第1章沖壓概述與基礎(chǔ)理論第2章沖裁工藝第3章沖裁模第4章彎曲工藝與模具第5章拉深工藝與模具第6章其它沖壓成形第7章多工位級(jí)進(jìn)模第8章沖壓工藝設(shè)計(jì)沖壓工藝與模具1教材、參考書(shū)、課件教材：翁其金主編，《沖壓工藝及沖模設(shè)計(jì)第2版》，機(jī)工出版社參1：柯旭貴主編，《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》，機(jī)工出版社參2：陳劍鶴主編，《冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)第3版》，機(jī)工出版社參3：姜奎華主編，《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》，機(jī)工出版社參4：肖景榮主編，《沖壓工藝學(xué)》，機(jī)工出版社參5：盧險(xiǎn)峰編著，《沖壓工藝模具學(xué)》參6：李碩本主編，《沖壓工藝?yán)碚撆c新技術(shù)》cy本科生課堂沖壓工藝與模具課件、作業(yè)及其他教學(xué)材料：2第1章沖壓概述與基礎(chǔ)理論1.1模具概述1.2沖壓工藝概述1.3冷沖壓變形力學(xué)回顧1.4沖壓常用設(shè)備1.5沖壓常用材料1.6板料的沖壓成形性能31.1模具概述1、模具的概念制造一定數(shù)量產(chǎn)品的專(zhuān)用模型、工具。2、模具的種類(lèi)

非金屬零件成型模具

金屬零件成形模具沖模、鍛模、壓鑄模、粉末冶金模、……塑料模、橡膠模、玻璃模、陶瓷模、……中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)劃分的模具類(lèi)別及排定的順序是：沖模、塑料模、壓鑄模、鍛模、粉末冶金模、橡膠模、拉絲模、無(wú)機(jī)材料成型模、模具標(biāo)準(zhǔn)件、其它模具4沖壓件與沖模5沖壓件與沖模6鍛件與鍛壓生產(chǎn)7壓鑄件及壓鑄模8塑料件與塑料模9橡膠模103、現(xiàn)代產(chǎn)品采用模具來(lái)加工的原因適合產(chǎn)品的批量生產(chǎn)，成本低產(chǎn)品精度較高，尺寸穩(wěn)定，互換性好，力學(xué)性能好一次（或幾次）成型，一般無(wú)需進(jìn)一步加工，生產(chǎn)效率高能夠生產(chǎn)其他方法難以加工的復(fù)雜形態(tài)的產(chǎn)品節(jié)能，節(jié)省材料操作簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)……1.1模具概述114、模具在現(xiàn)代工業(yè)中的地位汽車(chē)家電電子信息產(chǎn)品塑料制品五金、建材橡膠、玻璃制品……模具是美國(guó)工業(yè)的基石（美國(guó)）模具是促進(jìn)社會(huì)富裕的動(dòng)力（日本）模具是金屬加工業(yè)中的帝王（德國(guó)）模具就是黃金（羅馬尼亞）模具“點(diǎn)鐵成金”（中國(guó)）沒(méi)有模具就沒(méi)有輕工產(chǎn)品（中國(guó)）1.1模具概述125、我國(guó)近幾年模具行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀模具大國(guó)，模具產(chǎn)值世界第三（日、美、中、德）非模具強(qiáng)國(guó)，高端模具50%進(jìn)口沖模占模具總量的40%以上汽車(chē)傳動(dòng)與變速系統(tǒng)冷鍛件汽車(chē)精沖件1.1模具概述13全球主要模具生產(chǎn)國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力優(yōu)劣勢(shì)分析國(guó)家模具行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力相對(duì)優(yōu)勢(shì)模具行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力相對(duì)劣勢(shì)中國(guó)1、具有高度成長(zhǎng)的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)并擁有國(guó)際級(jí)下游客戶(hù)群聚效應(yīng)。1、相對(duì)缺乏模具設(shè)計(jì)能力。2、擁有低工資的技術(shù)與設(shè)計(jì)人員。2、尚無(wú)生產(chǎn)高精度與復(fù)雜度高的技術(shù)能力。3、成立模具專(zhuān)區(qū)，吸引國(guó)外廠商形成產(chǎn)業(yè)聚落。3、須以高成本進(jìn)口模具，以彌補(bǔ)國(guó)內(nèi)產(chǎn)品低質(zhì)量的供應(yīng)缺口。日本1、擁有技術(shù)精良的技術(shù)人才。1、相對(duì)高的勞工成本。2、產(chǎn)品具有高質(zhì)量保證。2、產(chǎn)業(yè)空洞化問(wèn)題嚴(yán)重。3、生產(chǎn)周期短，制造快速。3、在CAD/CAM及3D計(jì)算機(jī)軟件自主能力及運(yùn)用上，與技術(shù)先進(jìn)國(guó)相比仍嫌不足。4、擁有高精密度、高復(fù)合度模具的制造能力。1.1模具概述14美國(guó)1、產(chǎn)品質(zhì)量高。1、勞工成本高。2、擁有研發(fā)實(shí)力與創(chuàng)新性的生產(chǎn)技術(shù)。2、市場(chǎng)價(jià)格高。3、產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力強(qiáng)。3、相關(guān)員工福利、培訓(xùn)、保險(xiǎn)費(fèi)用負(fù)擔(dān)重。4、擁有廣大應(yīng)用市場(chǎng)及多樣化的下游客戶(hù)基礎(chǔ)。德國(guó)1、擁有優(yōu)良傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝技術(shù)。1、勞工成本高。2、堅(jiān)強(qiáng)扎實(shí)的師徒制習(xí)藝訓(xùn)練計(jì)劃。2、下游顧客移至生產(chǎn)成本較低的國(guó)外據(jù)點(diǎn),包括東歐和中國(guó)。3、在生產(chǎn)高精密度和復(fù)合度的模具上，擁有相當(dāng)好的技術(shù)基礎(chǔ)。3、模具制造廠也隨下游客戶(hù)外移。韓國(guó)1、因1998年經(jīng)濟(jì)危機(jī)，韓元大幅貶值，人事費(fèi)用降低，模具價(jià)格下跌，有利于出口成長(zhǎng)。模具設(shè)計(jì)能力與開(kāi)發(fā)技術(shù)仍待加強(qiáng)。

2、小型模具廠的背后多有大企業(yè)財(cái)力及物力的支持。1.1模具概述151、沖壓的概念通過(guò)裝在壓力機(jī)上的模具，對(duì)板料毛坯施加壓力，使之產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件的一種加工方法。1.2沖壓工藝概述沖壓加工的三要素：板料

壓力機(jī)沖模沖壓件加工對(duì)象-板料生產(chǎn)設(shè)備-壓力機(jī)工裝-沖模162、沖壓在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用1.2沖壓工藝概述172、沖壓在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用1.2沖壓工藝概述182、沖壓在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用1.2沖壓工藝概述192、沖壓在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用1.2沖壓工藝概述空調(diào)背板202、沖壓在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用1.2沖壓工藝概述212、沖壓在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用1.2沖壓工藝概述22電機(jī)行業(yè)電機(jī)外殼2、沖壓在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用1.2沖壓工藝概述23儀器、儀表行業(yè)2、沖壓在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用1.2沖壓工藝概述24電子行業(yè)-接插件端子2、沖壓在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用1.2沖壓工藝概述端子、插件、插針、手機(jī)天線(xiàn)簧片25家電配件照相機(jī)配件2、沖壓在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用1.2沖壓工藝概述電器插片262、沖壓在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用1.2沖壓工藝概述272、沖壓在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用1.2沖壓工藝概述283、沖壓基本工序按變形性質(zhì)分類(lèi)，沖壓工序分為：（1）分離工序（變形實(shí)質(zhì)>b)（2）成形工序（變形實(shí)質(zhì)s＜＜b)分離成形1.2沖壓工藝概述29沖壓基本工序落料沖孔30切斷切邊（修邊）沖壓基本工序31剖切切舌（切口）沖壓基本工序32彎曲拉深翻邊沖壓基本工序33脹形擴(kuò)口縮口沖壓基本工序34旋壓整形沖壓基本工序35卷邊擠壓壓印扭曲沖壓基本工序36不同于塑料件的生產(chǎn)，一個(gè)沖壓件，往往需要經(jīng)過(guò)幾道（幾種）沖壓工序生產(chǎn)出來(lái)沖壓基本工序374、沖壓加工的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)生產(chǎn)率高，操作簡(jiǎn)單，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，特別適合于板料零件的大批量生產(chǎn)。所加工零件表面光潔，精度較好，尺寸穩(wěn)定，互換性好?？衫盟苄宰冃蔚募庸び不岣吡慵牧W(xué)性能，在材料消耗不大的情況下，獲得強(qiáng)度高、剛度大、質(zhì)量輕的零件。便于加工其它方法難以或無(wú)法加工的形狀十分復(fù)雜的零件。節(jié)能，省材料，材料利用率一般可達(dá)70%~85%，有的高達(dá)95%。1.2沖壓工藝概述38由此可見(jiàn)，沖壓能集優(yōu)質(zhì)、高效、低能耗、低成本于一身，這是其它加工方法無(wú)法與之相比擬的，因此沖壓的應(yīng)用十分廣泛，如汽車(chē)，拖拉機(jī)行業(yè)中，沖壓件占60%~70%，儀器儀表占到60~70%，還有日常生活中的各種不銹鋼餐具等等。從精細(xì)的電子元件，儀表指針到重型汽車(chē)的覆蓋件和大梁以及飛機(jī)蒙皮等均需沖壓加工。1.2沖壓工藝概述39沖模一般較復(fù)雜，加工難度大、生產(chǎn)周期長(zhǎng)，成本較高；適合批量較大的生產(chǎn)，對(duì)于單件小批量，受到一定限制；手工操作時(shí)，如不重視安全生產(chǎn)和防護(hù)，易發(fā)生事故。電機(jī)定、轉(zhuǎn)子自動(dòng)疊鉚級(jí)進(jìn)模：98萬(wàn)元車(chē)門(mén)板修邊沖孔模98萬(wàn)元1.2沖壓工藝概述4、沖壓加工的特點(diǎn)缺點(diǎn)401.2沖壓工藝概述5、沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)沖壓及模具市場(chǎng)中低檔沖模供過(guò)于求；大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命的高檔模具需進(jìn)口。模具技術(shù)水平成為影響我國(guó)汽車(chē)和高檔電子產(chǎn)品自主創(chuàng)新能力提高的重要因素。冷沖壓基本原理研究沖壓成形工藝研究精密沖裁、軟模成形、超塑性成形、無(wú)模多點(diǎn)成形、電磁成形、內(nèi)高壓成形模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)精密、高效、長(zhǎng)壽命的多工位級(jí)進(jìn)模，大型復(fù)雜的汽車(chē)覆蓋件模具代表了模具的技術(shù)水平；高速銑、電火花銑削加工、慢走絲線(xiàn)切割、精密磨削及拋光、數(shù)控測(cè)量等代表現(xiàn)代沖模制造的技術(shù)水平?jīng)_壓設(shè)備及沖壓生產(chǎn)自動(dòng)化沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)化及專(zhuān)業(yè)化國(guó)外先進(jìn)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)化程度已達(dá)80%，我國(guó)不到40%沖壓技術(shù)的數(shù)字化和信息化41塑性：金屬在外力作用下，穩(wěn)定地發(fā)生永久變形而不破壞其完整性的能力。變形抗力：引起塑性變形的單位變形力。塑性和變形抗力主要取決于材料的內(nèi)在性質(zhì)，但也受外部條件影響：變形溫度：溫度↑，→，塑性↑，變形抗力↓應(yīng)變速率：應(yīng)變速率↑↑，→，塑性↓，變形抗力↑應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)：靜水壓力↑→，塑性↑尺寸因素：尺寸↑，→，塑性↓，變形抗力↓1.3冷沖壓變形力學(xué)回顧1、金屬的塑性、變形抗力，及影響因素42Tresca準(zhǔn)則：Mises準(zhǔn)則：1.3冷沖壓變形力學(xué)回顧2、塑性變形體積不變條件3、塑性條件（屈服準(zhǔn)則）4、應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系增量理論（流動(dòng)理論）全量理論（形變理論）43金屬在常溫下產(chǎn)生塑性變形，隨著變形程度的增加，變形抗力↑，硬度↑，塑性↓的現(xiàn)象。加工硬化使需要大變形量的沖壓件無(wú)法一次成形。加工硬化可以促使變形擴(kuò)展，避免過(guò)大的局部集中變形，有利于提高變形的均勻性，從而增大材料的成形極限。常用材料的硬化曲線(xiàn)一般材料的實(shí)際硬化曲線(xiàn)接近于指數(shù)方程曲線(xiàn)，常表示為：A

-強(qiáng)化系數(shù)，n-硬化指數(shù)硬化指數(shù)（n值）是表示材料冷變形硬化的重要參數(shù)，對(duì)板料在各種沖壓成形中的性能及沖壓件質(zhì)量都有較為重要的影響。5、冷成形中的加工硬化現(xiàn)象1.3冷沖壓變形力學(xué)回顧441.3冷沖壓變形力學(xué)回顧6、塑性拉伸失穩(wěn)與極限應(yīng)變拉伸變形到一定量后，產(chǎn)生縮頸，失穩(wěn)，進(jìn)而破裂。研究板料塑性拉伸失穩(wěn)條件與極限應(yīng)變，對(duì)分析解決沖壓成形工藝問(wèn)題有直接的指導(dǎo)意義。7、卸載彈性恢復(fù)規(guī)律卸載路徑≠加載路徑。卸載后彈性變形部分消失，導(dǎo)致工件的形狀、尺寸發(fā)生變化，進(jìn)而影響產(chǎn)品精度。451.4沖壓常用設(shè)備我國(guó)壓力機(jī)的噸位（公稱(chēng)壓力）已經(jīng)系列化，例如63、100、160、250、400、630、800、6300KN等。1、沖壓設(shè)備類(lèi)型按驅(qū)動(dòng)形式：機(jī)械壓力機(jī)（曲柄壓力機(jī)，沖床）、液壓機(jī)按床身結(jié)構(gòu)：開(kāi)式、閉式按滑塊數(shù)量：?jiǎn)蝿?dòng)（一個(gè)滑塊）、雙動(dòng)（2個(gè)滑塊）按連桿數(shù)量：?jiǎn)吸c(diǎn)（一個(gè)連桿）、雙點(diǎn)（2個(gè)連桿）、四點(diǎn)（四個(gè)連桿）46開(kāi)式單點(diǎn)曲柄壓力機(jī)1.4沖壓常用設(shè)備開(kāi)式雙點(diǎn)曲柄壓力機(jī)2、機(jī)械壓力機(jī)471.4沖壓常用設(shè)備閉式雙點(diǎn)曲柄壓力機(jī)閉式單點(diǎn)曲柄壓力機(jī)2、機(jī)械壓力機(jī)48高速壓力機(jī)1.4沖壓常用設(shè)備多工位壓力機(jī)2、機(jī)械壓力機(jī)49多臺(tái)壓力機(jī)組成的沖壓生產(chǎn)線(xiàn)1.4沖壓常用設(shè)備2、機(jī)械壓力機(jī)501.4沖壓常用設(shè)備3、液壓機(jī)514、曲柄壓力機(jī)工作原理及主要組成1.4沖壓常用設(shè)備525、曲柄壓力機(jī)主要技術(shù)參數(shù)1.4沖壓常用設(shè)備（1）公稱(chēng)壓力F（2）公稱(chēng)壓力行程SF（3）滑塊行程S（4）滑塊行程次數(shù)n（5）壓力機(jī)的閉合高度（6）工作臺(tái)板及滑塊底面尺寸（7）喉深C531.5沖壓常用材料1、沖壓加工常用的板料種類(lèi)金屬材料鐵金屬鋼板碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼、低合金高強(qiáng)度鋼、電工硅鋼板……不銹鋼板鉻鋼、鉻鎳基鋼非鐵金屬鋁及其合金板純鋁、防銹鋁、硬鋁銅及其合金板鈦及其合金板純銅、黃銅、青銅鈦合金非金屬材料紙板、布、皮革、膠木板、橡膠板、塑料板、纖維板、云母板、復(fù)合板……沖壓用新材料高強(qiáng)鋼、超高強(qiáng)度鋼板、表面處理鋼板、疊層復(fù)合板……542、常用鋼板的供應(yīng)規(guī)格1.5沖壓常用材料55鋼板和鋼帶的規(guī)格包含尺寸規(guī)格與性能規(guī)格兩方面，尺寸規(guī)格指長(zhǎng)度、寬度、厚度及極限偏差。薄鋼板公稱(chēng)厚度為0.3mm~4.0mm之間，厚度在1mm以下的鋼板和鋼帶有按0.05mm倍數(shù)的任何尺寸；厚度在1mm以上的鋼板和鋼帶有按0.1mm倍數(shù)的任何尺寸。鋼板和鋼帶的公稱(chēng)寬度在600mm~2050mm之間，有按10mm倍數(shù)的任何尺寸。鋼板的公稱(chēng)長(zhǎng)度在1000mm~6000mm之間，按50倍數(shù)的任何尺寸。根據(jù)需方要求，經(jīng)供需雙方協(xié)商，可以供應(yīng)其他尺寸的鋼板和鋼帶。板料的性能規(guī)格是指對(duì)其表面質(zhì)量和性能進(jìn)行的規(guī)定。2、常用鋼板的供應(yīng)規(guī)格1.5沖壓常用材料56GB/T708-2006冷軋鋼板和鋼帶的尺寸、外形、重量及允許偏差GBT5213-2008冷軋低碳鋼板及鋼帶GB/T13237-2013優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼冷軋鋼板和鋼帶根據(jù)國(guó)標(biāo)規(guī)定，鋼板厚度精度等級(jí)分PT.A（普通精度）、PT.B（較高精度），對(duì)鋼板寬度、長(zhǎng)度、不平度、表面質(zhì)量、使用用途等都有詳細(xì)的質(zhì)量分級(jí)及規(guī)定。材料標(biāo)注示例：08鋼，尺寸1.0mm×1000mm×1500mm，較高厚度精度，較高級(jí)的精整表面，深拉深級(jí)的冷軋鋼板表示為2、常用鋼板的供應(yīng)規(guī)格1.5沖壓常用材料57剪板機(jī)下料圓盤(pán)剪床下料3、材料的下料方法1.5沖壓常用材料581、沖壓對(duì)板料的基本要求1.6板料的沖壓成形性能2、板料的沖壓成形性能滿(mǎn)足使用性能要求滿(mǎn)足沖壓工藝的要求沖壓成形性能，指板料對(duì)沖壓工藝的適應(yīng)能力。主要體現(xiàn)為：成形極限：材料允許的最大變形限度成形質(zhì)量：貼模性：板料在沖壓成形過(guò)程中取得與模具形狀一致的能力定形性：沖壓件脫模后保持其在模具內(nèi)所得形狀的能力各向異性表面狀態(tài)、晶粒大小、粘模情況等加工硬化性能59兩種失穩(wěn)破壞形式：

拉伸失穩(wěn)：在拉應(yīng)力的作用下出現(xiàn)局部縮頸或斷裂；

壓縮失穩(wěn)：在壓應(yīng)力的作用下失穩(wěn)起皺。成形極限：材料在一定的變形方式和變形條件下，成形無(wú)法進(jìn)行下去的限度，即板料在這種變形方式和變形條件下達(dá)到了極限變形能力。一旦超過(guò)這個(gè)限度就會(huì)產(chǎn)生廢品，導(dǎo)致工藝失敗1.6板料的沖壓成形性能3、成形極限不同的成形工序，其成形極限需采用不同的極限變形參數(shù)來(lái)表示，而極限變形參數(shù)的值由沖壓成形的失敗與否來(lái)界定。60（1）直接試驗(yàn)：采用專(zhuān)用設(shè)備直接模擬實(shí)際沖壓工藝過(guò)程進(jìn)行試驗(yàn)。如：脹形試驗(yàn)、擴(kuò)孔試驗(yàn)、拉深試驗(yàn)、彎曲試驗(yàn)、錐杯試驗(yàn)等。（2）間接試驗(yàn)：采用通用設(shè)備，通過(guò)拉伸、剪切、硬度測(cè)試、金相試驗(yàn)等方法獲得材料的有關(guān)性能指標(biāo)，來(lái)間接反映板料的沖壓成形性能。

GB/T15825.1-2008～GB/T15825.8-20081.6板料的沖壓成形性能4、沖壓成形性能測(cè)定61直接試驗(yàn)-錐杯試驗(yàn)（GB/T15825.6-2008)1.6板料的沖壓成形性能4、沖壓成形性能測(cè)定62間接試驗(yàn)-低碳鋼的拉伸試驗(yàn)通過(guò)拉伸試驗(yàn)可以測(cè)得板料的各項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo)，可從不同角度反映板料的沖壓成形性能1.6板料的沖壓成形性能4、沖壓成形性能測(cè)定63（1）總延伸率δ與均勻延伸率δb

δb↑→成形極限↑（2）屈服極限σsσs↓→易變形，貼模性↑回彈小，定形性↑1.6板料的沖壓成形性能5、板料的基本力學(xué)性能與沖壓成形性