沖壓加工工序的分類、特點(diǎn)和加工設(shè)備

1、沖壓加工工序的分類、特點(diǎn)和加工設(shè)備1.1 沖壓加工概述 1.1.1 沖壓加工工序的分類 1.1.2 沖壓加工的工藝特點(diǎn) 1.1.3 沖壓加工的發(fā)展現(xiàn)狀1.2 沖壓加工設(shè)備 1.2.1 曲柄壓力機(jī)的組成及應(yīng)用 1.2.2 曲柄壓力機(jī)的主要類型 1.2.3 曲柄壓力機(jī)的型號和技術(shù)參數(shù) 1.2.4 其他沖壓設(shè)備第1章 緒論能力要求 了解沖壓的應(yīng)用，能根據(jù)沖壓件的結(jié)構(gòu)特征初步 判斷出該沖壓件所需的基本沖壓工序熟悉沖壓材料的種類及供應(yīng)規(guī)格熟悉常用沖壓設(shè)備的類型及適應(yīng)工藝 沖壓與人們的生活息息相關(guān)，你身邊就會有許多沖壓件所組成的產(chǎn)品：大到汽車飛機(jī)，小到手表相機(jī)。模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，被稱為“制造業(yè)

2、之母”。75%的粗加工工業(yè)產(chǎn)品零件、50%的精加工零件均由模具成形，機(jī)電新產(chǎn)品的開發(fā)往往取決于模具的研發(fā)能力。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價值，往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍。一塊普通的金屬板料如何會在沖壓之后成為一件形狀復(fù)雜、外觀漂亮、價值昂貴的產(chǎn)品呢？ 沖壓的概念日常生活用品1.1 沖壓加工概述食品行業(yè)電機(jī)行業(yè)儀器、儀表行業(yè)家用電器、電腦行業(yè)空調(diào)背板洗衣機(jī)滾筒電子行業(yè)接插件端子電子行業(yè)汽車行業(yè)航空業(yè)及軍事蘇33艦載戰(zhàn)斗機(jī)美國F18戰(zhàn)斗機(jī)什么是沖壓？在常溫下，利用沖模在壓力機(jī)上對金屬（或非金屬）板料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而得到具有一定形狀、尺寸和性能的零件

3、。分離塑性變形沖壓的概念 沖壓是在常溫下進(jìn)行的,即不需加熱,故又叫冷沖壓。 沖壓加工的對象都是板料，故又稱為板料沖壓。 沖壓是由設(shè)備和模具完成其加工過程的，需具備三 個要素：沖床(設(shè)備）、模具、原材料。 沖壓是塑性變形的基本形式之一。由沖壓概念可知： 在沖壓加工中，將材料（金屬或非金屬）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)。沖模是實現(xiàn)沖壓加工必不可少的工藝裝備，沒有先進(jìn)的模具技術(shù)，先進(jìn)的沖壓工藝就無法實現(xiàn)。1.1.1 沖壓加工工序的分類1.按變形性質(zhì)分類分離工序成形工序（1）分離工序 沖壓成形時，被加工材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)變形區(qū)材料受到的剪切應(yīng)力達(dá)到材料的

4、抗剪強(qiáng)度，材料便產(chǎn)生剪切而分離，從而形成一定形狀和尺寸的零件。分離工序主要有剪裁、沖孔、落料、切口、剖切等。 DDDD落料剪切分離工序示意有分離現(xiàn)象發(fā)生，但不改變空間形狀表1-1 分離工序表1-1 分離工序（續(xù)） 沖壓成形時，被加工材料在外力作用下，變形區(qū)材料所受到的等效應(yīng)力達(dá)到材料的屈服極限s，但未達(dá)到強(qiáng)度極限b，使材料只產(chǎn)生塑性變形，從而得到一定形狀和尺寸的零件。成形工序主要有彎曲、拉深、翻孔、縮口、脹形等。 （2）成形工序D只改變毛坯形狀，不發(fā)生分離成形工序示意表1-2 成形工序表1-2 成形工序（續(xù)） 伸長類成形：變形區(qū)的最大主應(yīng)力為拉應(yīng)力，其破壞形式 為拉裂，特征是厚度減薄。 壓縮類

5、成形：變形區(qū)的最大主應(yīng)力為壓應(yīng)力，其特征是厚 度增厚，破壞形式為起皺。2. 按變形區(qū)受力性質(zhì)分拉深壓縮類成形脹形伸長類成形3. 按基本變形方式分沖裁彎曲拉深成形4. 按工序組合形式分 單工序沖壓 復(fù)合沖壓 級進(jìn)沖壓 生產(chǎn)率高，操作簡單，便于實現(xiàn)機(jī)械化和自動化。1.1.2 沖壓的特點(diǎn)及應(yīng)用 材料利用率高，一般可達(dá)70%85%，有的高達(dá)95%。 可得到其它加工方法難以加工或無法加工的形狀復(fù)雜的零件，如 薄殼拉深件。 可得到重量輕，剛性好，強(qiáng)度大的零件。 不需要加熱，可以節(jié)省能源，且表面質(zhì)量好。(7)大量生產(chǎn)時，產(chǎn)品成本低。 尺寸精度高，互換性好。 由此可見，沖壓能集優(yōu)質(zhì)、高效、低能耗、低成本于一身

6、，這是其它加工方法無法與之相比擬的，因此沖壓的應(yīng)用十分廣泛，如汽車，拖拉機(jī)行業(yè)中，沖壓件占60%70%，儀器儀表占到6070%，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的覆蓋件和大梁以及飛機(jī)蒙皮等均需沖壓加工。沖壓加工的缺點(diǎn)傳統(tǒng)加工方法和手段及傳統(tǒng)模具材料自動疊鉚級進(jìn)模：98萬元模具制造周期長，成本高。車門板修邊沖孔模：98萬元 如采用低熔點(diǎn)合金材料制造模具采用快速原型制造技術(shù)制造模具采用經(jīng)濟(jì)模具。 但隨著先進(jìn)的模具加工技術(shù)及非傳統(tǒng)意義上的模具材料的出現(xiàn)，這種缺點(diǎn)也可逐漸被克服。缺點(diǎn)將不復(fù)存在1 模具行業(yè)現(xiàn)狀 改革開放以來，我國的模具工業(yè)經(jīng)過多年發(fā)展，整體實力和

7、綜合競爭力顯著增強(qiáng)，對汽車、家電等行業(yè)的服務(wù)能力大大提升。目前，我國模具企業(yè)超過2萬家、規(guī)模以上5000家、重點(diǎn)骨干企業(yè)133家、上市公司13家。（1）精密、大型模具發(fā)展良好，模具技術(shù)水平及其附加值不斷提高。（2）模具設(shè)計制造水平及生產(chǎn)方式進(jìn)步巨大，CAD/CAM應(yīng)用得到普及，CAE應(yīng)用也得到普遍重視，CAPP、PLM、ERP等數(shù)字化技術(shù)已有一部分企業(yè)開始采用，高速加工、并行工程、逆向工程、虛擬制造和標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)已在一些重點(diǎn)企業(yè)實施。（3）模具集聚區(qū)已經(jīng)形成，形成了一大批頗具規(guī)模的模具城，產(chǎn)業(yè)聚集效應(yīng)明顯，模具集聚區(qū)主要集中在珠三角和長三角區(qū)，目前正在向全國范圍擴(kuò)展。1.1.3 沖壓的發(fā)展現(xiàn)狀與趨

8、勢2 模具工業(yè)面臨的困境和挑戰(zhàn) 我國模具年生產(chǎn)總量雖然已位居世界第一位，但設(shè)計制造水平在總體上與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比尚有不少差距，主要表現(xiàn)在以下幾方面:（1）我國模具工業(yè)與世界先進(jìn)水平相比，仍存在一定差距;（2）研發(fā)及自主創(chuàng)新能力較弱;（3）企業(yè)管理落后于技術(shù)的進(jìn)步;（4）數(shù)字化信息化水平較低;（5）模具人才發(fā)展滯后于行業(yè)發(fā)展;（6）國產(chǎn)模具自給率近88%，不足之處主要反映在以大型、精密、高性能為主的高技術(shù)含量模具，高水平模具仍然依賴進(jìn)口;（7）隨著美國“再工業(yè)化”，德國“工業(yè)4.0”，法國“汽車產(chǎn)業(yè)振興計劃”等戰(zhàn)略，加上國內(nèi)“人口紅利”消退，勞動力成本的提高，給我國模具企業(yè)發(fā)展提出了巨大挑戰(zhàn)。3

9、 技術(shù)發(fā)展重點(diǎn) 模具技術(shù)的發(fā)展趨勢主要如下:（1）CAD/CAE/CAM的廣泛應(yīng)用及其軟件的不斷改進(jìn)，CAD/CAE/CAM技術(shù)的進(jìn)一步集成化、一體化、智能化。（2）PDM(產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理)、CAPP(計算機(jī)輔助工藝設(shè)計管理)、KBE(基于知識工程)、ERP(企業(yè)資源管理)、MIS(模具制造管理信息系統(tǒng))及Internet平臺等信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用。（3）智能成形技術(shù)、超高強(qiáng)鋼板熱成形、液壓成形、激光拼焊板成形、不等厚板成形、模內(nèi)多工藝集成、熱流道技術(shù)、快速變模溫技術(shù)等新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。（4）高速、高精加工技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。（5）超精加工、復(fù)合加工、先進(jìn)表面加工和處理技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。

10、（6）快速成形與快速制模(RP/RT)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。（7）精密測量及高速掃描技術(shù)、逆向工程及并行工程的發(fā)展與應(yīng)用。（8）模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的發(fā)展及進(jìn)一步推廣應(yīng)用。（9）高性能模具材料的研制、系列化及其正確選用。（10）模具自動加工系統(tǒng)的研制與應(yīng)用。（11）虛擬技術(shù)和納米技術(shù)等的逐步應(yīng)用。1 產(chǎn)品開發(fā)重點(diǎn) （1）汽車覆蓋件模具（2）精密沖壓模具（3）大型精密注塑模具（4）主要模具標(biāo)準(zhǔn)件 模具的生產(chǎn)過程集精密制造、計算機(jī)技術(shù)、智能控制和綠色制造為一體，既是高新技術(shù)載體，又是高新技術(shù)產(chǎn)品。沒有高水平的模具，也就沒有高水平的工業(yè)產(chǎn)品，因此模具技術(shù)成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一。 總

11、之，模具工業(yè)是 一個國家的基礎(chǔ)工業(yè)，模具設(shè)計與模具制造水平的高低已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平的高低。 發(fā)達(dá)國家非常重視模具的發(fā)展，日本認(rèn)為：“模具就是進(jìn)入富裕社會的原動力”；德國：“金屬加工業(yè)中的帝王”；羅馬尼亞：“模具就是黃金”；模具在國際上被認(rèn)為是點(diǎn)石成金的行業(yè)。不過這里的模具還包括塑模、鍛模、壓鑄模、橡膠模、食品模、建材模等等，但目前以冷沖模和塑料模的應(yīng)用最廣，各占40%左右。1.2 沖壓加工設(shè)備沖壓設(shè)備的選用原則： 沖壓工序的性質(zhì)：分離或成型工序 沖壓力的大?。洪_式、閉式 模具結(jié)構(gòu)形式 模具閉合高度、輪廓尺寸 生產(chǎn)批量 生產(chǎn)成本 產(chǎn)品質(zhì)量 結(jié)合單位現(xiàn)有設(shè)備條件在冷沖壓生產(chǎn)中，根據(jù)沖壓

12、件生產(chǎn)的需要，可選用不同類型的沖壓設(shè)備。按傳動方式分，有：機(jī)械壓力機(jī) 主要有曲柄壓力機(jī)（俗稱沖床） 摩擦壓力機(jī) 其中曲柄壓力機(jī)最為常用。液壓壓力機(jī) 有油壓壓力機(jī)（油壓機(jī)）和水壓壓力機(jī)（水壓機(jī)）按自動化程度分，有：冷沖壓設(shè)備主要有普通壓力機(jī)、數(shù)控（CNC）壓力機(jī)、自動壓力機(jī)等 按傳動方式分機(jī)械壓力機(jī)（以Jxx表示其型號)（沖床）.數(shù)控沖床摩擦壓力機(jī)曲柄壓力機(jī)油壓機(jī)液壓機(jī)（以Yxx表示其型號）水壓機(jī) (以Kxx表示其型號)開式曲柄壓力機(jī)數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床多工位壓力機(jī)液壓機(jī)閉式單點(diǎn)曲柄壓力機(jī)閉式雙點(diǎn)曲柄壓力機(jī) 壓力機(jī)的種類很多，按傳動方式分類，主要有機(jī)械壓力機(jī)和液壓壓力機(jī)。機(jī)械壓力機(jī)在沖壓生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。

13、機(jī)械壓力機(jī)又可分為曲柄壓力機(jī)和摩擦壓力機(jī)，其中曲柄壓力機(jī)應(yīng)用較廣。1.2.1 曲柄壓力機(jī)的組成及應(yīng)用 圖1-1所示為一種曲柄壓力機(jī)實物圖，圖1-2所示為此種曲柄壓力機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖。圖1-2 曲柄壓力機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖 圖1-1 曲柄壓力機(jī)實物圖 曲柄壓力機(jī)由下列幾部分組成：（1）床身 床身是壓力機(jī)的機(jī)架；（2）運(yùn)動系統(tǒng) 運(yùn)動系統(tǒng)的作用是將電動機(jī)的轉(zhuǎn)動變成滑塊連接的模具的往復(fù)沖壓運(yùn)動，如圖1-3； 運(yùn)動的傳遞路線為：電動機(jī)小帶輪傳送帶大皮帶輪傳動軸小齒輪大齒輪離合器曲柄軸連桿滑塊。大齒輪轉(zhuǎn)動慣量較大，滑塊慣性也較大，在運(yùn)動中具有儲存和釋放能量、并且使壓力機(jī)工作平穩(wěn)的作用圖1-3 運(yùn)動系統(tǒng) （3）離合器 離合

14、器是用來接通或斷開大齒輪曲柄軸的運(yùn)動傳遞的機(jī)構(gòu)，即控制滑塊是否產(chǎn)生沖壓動作，由操作者操縱，如圖1-4； 大齒輪空套在曲柄軸上，可以自由轉(zhuǎn)動。離合器殼體和曲柄軸通過抽鍵剛性連接。在離合器殼體中，抽鍵隨著離合器殼體同步轉(zhuǎn)動。通過抽鍵插入到大齒輪中的弧形鍵槽或從鍵槽中抽出來，實現(xiàn)傳動接通或斷開。將閘叉下拉使抽鍵在彈簧作用下插入大齒輪中的弧形鍵槽，從而接通傳動。當(dāng)操作者松開時，復(fù)位彈簧將閘叉送回原位，閘叉的楔形和抽鍵的楔形相互作用，使抽鍵從弧形鍵槽中抽出，從而斷開傳動。 圖1-4 離合器（4）制動器 制動器是確保離合器脫開時，滑塊比較準(zhǔn)確地停止在曲柄軸轉(zhuǎn)動的上死點(diǎn)位置。 利用制動輪對旋轉(zhuǎn)中心的偏心，使

15、制動帶對制動輪的摩擦力隨轉(zhuǎn)動而變化來實現(xiàn)制動。當(dāng)曲柄軸轉(zhuǎn)到上死點(diǎn)時，制動輪中心和固定銷中心之間的中心距達(dá)到最大。此時，制動帶的張緊力就最大，從而在此處產(chǎn)生制動作用。轉(zhuǎn)過此位置后，制動帶放松，制動器則不制動。制動力的大小可通過調(diào)節(jié)拉緊彈簧來實現(xiàn)。圖1-5 制動器 （5）上模緊固裝置 模具的上模部分固定在滑塊上，由壓塊、緊固螺釘壓住模柄來進(jìn)行固定，如圖1-6所示。（6）滑塊位置調(diào)節(jié)裝置 為適應(yīng)不同的模具高度，滑塊底面相對于工作臺面的距離必須能夠調(diào)整。由于連桿的一端與曲軸連接，另一端與滑塊連接，所以擰動調(diào)節(jié)螺桿，就相當(dāng)于改變連桿的長度，即可調(diào)整滑塊行程下死點(diǎn)到工作臺面的距離。 圖1-6 上模緊固（7）打料裝置 在有些模具的工作中，需要將制件從上模中排出。（8）曲柄壓力機(jī)其他部分 ：導(dǎo)軌、安全塊和漏料孔。圖1-7 打料裝置 圖1-8 落料孔沖壓設(shè)備類型 按照滑塊驅(qū)動力不同有機(jī)械壓力機(jī)、液壓機(jī)和氣壓機(jī)等； 按照床身的結(jié)構(gòu)不同有開式和閉式壓力機(jī)等； 按照滑塊數(shù)量不同有單動（一個滑塊）、雙動（2個滑 塊）壓力機(jī)等； 按照連桿數(shù)量不同有單點(diǎn)（一個連桿）、雙點(diǎn)（2個