎn)率率高。。適用用于各各類沖沖壓加加工。。29油壓機機工作原原理：：利用帕帕斯卡卡原理理，以以水或或油為為工作作介質(zhì)質(zhì)，采采用靜靜壓力力