沖壓工藝學(xué)

StampingTechnology教師：邢曉紅電話：87190167A3-207E－mail：xingxh@在本門課程開始前讓我們來看看以下零件是如何加工的？

汽車發(fā)動機(jī)用墊圈：汽車發(fā)動機(jī)用墊圈：汽車發(fā)動機(jī)支架：

汽車發(fā)動機(jī)上其他零件

普通墊片：常用五金件：第一章緒論一、沖壓工藝的特點(diǎn)及其優(yōu)越性二、沖壓工藝在工業(yè)生產(chǎn)中的地位和作用三、沖壓工藝的工序和分類四、沖壓技術(shù)的發(fā)展方向五、課程的特點(diǎn)及其學(xué)習(xí)的方法一、沖壓工藝的特點(diǎn)及其優(yōu)越性沖壓工藝是塑性加工的基本方法之一。

它主要用于加工板料零件，所以有時(shí)也稱之為板料沖壓。

沖壓不僅可以加工金屬板料，而且也可以加工非金屬板料。1、什么是冷沖壓

冷沖壓是一種先進(jìn)的金屬加工方法，它是建立在金屬塑性變形的基礎(chǔ)上，利用模具和沖壓設(shè)備對板料金屬進(jìn)行加工，以獲得所需要的零件形狀和尺寸。沖裁模動畫演示62、沖壓加工的優(yōu)點(diǎn)經(jīng)濟(jì)方面

——原材料省，且利用率高

(一般可達(dá)70-90%)——操作工藝方便

——生產(chǎn)效率高，便于機(jī)械化與自動化

——成本低汽車覆蓋件2、沖壓加工的優(yōu)點(diǎn)技術(shù)方面

——可以獲得用其他加工工藝難以加工的各種形狀復(fù)雜的零件與制品；

——尺寸精度較高，質(zhì)量穩(wěn)定，互換性良好（一般IT8～10,最高達(dá)IT7）；

——在材料消耗不大的情況下，可獲得強(qiáng)度高、剛度大、重量輕的零件；3、沖壓生產(chǎn)的局限性

——制模成本高；

——技術(shù)要求高；

——不適用于單件及小批量生產(chǎn)；二、沖壓工藝在工業(yè)生產(chǎn)中的地位

和作用在機(jī)械制造業(yè)中，冷沖壓是一種生產(chǎn)效率很高的加工工藝，它給生產(chǎn)提供了及其方便及最有利的條件。沖壓工藝的應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛，大到汽車的覆蓋件，小至鐘表及儀器儀表的元件，大多是冷沖壓制成的。統(tǒng)計(jì)表明：－汽車制造業(yè)中，60～75％沖壓件－電機(jī)儀器儀表業(yè)中，60～70％沖壓件－國防工業(yè)中，沖壓件的比重也相當(dāng)大沖壓應(yīng)用領(lǐng)域

——汽車等行業(yè)零部件類沖壓

——電器件沖壓——生活日用品沖壓——家用電器部件沖壓——航空航天工業(yè)、國防工業(yè)

航空航天制造業(yè)：汽車制造業(yè)：三、沖壓工藝的工序和分類由于沖壓加工的零件形狀、尺寸、精度要求、批量大小、原材料性能等不同，當(dāng)前在生產(chǎn)中所采用的沖壓工藝方法也是多種多樣的。但是，概括起來可以分為兩大類：

——分離工序(shearing)——成形工序(forming)冷沖壓基本工序分類圖冷沖壓工序

分離工序成形工序沖裁彎曲拉深成形體積沖壓剖切落料沖孔切口切邊彎曲扭曲拉深起伏成形壓印沖眼1、分離工序(shearing)是指板料受力后，應(yīng)力超過材料的剪切強(qiáng)度極限σb

，而使板料產(chǎn)生剪裂或局部剪裂的工序。

其目的是在沖壓過程中，使沖壓件與板料沿一定的輪廓線相互分離，同時(shí)，沖壓件分離斷面的質(zhì)量也要滿足一定的要求。工序名稱簡圖特點(diǎn)及應(yīng)用范圍落料用沖模沿封閉輪廓曲線沖切，沖下部分是零件。用于制造各種形狀的平板零件沖孔用沖模沿封閉輪廓曲線沖切，沖下部分是廢料切斷用剪刀或沖模沿不封閉曲線切斷，多用于加工形狀簡單的平板零件切邊將成形零件的邊緣修切整齊或切成一定形狀剖切把沖壓加工成的半成品切開成為兩個(gè)或數(shù)個(gè)零件，多用于不對稱零件的成雙或成組沖壓成形之后表1-1分離工序2、成形工序是指板料受力后，應(yīng)力超過了材料的屈服極限σs（但小于材料的剪切強(qiáng)度極限σb

），經(jīng)過塑性變形后，成為一定形狀的零件的加工工序。

其目的是使沖壓坯料在不破壞的前提下，發(fā)生塑性變形并轉(zhuǎn)化成所需要的產(chǎn)品形狀。

工序名稱簡圖特點(diǎn)及應(yīng)用范圍彎曲把板料沿直線彎成各種形狀，可以加工形狀復(fù)雜的零件卷圓把板料端部卷成接近封閉的圓頭，用以加工類似鉸鏈的零件扭曲把沖裁后的半成品扭轉(zhuǎn)成一定的角度拉深把板料毛坯成形制成各種空心的零件表1-2成形工序工序名稱簡圖特點(diǎn)及應(yīng)用范圍翻孔在預(yù)先沖孔的板料半成品上或未經(jīng)沖孔的板料沖制成豎立的邊緣翻邊把板料半成品的邊緣按曲線或圓弧成形成豎立的邊緣拉彎在拉力與彎矩共同作用下實(shí)現(xiàn)彎曲變形，可得精度較好的零件脹形在雙向拉應(yīng)力作用下實(shí)現(xiàn)的變形，可以成形各種空間曲面形狀的零件工序名稱簡圖特點(diǎn)及應(yīng)用范圍起伏在板料毛坯或零件的表面上用局部成形的方法制成各種形狀的突起與凹陷擴(kuò)口在空心毛坯或管狀毛坯的某個(gè)部位上使其徑向尺寸擴(kuò)大的變形方法縮口在空心毛坯或管狀毛坯的某個(gè)部位上使其徑向尺寸減小的變形方法旋壓在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下用輥輪使毛坯逐步成形的方法校形為了提高已成形零件的尺寸精度或獲得小的圓角半徑而采用的成形方法3、復(fù)合工序把兩個(gè)或兩個(gè)以上的基本工序合并成一個(gè)工序，可以提高沖壓生產(chǎn)的效率，降低工件的成本，便于實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)。如：

——沖孔–落料

——落料–拉深–切邊

——落料–沖孔–彎曲

……實(shí)現(xiàn)沖壓的基本條件：

要實(shí)現(xiàn)沖壓必須對材料施加作用力，使得材料產(chǎn)生分離或塑性變形。所以要具備以下兩個(gè)條件：（一）沖壓模具沖壓模具是實(shí)現(xiàn)沖壓工藝的工具。

沖裁模（二）沖壓設(shè)備沖壓設(shè)備是實(shí)現(xiàn)沖壓時(shí)提供外力的裝置。沖裁模與沖壓設(shè)備的關(guān)系模具模擬動畫\沖裁模動畫演示模具模擬動畫\沖孔落料復(fù)合模1模具模擬動畫\沖孔落料復(fù)合模四、沖壓技術(shù)的發(fā)展方向1、工藝分析計(jì)算方法的現(xiàn)代化2、模具設(shè)計(jì)制造技術(shù)現(xiàn)代化3、沖壓生產(chǎn)的機(jī)械化與自動化4、適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代快和生產(chǎn)批量小的特點(diǎn)5、改進(jìn)板料性能，以提高其成形能力和使用效果1、工藝分析計(jì)算方法的現(xiàn)代化近幾年來國內(nèi)外開始采用有限元法，對復(fù)雜成形件（如汽車覆蓋件）的成形過程進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變分析和計(jì)算機(jī)模擬，以預(yù)測某一工藝方案對零件成形的可能性和會發(fā)生的問題，將結(jié)果顯示出來，供設(shè)計(jì)人員進(jìn)行修改和選擇。這樣，不但可以節(jié)省模具試制費(fèi)用，縮短新產(chǎn)品的試制周期，還可以逐步建立一套能結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際的先進(jìn)設(shè)計(jì)方法，既促進(jìn)了沖壓工藝的發(fā)展，也將使塑性成形理論逐步完善到對生產(chǎn)實(shí)際起指導(dǎo)作用。2、模具設(shè)計(jì)制造技術(shù)現(xiàn)代化為了加快產(chǎn)品的更新?lián)Q代，縮短模具設(shè)計(jì)、制造周期，工業(yè)先進(jìn)國家正在大力開展模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造（CAD/CAM）的研究，并在生產(chǎn)中應(yīng)用。應(yīng)用這一技術(shù)，不僅可以縮短模具設(shè)計(jì)制造周期，還可以提高模具質(zhì)量，減少設(shè)計(jì)和制造人員的重復(fù)勞動，使設(shè)計(jì)者盡可能把精力用在創(chuàng)新開發(fā)上。

采用這一技術(shù)，一般可以提高模具設(shè)計(jì)制造效率2～3倍。發(fā)展這一技術(shù)，最終是實(shí)現(xiàn)模具CAD/CAM一體化。3、沖壓生產(chǎn)的機(jī)械化與自動化國外還加強(qiáng)了由計(jì)算機(jī)控制的現(xiàn)代化全自動沖壓加工系統(tǒng)的研究與應(yīng)用，使沖壓生產(chǎn)達(dá)到高度自動化，從而減輕勞動強(qiáng)度和提高生產(chǎn)效率。為了滿足大批量生產(chǎn)的需要，沖壓設(shè)備由低速壓力機(jī)發(fā)展到高速自動壓力機(jī)。4、適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代快和生產(chǎn)批

量小的特點(diǎn)為了滿足產(chǎn)品更新?lián)Q代和小批量生產(chǎn)的需要，發(fā)展了一些新的成形工藝（如高能成形等）、簡易模具（如軟模和低熔點(diǎn)合金模等）、數(shù)控沖壓設(shè)備和沖壓柔性制造系統(tǒng)（FMS）等。這樣，就使沖壓生產(chǎn)既適合大批量生產(chǎn)，也適合小批量生產(chǎn)。5、改進(jìn)板料性能，以提高其成形

能力和使用效果

目前世界各先進(jìn)工業(yè)國不斷研制出沖壓性能良好的板材，以提高沖壓成形能力和使用效果。例如，研制高強(qiáng)度鋼板，用來生產(chǎn)汽車覆蓋件，以減輕零件重量和提高其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

第一章緒論第二章沖裁第三章彎曲第四章拉深第五章成形第六章板料的沖壓成形性能與成形極限第七章沖壓工藝設(shè)計(jì)第八章沖模結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)課程內(nèi)容目錄五、課程的特點(diǎn)及其學(xué)習(xí)的方法本門課程與前面所學(xué)課程的關(guān)聯(lián)：1.塑性力學(xué)的基本原理；2.材料力學(xué)的基本原理；3.金屬材料學(xué)與熱處理；4.數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造知識

總而言之，《沖壓工藝學(xué)》是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，經(jīng)驗(yàn)多于科學(xué)，系統(tǒng)性較差，要抓住三基本：基本概念、基本方法、基本技能關(guān)鍵是要學(xué)會分析問題和解決問題的思路和方法。教學(xué)參考書：1.肖景容,江奎華主編.沖壓工藝學(xué).機(jī)械工業(yè)出版社2.吳詩惇主編.沖壓工藝學(xué).西北工業(yè)大學(xué)出版社3.李碩本主編.沖壓工藝學(xué).機(jī)械工業(yè)出版社4.彭建聲編.冷沖壓技術(shù)問答（上、下冊）.機(jī)械工業(yè)出版社5.趙振鐸,翟建軍等著.板料沖壓原理與合理間隙.南海出版公司6.胡世光.板料冷壓成形原理.國防工業(yè)出版社7.吉田弘美等（一汽車身分廠技術(shù)科譯）.沖壓技術(shù)100例.吉林人民出版社

教學(xué)參考書：8.中川威雄等（郭青山等譯）.板料沖壓加工.天津科學(xué)技術(shù)出版社9.日本材料學(xué)會（陶永發(fā)等譯）