《模具設(shè)計(jì)》課件第1章（含緒論）

1、課程教學(xué)大綱模具設(shè)計(jì)方法是材料專業(yè)學(xué)生必選的一門專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課通過(guò)本課程學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)初步掌握模具設(shè)計(jì)的基本知識(shí)，沖壓及注塑模具設(shè)計(jì)方法與技術(shù)，為今后模具設(shè)計(jì)與制造工作奠定基礎(chǔ) 課程性質(zhì)、目的和任務(wù)認(rèn)識(shí)產(chǎn)品、工件、成形方法與模具之間的關(guān)系掌握常用模具的分類、基本結(jié)構(gòu)及用途掌握沖壓模具設(shè)計(jì)方法，能合理地設(shè)計(jì)一般沖壓件的成形工藝 及模具結(jié)構(gòu)黃亮博士主講，共16學(xué)時(shí)掌握注塑模具設(shè)計(jì)方法，能合理地設(shè)計(jì)一般注塑件的成形工藝 及模具結(jié)構(gòu) 課程的基本要求教材：陳劍鶴主編：模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 機(jī)械工業(yè)出版社，2006年教學(xué)提綱沖裁工藝與沖裁模具設(shè)計(jì)2彎曲工藝與彎曲模具設(shè)計(jì)3拉深工藝與拉深模具設(shè)計(jì)41冷沖壓成形工藝概論

2、其他成形工藝與模具設(shè)計(jì)5緒論模具是工業(yè)生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)裝備，它以其自身的特殊形狀通過(guò)一定的方式使原材料/半成品成形。優(yōu)點(diǎn)：高效率、低消耗、高一致性、高精度和高復(fù)雜程度。分類：金屬板料成形模具冷沖壓模具等； 金屬體積成形模具鍛造模、粉末冶金模、壓鑄模等； 非金屬材料成形模具塑料模、玻璃模、陶瓷模等。緒論模具“效益放大器”，其產(chǎn)品是模具價(jià)值的幾十、上百倍美國(guó)：“模具工業(yè)是美國(guó)工業(yè)的基石”日本：“模具是進(jìn)入富裕社會(huì)的原動(dòng)力”應(yīng)用：汽車、電機(jī)、電子、家電、通信以及國(guó)防（航空、航天、航海、兵器、電子、核技術(shù)）工業(yè)。我國(guó)：1997當(dāng)前國(guó)家重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)目錄 鼓勵(lì)外商投資產(chǎn)業(yè)目錄 1999當(dāng)前

3、國(guó)家優(yōu)先發(fā)展的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)領(lǐng)域指南(目錄) 2005模具工業(yè)總產(chǎn)值610億元，世界第三緒論高校和研究所：華中科技大學(xué)材料成形與模具技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室上海交通大學(xué)模具CAD國(guó)家工程研究中心北京機(jī)電研究所精沖技術(shù)國(guó)家工程研究中心研究方向：模具CAD/CAE/CAM技術(shù)、模具的電加工和數(shù)控技術(shù)、快速成形與快速制模技術(shù)、新型模具材料等方面提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制作周期等緒論發(fā)展方向：（1）模具結(jié)構(gòu)日趨大型、精密、復(fù)雜，模具壽命日益提高；（2）CAD/CAE/CAM技術(shù)在模具設(shè)計(jì)制造；（3）快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)的推廣應(yīng)用；（4）新技術(shù)在塑料模具中的推廣應(yīng)用；（5）提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使

4、用率；（6）開(kāi)發(fā)優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)；（7）高速銑削在模具加工中的推廣應(yīng)用；（8）研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程；（9）開(kāi)發(fā)成形新工藝和模具，培養(yǎng)新理念和新模式。教學(xué)提綱沖裁工藝與沖裁模具設(shè)計(jì)2彎曲工藝與彎曲模具設(shè)計(jì)3拉深工藝與拉深模具設(shè)計(jì)41冷沖壓成形工藝概論其他成形工藝與模具設(shè)計(jì)51.冷沖壓成形工藝概論 冷沖壓是金屬加工方法之一，它是建立在金屬塑性變形的基礎(chǔ)上，在常溫下利用沖模和沖壓設(shè)備對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的工件。 冷沖模是沖壓加工中將材料（金屬或非金屬）加工成工件或半成品的一種工藝裝備。 冷沖壓工藝是利用模具與沖壓設(shè)備完

5、成加工的過(guò)程。一般的沖壓加工，一臺(tái)沖壓設(shè)備每分鐘可生產(chǎn)零件的數(shù)目是幾件到幾十件；有時(shí)甚至可達(dá)每分鐘數(shù)百件或千件以上。所以生產(chǎn)率非常高，且操作簡(jiǎn)便，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化。沖壓產(chǎn)品的尺寸精度是由模具保證的，質(zhì)量穩(wěn)定，一般不需要再進(jìn)行機(jī)械加工。 1.1 冷沖壓工藝概述1.1.1 沖壓工藝基本概念1.冷沖壓成形工藝概論工件裝備模具1.冷沖壓成形工藝概論陸、海空、天1.冷沖壓成形工藝概論槍支零件1.冷沖壓成形工藝概論汽車零件1.冷沖壓成形工藝概論飛機(jī)零件1.冷沖壓成形工藝概論航天零件1.冷沖壓成形工藝概論加工對(duì)象：主要金屬板材加工依據(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(jī)加工工藝裝備：

6、沖壓模具合理的沖壓工藝先進(jìn)的模具高效的沖壓設(shè)備沖壓生產(chǎn)的三要素沖壓模具：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（俗稱沖模）。 沖模一種特殊工藝裝備。沖模與沖壓件有“一模一樣”的關(guān)系。沖模沒(méi)有通用性。沖模是沖壓生產(chǎn)必不可少的工藝裝備，決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力。沖模的功能和作用、沖模設(shè)計(jì)與制造方法和手段，決定了沖模是技術(shù)密集、高附加值型產(chǎn)品。 1.1.1 沖壓工藝基本概念（續(xù)）1.冷沖壓成形工藝概論冷沖壓加工的特點(diǎn)（1）節(jié)省材料 冷沖壓屬于少、無(wú)切削加工方法。氣門頂桿1-毛坯 2-工件 鉗口沖片排樣圖 1-鉗口沖片 2-轉(zhuǎn)子片 3-余料1.1.1

7、 沖壓工藝基本概念（續(xù)）1.冷沖壓成形工藝概論（2）制品有較好的互換性（3）冷沖壓可以加工壁薄、重量輕、形狀復(fù)雜、表面質(zhì)量好、剛性好的零件。1.1.1 沖壓工藝基本概念（續(xù)）1.冷沖壓成形工藝概論（4）生產(chǎn)效率高（5）操作簡(jiǎn)單 由于沖壓所用毛坯是板料或卷料，一般又是冷態(tài)加工，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化。 （6）由于冷沖壓生產(chǎn)效率高、材料利用率高，故生產(chǎn)的制品成本較低。 1.1.1 沖壓工藝基本概念（續(xù)）1.冷沖壓成形工藝概論冷沖壓加工的一些不足之處1、冷沖壓加工中所用的模具一般比較復(fù)雜，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，成本較高；2、冷沖壓最適合批量較大的生產(chǎn)。對(duì)于單件、小批量生產(chǎn)，冷沖壓工藝受到一定限制；3、沖壓適于

8、批量生產(chǎn)，且大部分是手工操作，這樣如果不重視安全生產(chǎn)和缺乏必要的防護(hù)裝置，就易發(fā)生事故。1.1.1 沖壓工藝基本概念（續(xù)）1.冷沖壓成形工藝概論（一）分離工序使沖壓件與板料沿一定的輪廓線相互分離，并獲得一定斷面質(zhì)量的沖壓加工方法。根據(jù)材料的變形特點(diǎn)（沖壓件形狀、尺寸精度、生產(chǎn)批量、原材料等）：分離工序、成形工序工序名稱工序簡(jiǎn)圖工序性質(zhì)及特征使用沖模結(jié)構(gòu)剪裁用剪刀或模具切斷板材，切斷線不封閉 落料用模具沿封閉線沖切板料，沖下的部分為工件，其余部分為廢料沖孔 用模具沿封閉線沖切板材，沖下的部分是廢料1.1.2 沖壓工序分類序號(hào)名稱合金狀態(tài)規(guī)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)重量（kg）單價(jià)（元/kg）金額（元）1鋁板5A

9、02-O1*1500*2500GB/T3880-972鋁板5A06H1125*1200*2400GB/T3880-973鋁板5A06H1128*1200*2000GB/T3880-974鋁板5A06-04*1250*2500GB/T3880-97合 計(jì)1.冷沖壓成形工藝概論（一）分離工序使沖壓件與板料沿一定的輪廓線相互分離，并獲得一定斷面質(zhì)量的沖壓加工方法。工序名稱工序簡(jiǎn)圖工序性質(zhì)及特征使用沖模結(jié)構(gòu)切口在坯料上將板材部分切開(kāi)，切口部分發(fā)生彎曲剖切將半成品切開(kāi)成兩個(gè)或幾個(gè)工件，常用于成雙沖壓切邊將拉深或成形后的半成品邊緣部分的多余材料切掉1.1.2 沖壓工序分類1.冷沖壓成形工藝概論（一）分離工

10、序使沖壓件與板料沿一定的輪廓線相互分離，并獲得一定斷面質(zhì)量的沖壓加工方法。整修： 指用凸、凹模（或上、下刀刃）沿半成品制件被沖裁的外緣或內(nèi)孔修切掉一層材料，以提高制件尺寸精度和降低沖裁截面粗糙度的一種沖裁工序。 1.1.2 沖壓工序分類1.冷沖壓成形工藝概論（二）成形工序指材料在不破裂的條件下產(chǎn)生塑性變形，從而獲得一定形狀、尺寸和精度要求零件的沖壓加工方法。工序名稱工序簡(jiǎn)圖工序性質(zhì)及特征使用沖模結(jié)構(gòu)彎曲用模具使材料彎曲成一定形狀卷圓將板料端部卷圓扭曲將平板毛坯的一部分相對(duì)于另一部分扭轉(zhuǎn)一個(gè)角度1.1.2 沖壓工序分類1.冷沖壓成形工藝概論工序名稱工序簡(jiǎn)圖工序性質(zhì)及特征使用沖模結(jié)構(gòu)拉深將板料毛坯

11、壓制成空心工件，壁厚基本不變變薄拉深用減小壁厚，增加工件高度的方法來(lái)改變空心件的尺寸，得到要求的底厚、壁薄的工件翻邊孔 的翻邊將板料或工件上有孔的邊緣翻成豎立邊緣（二）成形工序指材料在不破裂的條件下產(chǎn)生塑性變形，從而獲得一定形狀、尺寸和精度要求零件的沖壓加工方法。1.1.2 沖壓工序分類1.冷沖壓成形工藝概論工序名稱工序簡(jiǎn)圖工序性質(zhì)及特征使用沖模結(jié)構(gòu)外緣翻邊將板料毛坯壓制成空心工件，壁厚基本不變縮口 將空心件的口部縮小 擴(kuò)口 將空心件的口部擴(kuò)大，常用于管子 （二）成形工序指材料在不破裂的條件下產(chǎn)生塑性變形，從而獲得一定形狀、尺寸和精度要求零件的沖壓加工方法。1.1.2 沖壓工序分類1.冷沖壓成

12、形工藝概論工序名稱工序簡(jiǎn)圖工序性質(zhì)及特征使用沖模結(jié)構(gòu)起伏 在板料或工件上壓出肋條、花紋或文字，在起伏處的整個(gè)厚度上都有變薄 卷邊 將空心件的邊緣卷成一定的形狀 脹形 使空心件（或管料）的一部分沿徑向擴(kuò)張，呈凸肚形 （二）成形工序指材料在不破裂的條件下產(chǎn)生塑性變形，從而獲得一定形狀、尺寸和精度要求零件的沖壓加工方法。1.1.2 沖壓工序分類1.冷沖壓成形工藝概論工序名稱工序簡(jiǎn)圖工序性質(zhì)及特征使用沖模結(jié)構(gòu)旋壓 利用滾輪將板料毛坯滾壓成一定形狀（分變薄與不變薄兩種） 整形 把形狀不太準(zhǔn)確的工件校正成形 校平 將毛坯或工件不平的面或彎曲予以壓平 （二）成形工序指材料在不破裂的條件下產(chǎn)生塑性變形，從而獲

13、得一定形狀、尺寸和精度要求零件的沖壓加工方法。1.1.2 沖壓工序分類1.冷沖壓成形工藝概論（二）成形工序指材料在不破裂的條件下產(chǎn)生塑性變形，從而獲得一定形狀、尺寸和精度要求零件的沖壓加工方法。1.1.2 沖壓工序分類1.冷沖壓成形工藝概論（二）成形工序指材料在不破裂的條件下產(chǎn)生塑性變形，從而獲得一定形狀、尺寸和精度要求零件的沖壓加工方法。1.1.2 沖壓工序分類電磁板料成形1.冷沖壓成形工藝概論（1）按完成工序特征分類：沖裁模、彎曲模、拉伸模、成形模等。（2）按模具的導(dǎo)向形式分類：無(wú)導(dǎo)向模具和導(dǎo)向模具。其中，導(dǎo)向模具又包括導(dǎo)板、導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向模具。（3）按模具完成的沖壓工序內(nèi)容分類：?jiǎn)喂ば蚰?/p>

14、和組合工序模（級(jí)進(jìn)模、復(fù)合模）。（4）按自動(dòng)化程度分類：手工送料模、半自動(dòng)模、自動(dòng)模等。1.2 模具分類及結(jié)構(gòu)1.2.1 模具分類1.冷沖壓成形工藝概論（1）單工序模在沖壓的一次行程中，只能完成一個(gè)沖壓工序的模具，稱為單工序模，也稱為簡(jiǎn)單模。1.2.2 模具結(jié)構(gòu)1.冷沖壓成形工藝概論（2）級(jí)進(jìn)模（連續(xù)模） 在條料的送進(jìn)方向上，具有兩個(gè)或兩個(gè)以上工位，并在沖壓的一次行程中，在不同的工位上同時(shí)完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具，稱為級(jí)進(jìn)模。1.2.2 模具結(jié)構(gòu)電機(jī)轉(zhuǎn)子多工位級(jí)進(jìn)模1.冷沖壓成形工藝概論常用級(jí)進(jìn)模的結(jié)構(gòu)類型 沖孔、落料沖孔、切斷 沖孔、彎曲、切斷 連續(xù)拉深、落料 1.2.2 模具結(jié)構(gòu)1

15、.冷沖壓成形工藝概論沖孔、切斷、彎曲 沖孔、翻邊、落料 沖孔、翻邊、落料 沖孔、壓印、落料常用級(jí)進(jìn)模的結(jié)構(gòu)類型 1.2.2 模具結(jié)構(gòu)1.冷沖壓成形工藝概論沖孔、切斷 連續(xù)拉深、沖孔、落料 常用級(jí)進(jìn)模的結(jié)構(gòu)類型 1.2.2 模具結(jié)構(gòu)1.冷沖壓成形工藝概論（3）復(fù)合模 只有一個(gè)工位，并在壓力機(jī)的一次行程中，同時(shí)完成兩道或兩道以上沖壓工序的沖模，稱為復(fù)合模。 復(fù)合模有正裝式和倒裝式兩種結(jié)構(gòu)。1.2.2 模具結(jié)構(gòu)電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子復(fù)合模1.冷沖壓成形工藝概論落料、沖孔 沖孔、切邊 切斷、彎曲 落料、拉深、沖孔 1.2.2 模具結(jié)構(gòu)常用復(fù)合模的結(jié)構(gòu)類型 1.冷沖壓成形工藝概論切斷、彎曲、沖孔 落料、拉深、沖

16、孔、翻邊 落料、拉深 沖孔、翻邊 1.2.2 模具結(jié)構(gòu)常用復(fù)合模的結(jié)構(gòu)類型 1.冷沖壓成形工藝概論落料、拉深、切邊 落料、脹形、沖孔 1.2.2 模具結(jié)構(gòu)常用復(fù)合模的結(jié)構(gòu)類型 1.冷沖壓成形工藝概論單工序模、復(fù)合模和級(jí)進(jìn)模的特點(diǎn)比較項(xiàng)目單工序模復(fù)合模級(jí)進(jìn)模沖壓精度一般較低中、高級(jí)精度中、高級(jí)精度原材料要求不嚴(yán)格除條料外，小件也可用邊角料條料或卷料沖壓生產(chǎn)率低較高高實(shí)現(xiàn)操作機(jī)械化自動(dòng)化的可能性較易，尤其適合于在多工位壓力機(jī)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化難，只能在單機(jī)上實(shí)現(xiàn)部分機(jī)械操作容易，尤其適合于在單機(jī)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)通用性好，適合于中、小批量生產(chǎn)及大型件的大量生產(chǎn)較差，僅適合于大批量生產(chǎn)較差，僅適合于中、小型

17、零件的大批量生產(chǎn)沖模制造的復(fù)雜性和價(jià)格結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造周期短，價(jià)格低結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難度大，價(jià)格高結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造和調(diào)整難度大，價(jià)格與工位數(shù)成比例上升1.2.2 模具結(jié)構(gòu)1.冷沖壓成形工藝概論沖模通常由上、下模兩部分構(gòu)成。組成模具的零件主要有兩類：（2）結(jié)構(gòu)零件：不直接參與完成工藝過(guò)程，也不和坯料有直接接觸，只對(duì)模具完成工藝過(guò)程起保證作用，或?qū)δ＞吖δ芷鹜晟谱饔?，包括：?dǎo)向零件、緊固零件、標(biāo)準(zhǔn)件及其它零件等。（1）工藝零件：直接參與工藝過(guò)程的完成并和坯料有直接接觸，包括：成形零件、定位零件、卸料與壓料零件等；1.2.2 模具結(jié)構(gòu)1.冷沖壓成形工藝概論（一）沖裁模圖1-1導(dǎo)柱導(dǎo)套式?jīng)_裁模1-模柄 2-

18、上模座 3-導(dǎo)套 4-導(dǎo)柱 5-凹模 6-下模座 7、14、15-螺釘8-擋料銷 9-導(dǎo)料板 10-固定卸料板 11-凸模 12-凸模固定板 13-墊板1.2.2 模具結(jié)構(gòu)1.冷沖壓成形工藝概論 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)導(dǎo)柱與模座孔為H7/r6（或R7/h6）的過(guò)盈配合導(dǎo)套與上模座孔為H7/r6的過(guò)盈配合導(dǎo)柱與導(dǎo)套采用H7/h6的間隙配合模具的上模部分由模柄與壓力機(jī)滑塊連接，下模部分用壓板與工作臺(tái)連接導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠，并能保證凸、凹模之間的沖裁間隙均勻穩(wěn)定，因此，沖裁件的精度較高，使用壽命長(zhǎng)，而且安裝方便，而且在沖床上安裝使用方便。與導(dǎo)板沖模相比，其敞開(kāi)性好，視野廣，便于操作。卸料板不再起導(dǎo)向作用，單純用來(lái)卸料。

19、導(dǎo)柱式?jīng)_模目前使用較為普遍，適合大批量生產(chǎn)。沖模外形輪廓尺寸較大，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，制造成本高。目前各工廠逐漸采用標(biāo)準(zhǔn)模架，這樣可以大大減少設(shè)計(jì)時(shí)間和制作周期。 導(dǎo)柱式?jīng)_模的優(yōu)點(diǎn)導(dǎo)柱式?jīng)_模的缺點(diǎn)1.冷沖壓成形工藝概論 部件分類和功能1）工作零件：直接對(duì)坯料、板料進(jìn)行沖壓加工的沖模零件，如凸模11、凹模5、凸凹模。2）定位零件：確定條料或坯料在沖模中準(zhǔn)確位置的零件，如擋料銷8、導(dǎo)料板9、定位板、定位銷、導(dǎo)正銷、側(cè)刃。3）卸料及壓料零件：將沖切后的零件或廢料從模具中卸下來(lái)的零件，如固定卸料板10、推件裝置、頂件裝置、壓邊圈。4）導(dǎo)向零件：用以確定上下模的相對(duì)位置、保證運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向精度的零件，如導(dǎo)套3、導(dǎo)柱

20、4、導(dǎo)板、導(dǎo)筒。5）支撐零件：將凸模/凹模固定于上/下模上、以及將上下模固定在壓力機(jī)上的零件，如上模座2、下模座6、模柄1、凸/凹模固定板12、墊板13。6）連接零件：把模具上所有零件連接成一個(gè)整體的零件，如螺釘7/14/15、銷釘、限位器、彈簧、橡膠墊等。另：模具分上模部分和下模部分，上模部分由模柄與壓力機(jī)滑塊連接，下模部分用壓板與工作臺(tái)連接。1.冷沖壓成形工藝概論（二）彎曲模圖1-2V形件彎曲模1-凹模 2-頂件器 3-定位板 4-凸模彎曲模具可分為： 簡(jiǎn)單動(dòng)作彎曲模 復(fù)雜動(dòng)作彎曲模 級(jí)進(jìn)彎曲模 通用彎曲模主要零件：凸模4和凹模1工作時(shí)，將毛坯放在定位板之間，在凸模的作用下，毛坯沿凹模圓角

21、滑動(dòng)，與其同時(shí)，頂件器2向下運(yùn)動(dòng)，并壓縮彈簧，直至毛坯彎曲成形。1.冷沖壓成形工藝概論（三）拉深模圖1-3首次拉深模拉深模的種類很多，可以從不同的角度進(jìn)行分類。常用的分類方法如下。 (1) 按工序順序分：首次拉深模；以后各次拉深模。 (2) 按有無(wú)壓邊裝置分：帶壓邊裝置的拉深模；無(wú)壓邊裝置的拉深模。 (3) 按使用的設(shè)備分：?jiǎn)蝿?dòng)壓力機(jī)用拉深模；雙動(dòng)壓力機(jī)用拉深模；三動(dòng)壓力機(jī)用拉深模。 (4) 按工序的組合分：簡(jiǎn)單拉深模；復(fù)合拉深模；連續(xù)拉深模。 左圖所示首次拉深模，適用于拉深板料較薄及拉深高度較大、容易起皺的零件。工作時(shí)，凸模下降，壓料圈也一同下降，當(dāng)壓料圈與坯料接觸后，上模部分繼續(xù)下降，壓料

22、圈壓住坯料進(jìn)行拉深。1.冷沖壓成形工藝概論冷沖壓常用材料有： 黑色金屬 普通碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼、不銹鋼、電工硅鋼等。 有色金屬 純銅、黃銅、青銅、鋁等。 非金屬材料 紙板、膠木板、橡膠板、塑料板、纖維板和云母等。一般來(lái)說(shuō)，金屬材料既適合于成形工序也適合于分離工序，而非金屬一般僅適合于分離工序。沖壓用材料的基本要求主要有以下兩方面:（1） 沖壓件的功能要求沖壓件必須具有一定的強(qiáng)度、剛度、沖擊韌度等力學(xué)性能要求。（2） 沖壓工藝的要求沖壓用材料必須具有良好的沖壓工藝性能要求。1.3 工藝中常用材料1.3.1 沖壓常用材料1.冷沖壓成形工藝概論 冷沖壓用材料大部分是各

23、種規(guī)格的板料、帶料和塊料。板料的尺寸較大，一般用于大型零件的沖壓。對(duì)于中小型零件，多數(shù)是將板料剪裁成條料后使用。帶料 (又稱卷料)有各種規(guī)格的寬度，展開(kāi)長(zhǎng)度可達(dá)幾十米，適用于大批量生產(chǎn)的自動(dòng)送料，材料厚度很小時(shí)也可做成帶料供應(yīng)。塊料只用于少數(shù)鋼號(hào)和價(jià)錢昂貴的有色金屬的沖壓。 對(duì)冷軋鋼板，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T7082006規(guī)定，按軋制精度（鋼板厚度精度）可分為A、B級(jí)：A較高精度；B普通精度。 對(duì)厚度4mm以下的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼冷軋薄鋼板，根據(jù)GB13237一91規(guī)定，按鋼板表面質(zhì)量可分為、三組。按拉深級(jí)別又分為Z、S、P三級(jí): 高級(jí)的精整表面； Z 最深拉深級(jí)； 較高級(jí)的精整表面； S 深拉深級(jí)

24、； 普通的精整表面。 P 普通拉深級(jí)。根據(jù)相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，可以在沖壓工藝文件上用如下方式標(biāo)注鋼板的牌號(hào)1.3.2 常用金屬?zèng)_壓材料的規(guī)格1.冷沖壓成形工藝概論1.高強(qiáng)度鋼板屈服強(qiáng)度大于等于Q460的鋼板就叫高強(qiáng)度鋼板（目前）。應(yīng)用特點(diǎn)：能減輕沖壓件的重量，節(jié)省能源和降低沖壓產(chǎn)品成本。2.耐腐蝕鋼板耐蝕性比普通鋼板提高3-5倍。3.涂層板強(qiáng)抗腐蝕性能，鍍層與基體鋼的結(jié)合性能及加工性能（沖壓成形性能和焊接性能）均屬優(yōu)良。4.復(fù)合板材破裂時(shí)的變形比單體材料破裂時(shí)的變形更大。1.3.3 新型沖壓材料簡(jiǎn)介1.冷沖壓成形工藝概論1.選擇材料的一般原則 要有足夠的使用性能。 良好的工藝性能。 合理的經(jīng)濟(jì)性能

25、。2.選擇模具材料應(yīng)考慮的因素 模具的工作條件：如模具的受力狀態(tài)、工作溫度、腐蝕性等。 模具的工作性質(zhì)。 模具結(jié)構(gòu)因素：如模具的大小、形狀、各部件的作用、使用性質(zhì)等。 模具的加工手段。 熱處理要求。1.3.4 模具常用材料1.冷沖壓成形工藝概論3.模具材料常見(jiàn)缺陷（1）模具材料易存在的質(zhì)量問(wèn)題1)非金屬夾雜物。2)碳化物偏析。3)中心疏松和白點(diǎn)。 （2）模具制造方面的質(zhì)量問(wèn)題 毛坯鍛造時(shí)的一般缺陷。外部缺陷：如裂紋、鱗皮、凹坑、折疊等；內(nèi)部缺陷：如過(guò)熱、過(guò)燒、疏松、組織偏析等。帶有這些缺陷的坯料制作的模具極易產(chǎn)生斷裂，或使熱處理后的部件存在應(yīng)力使得模具過(guò)早失效。 碳化物形態(tài)和分布均勻性不良。合

26、理的鍛造工藝能使金屬晶粒和碳化物細(xì)化，改善碳化物的分布均勻性，減輕偏析程度。不合理的鍛造工藝達(dá)不到上述目的，致使模具存在內(nèi)在質(zhì)量問(wèn)題而影響模具壽命。 流線走向和分布不合理。鍛造加工會(huì)使金屬內(nèi)部的非金屬夾雜物隨金屬的塑變流動(dòng)而延伸，在組織內(nèi)部形成明顯的流線，稱之為纖維方向。平行于纖維方向的抗壓能力和抗沖擊能力強(qiáng)，垂直于纖維方向的抗剪能力強(qiáng)，稱這一現(xiàn)象為金屬的方向異性。1.3.4 模具常用材料1.冷沖壓成形工藝概論(3)模具加工方式產(chǎn)生的缺陷1)電加工時(shí)，由于高壓放電產(chǎn)生高溫會(huì)使部件表層的晶相組織發(fā)生變化，產(chǎn)生脫碳、殘余應(yīng)力等，致使模具磨損壽命降低。2)磨削加工時(shí)是否有燒傷、機(jī)械損傷等其他加工缺陷

27、。(4)模具熱處理產(chǎn)生的缺陷1)過(guò)熱和過(guò)燒。 2)脫碳和腐蝕。3)淬火裂紋。 4)回火不足。表1-4 常用模具材料模具類型零件名稱常用材料熱處理HRC冷沖模凸、凹模Cr12、Cr12MoV、CrWMn、9CrSi、W18Cr4V、9Mn2V、T10A、T12A58-62固定板、卸料板30、35、45墊板45、T7、T845-551.3.4 模具常用材料4.常用模具材料1.冷沖壓成形工藝概論沖壓加工的設(shè)備特點(diǎn)：工作機(jī)構(gòu)只需作簡(jiǎn)單的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，復(fù)雜的沖壓工序主要靠模具完成；傳動(dòng)系統(tǒng)靈敏可靠，規(guī)律性強(qiáng)，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。沖壓設(shè)備一般分為：機(jī)械(曲柄)壓力機(jī)、電磁壓力機(jī)、氣動(dòng)壓力機(jī)和液壓機(jī)。常用機(jī)械

28、壓力機(jī)和液壓機(jī)兩大類。沖壓設(shè)備的型號(hào)是按照機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)的類、列、組編制的。1.4 沖壓設(shè)備1.4.1 壓力機(jī)的分類和型號(hào)1.冷沖壓成形工藝概論例如：JA3116A曲軸壓力機(jī)型號(hào)的意義是：J機(jī)械壓力機(jī)A參數(shù)與基本型號(hào)不同的第一種變型3第三列1第一組16標(biāo)稱壓力為160kN A結(jié)構(gòu)和性能對(duì)原形作了第一次改進(jìn)類型名稱拼音代號(hào)類型名稱拼音代號(hào)類型名稱拼音代號(hào)機(jī)械壓力機(jī)J錘C彎曲校正機(jī)W液壓壓力機(jī)Y鍛 機(jī)D其 他T自動(dòng)壓力機(jī)Z剪 切 機(jī)Q表1-5 壓力機(jī)分類參見(jiàn)機(jī)床手冊(cè)1.4.1 壓力機(jī)的分類和型號(hào)1.冷沖壓成形工藝概論壓力機(jī)的名詞解釋開(kāi)式壓力機(jī)：指床身結(jié)構(gòu)為C 型，操作者可以從前、左、右接近工作臺(tái)，操作空

29、間大，可左右送料的壓力機(jī)。單柱壓力機(jī)：指開(kāi)式壓力機(jī)床身為單柱，此種壓力機(jī)不能前后送料。雙柱壓力機(jī)：指開(kāi)式壓力機(jī)床身為雙柱型，可前后、左右送料?？蓛A壓力機(jī)：指開(kāi)式壓力機(jī)床身可傾斜一定角度，便于出料?；顒?dòng)臺(tái)壓力機(jī)：指工作臺(tái)能作水平移動(dòng)的開(kāi)式壓力機(jī)。固定臺(tái)壓力機(jī)：指工作臺(tái)不能作水平移動(dòng)的開(kāi)式壓力機(jī)。閉式壓力機(jī)：指床身為左右封閉的壓力機(jī)。床身為框架式或叫龍門式，操作者只能從前后兩個(gè)方向接近工作臺(tái)，操作空間小，只能前后送料。單點(diǎn)壓力機(jī)：指滑塊由一個(gè)連桿驅(qū)動(dòng)的壓力機(jī)，用于小噸位、臺(tái)面較小的壓力機(jī)。雙點(diǎn)壓力機(jī)：指滑塊由兩個(gè)連桿驅(qū)動(dòng)的壓力機(jī)，用于大噸位、臺(tái)面較寬的壓力機(jī)。四點(diǎn)壓力機(jī)：指滑塊由四個(gè)連桿驅(qū)動(dòng)的壓力

30、機(jī)，用于前后左右都較大的壓力機(jī)。單動(dòng)壓力機(jī)：指只有一個(gè)滑塊的壓力機(jī)。雙動(dòng)壓力機(jī)：指具有內(nèi)、外滑塊的壓力機(jī)，內(nèi)滑塊用于壓邊，外滑塊用于拉深。上傳動(dòng)壓力機(jī)：指?jìng)鲃?dòng)機(jī)構(gòu)在工作臺(tái)以上的壓力機(jī)。下傳動(dòng)壓力機(jī)：指?jìng)鲃?dòng)機(jī)構(gòu)在工作臺(tái)以下的壓力機(jī)。1.4.1 壓力機(jī)的分類和型號(hào)1.冷沖壓成形工藝概論1.曲柄壓力機(jī) 是以曲柄連桿結(jié)構(gòu)為主傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的機(jī)械式壓力機(jī)，它是沖壓加工中應(yīng)用最廣泛的一種，能完成各種沖壓工序，如沖裁、彎曲、拉深等。1.4.2 常用壓力機(jī)的類型結(jié)構(gòu)圖1-4 開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)結(jié)構(gòu)圖1-電動(dòng)機(jī)；2-大V帶輪；3-離合器；4-曲軸；5-制動(dòng)器；6-連桿；7-滑塊；8-墊板；9-工作臺(tái)；10-床身圖1-

31、5 JB23-63型壓力機(jī)工作原理圖1-電動(dòng)機(jī)；2-小V帶輪；3-大V帶輪；4-小齒輪；5-大齒輪；6-離合器；7-曲軸；8-制動(dòng)器；9-連桿；10-滑塊；11-上模；12-下模；13-墊板；14-工作臺(tái)1.冷沖壓成形工藝概論1.曲柄壓力機(jī)圖1-6 曲柄壓力機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖1-電動(dòng)機(jī)；2-平帶；3-小齒輪；4-曲軸；5-離合器；6-連桿；7-滑塊；8-制動(dòng)器；9-飛輪(1)傳動(dòng)系統(tǒng)包括由電動(dòng)機(jī)、帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)等機(jī)構(gòu)。其中，后者可統(tǒng)稱，大/小皮帶輪及皮帶組成的帶輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(大中型壓力機(jī)還設(shè)有傳動(dòng)軸和大、小齒輪組成的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu))等。1.4.2 常用壓力機(jī)的類型結(jié)構(gòu)如圖1-6所示，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)

32、二級(jí)減速傳給了曲軸，曲軸通過(guò)連桿帶動(dòng)滑塊做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。這種壓力機(jī)的曲軸是橫向放置的，齒輪、帶輪均在床身之外，裝配容易，維修方便，但占據(jù)空間大，零部件分散，安全感和外觀較差。1.冷沖壓成形工藝概論1.曲柄壓力機(jī)1.4.2 常用壓力機(jī)的類型結(jié)構(gòu)(2)工作機(jī)構(gòu)即為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。圖1-7 曲柄滑塊結(jié)構(gòu)1-連桿；2-調(diào)節(jié)螺桿；3-滑塊；4-打料橫梁；5-鎖緊機(jī)構(gòu)；6-棘輪機(jī)構(gòu)；7-球形墊；8-保險(xiǎn)器；9-夾持器由圖1-7可知，壓力機(jī)的連桿由連桿1和調(diào)節(jié)螺桿2組成，通過(guò)棘輪機(jī)構(gòu)6旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺桿2可改變連桿長(zhǎng)度，從而達(dá)到調(diào)節(jié)壓力機(jī)閉合高度的目的。模柄插入模柄孔（滑塊下方一個(gè)豎直的孔）后，有夾持器9將模柄夾緊

33、，從而固定上模在滑塊上。為防止壓力機(jī)超載，在滑塊球形墊7下面裝有保險(xiǎn)器8，當(dāng)壓力機(jī)的載荷超過(guò)其承載能力時(shí)，保險(xiǎn)器被剪切皮厚，這樣可保護(hù)壓力機(jī)免遭破壞。1.冷沖壓成形工藝概論1.曲柄壓力機(jī)1.4.2 常用壓力機(jī)的類型結(jié)構(gòu)(2)工作機(jī)構(gòu)圖1-8 剛性打料裝置1-打料螺釘；2-打料橫梁；3-打料桿；4-凹模；5-制件（或廢料）；6-條料；7-凸模為了頂出卡在上模中的制件或廢料，壓力機(jī)上裝有可調(diào)剛性頂件(即剛性打料)裝置。由圖1-8可知，滑塊上有一水平的長(zhǎng)方形通孔，孔內(nèi)自由放置打料橫梁2，當(dāng)滑塊運(yùn)行到下止點(diǎn)進(jìn)行沖壓加工時(shí)，制件（或廢料）進(jìn)入上模將打料桿3頂起，打料桿3又將打料橫梁2抬起，當(dāng)滑塊上升時(shí)，

34、打料橫梁兩端碰上固定在床身上的打料螺釘1，使之不能繼續(xù)隨滑塊向上運(yùn)動(dòng)，從而通過(guò)打料桿將卡在上模中的制件（或廢料）打出。1.冷沖壓成形工藝概論1.曲柄壓力機(jī)1.4.2 常用壓力機(jī)的類型結(jié)構(gòu)(3)操縱系統(tǒng) 包括離合器、制動(dòng)器和電氣控制裝置等，現(xiàn)代化設(shè)備上還裝備了工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。圖1-9 雙轉(zhuǎn)鍵剛性離合器1.冷沖壓成形工藝概論1.曲柄壓力機(jī)1.4.2 常用壓力機(jī)的類型結(jié)構(gòu)(4)支撐部件 包括床身、工作臺(tái)等。承受全部沖壓力，并將壓力機(jī)所有的零部件聯(lián)結(jié)起來(lái)，保證全機(jī)所要求的精度、強(qiáng)度和剛度。JB23-63型壓力機(jī)的支撐系統(tǒng)床身由兩部分組成，呈C形。床身10上部分可相對(duì)底座轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度（約30），從而使

35、工作臺(tái)傾斜。C形床身由兩個(gè)立柱，工作時(shí)可從三個(gè)方向操作，故稱為開(kāi)式雙柱可傾式曲柄壓力機(jī)。開(kāi)式壓力機(jī)的主要缺點(diǎn)是剛性差，影響制件精度和模具壽命。圖1-4 開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)結(jié)構(gòu)圖1-電動(dòng)機(jī)；2-大V帶輪；3-離合器；4-曲軸；5-制動(dòng)器；6-連桿；7-滑塊；8-墊板；9-工作臺(tái)；10-床身(5)輔助系統(tǒng) 指潤(rùn)滑系統(tǒng)、保護(hù)裝置和氣墊等。1.冷沖壓成形工藝概論優(yōu)點(diǎn)：精度高、剛性好、生產(chǎn)效率高、操作方便、易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化生產(chǎn)等。所應(yīng)用的加工工藝沖裁、彎曲、成形、淺拉深等加工工藝。所應(yīng)用的加工領(lǐng)域國(guó)防、汽車、拖拉機(jī)、電子、醫(yī)療機(jī)械、動(dòng)力機(jī)械及日用品等領(lǐng)域。1.曲柄壓力機(jī)1.4.2 常用壓力機(jī)的類型結(jié)

36、構(gòu)1.冷沖壓成形工藝概論曲柄壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù) 壓力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)反映壓力機(jī)的工藝能力，包括制件的大小及生產(chǎn)率等。同時(shí)，也是作為在模具設(shè)計(jì)中，選擇所使用的沖壓設(shè)備、確定模具結(jié)構(gòu)尺寸的重要依據(jù)。(1)標(biāo)稱壓力 是指滑塊離下止點(diǎn)（下死點(diǎn)）前某一特定距離或曲柄旋轉(zhuǎn)到離下止點(diǎn)前某一特定角度時(shí)，滑塊上允許承受的最大作用力。通過(guò)模具在沖壓過(guò)程中產(chǎn)生的壓力就是壓力機(jī)工作壓力。由曲柄連桿機(jī)構(gòu)的工作原理可知，壓力機(jī)滑塊的靜力學(xué)壓力隨曲柄轉(zhuǎn)角的變化而變化。 例如：J31-315型壓力機(jī)的標(biāo)稱壓力為3150kN，它是指滑塊離下止點(diǎn)前10.5mm或曲柄旋轉(zhuǎn)到離下止點(diǎn)前20時(shí)，滑塊上所允許承受的最大作用力。1.曲柄

37、壓力機(jī)1.4.2 常用壓力機(jī)的類型結(jié)構(gòu)1.冷沖壓成形工藝概論(2)滑塊行程是指滑塊從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)所經(jīng)過(guò)的距離，其大小隨工藝用途和標(biāo)稱壓力的不同而不同。例如：沖裁用壓力機(jī)行程較小，拉深用壓力機(jī)行程較大。(3)行程次數(shù)是指滑塊每分鐘從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)，然后再回到上止點(diǎn)所往復(fù)的次數(shù)。例如：一般小型壓力機(jī)和沖裁用壓力機(jī)行程次數(shù)較多，大型壓力機(jī)和拉深用壓力機(jī)行程次數(shù)較少。1.曲柄壓力機(jī)1.4.2 常用壓力機(jī)的類型結(jié)構(gòu)1.冷沖壓成形工藝概論(4)閉合高度是指滑塊在下止點(diǎn)時(shí)，滑塊下表面到工作臺(tái)上表面的距離。例如：當(dāng)閉合高度調(diào)節(jié)裝置將滑塊調(diào)整到最上位置時(shí)，閉合高度最大，稱為最大閉合高度；將滑塊調(diào)整到最下位置時(shí)

38、，閉合高度最小，稱為最小閉合高度。閉合高度從最大到最小可以調(diào)節(jié)的范圍，稱為閉合高度調(diào)節(jié)量。(5)裝模高度當(dāng)工作臺(tái)面上裝有工作墊板，并且滑塊在下止點(diǎn)時(shí)，滑塊下表面到墊板上表面的距離。例如：在最大閉合狀態(tài)時(shí)的裝模高度稱為最大裝模高度，在最小閉合狀態(tài)時(shí)的裝模高度稱為最小裝模高度。裝模高度和閉合高度之差為墊板厚度。1.曲柄壓力機(jī)1.4.2 常用壓力機(jī)的類型結(jié)構(gòu)1.冷沖壓成形工藝概論(6)連桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度又稱裝模高度調(diào)節(jié)量。通過(guò)改變連桿長(zhǎng)度來(lái)改變壓力機(jī)的閉合高度，以適應(yīng)不同閉合高度模具的要求。(7)壓力機(jī)工作臺(tái)面尺寸壓力機(jī)工作臺(tái)面尺寸應(yīng)大于沖模的相應(yīng)尺寸。(8)落料孔尺寸設(shè)置落料孔是為了沖件下落或在下模底部

39、安裝彈頂裝置。(9)模柄孔尺寸模柄直徑應(yīng)略小于滑塊內(nèi)模柄安裝孔的直徑。 (10)壓力機(jī)電動(dòng)機(jī)功率壓力機(jī)電動(dòng)機(jī)功率應(yīng)大于沖壓時(shí)所需要的功率。 1.曲柄壓力機(jī)1.4.2 常用壓力機(jī)的類型結(jié)構(gòu)1.冷沖壓成形工藝概論(1)單動(dòng)壓力機(jī)常利用氣墊壓邊。(2)雙動(dòng)壓力機(jī)有兩個(gè)分別運(yùn)動(dòng)的滑塊，內(nèi)滑塊用于拉深，外滑塊用于壓邊。1.4.2 常用壓力機(jī)的類型結(jié)構(gòu)2.雙動(dòng)拉深壓力機(jī)1.冷沖壓成形工藝概論2.雙動(dòng)拉深壓力機(jī)1.4.2 常用壓力機(jī)的類型結(jié)構(gòu)圖1-11 J44-55B型雙動(dòng)拉深壓力機(jī)1-拉深滑塊；2-連桿；3-壓邊滑塊；4-活動(dòng)工作臺(tái)；5-頂件裝置；6-凸輪；7-主軸；8-偏心齒輪工作部分由拉深滑塊1、壓邊

40、滑塊3、活動(dòng)工作臺(tái)4組成。主軸7通過(guò)偏心齒輪8和連桿2帶動(dòng)拉深滑塊1作上、下移動(dòng)，凸模裝在拉深滑塊上。壓邊滑塊在工作時(shí)不動(dòng)，它與活動(dòng)工作臺(tái)的距離可通過(guò)絲杠調(diào)節(jié)。凹模裝在活動(dòng)工作臺(tái)上?；顒?dòng)工作臺(tái)的頂起與降落是靠凸輪6實(shí)現(xiàn)的。拉深時(shí)，凸模下降至還未伸出壓邊滑塊前，活動(dòng)工作臺(tái)就被凸輪頂起，把板料壓緊在凹模和壓邊滑塊之間，并停留在這一位置，直至凸模繼續(xù)下降，拉深結(jié)束。然后凸模上升，活動(dòng)工作臺(tái)下降，頂尖裝置5把工件從凹模內(nèi)頂出。具有可滿足拉深要求的特點(diǎn)：內(nèi)、外滑塊行程與運(yùn)動(dòng)配合。內(nèi)、外滑塊速度。外滑塊的壓邊力可調(diào)。1.冷沖壓成形工藝概論2.雙動(dòng)拉深壓力機(jī)1.4.2 常用壓力機(jī)的類型結(jié)構(gòu)1.冷沖壓成形工藝概論是利用摩擦盤與飛輪之間相互接觸，傳遞動(dòng)力，并根據(jù)螺桿與螺母相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使滑塊產(chǎn)生上、下往復(fù)運(yùn)動(dòng)