冷沖壓工藝與模具設(shè)計經(jīng)典課件-第章

第1章冷沖壓基礎(chǔ)本章內(nèi)容：沖壓基本工序、沖壓術(shù)語、沖模標(biāo)準(zhǔn)和塑性變形基本知識；常見沖壓設(shè)備及工作原理、選用原則；沖壓成形基本原理和規(guī)律；常見沖壓材料等。第1章冷沖壓基礎(chǔ)學(xué)習(xí)目的與要求：1.掌握沖壓和沖模概念、沖壓工序和沖模分類；2.了解常用沖模術(shù)語以及沖模標(biāo)準(zhǔn)；3.掌握屈服準(zhǔn)則、塑性變形時應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系、體積不變條件、硬化規(guī)律、卸載彈性恢復(fù)規(guī)律和反載軟化現(xiàn)象、最小阻力定律等沖壓成形基本規(guī)律；4.了解沖壓成形性能與機(jī)械性能關(guān)系，認(rèn)識常見沖壓材料；5.認(rèn)識常見沖壓設(shè)備，掌握選用原則等。第1章冷沖壓基礎(chǔ)重點：

沖壓成形基本概念、沖壓設(shè)備及選用、沖壓成形基本規(guī)律及應(yīng)用、沖壓成形性能與機(jī)械性能關(guān)系、沖模術(shù)語和標(biāo)準(zhǔn)。難點：

沖壓成形基本規(guī)律、沖壓成形性能與機(jī)械性能關(guān)系。第1章冷沖壓基礎(chǔ)

1.1冷沖壓基本工序與冷沖模

1.1.1冷沖壓基本工序

根據(jù)材料的變形特點分：分離工序、成形工序。

分離工序：指該道沖壓工序完成后，材料變形部分的應(yīng)力達(dá)到了該材料破壞應(yīng)力σb的

數(shù)值，造成材料斷裂而分離。如沖孔、落料、切斷、切邊等工序。第1章冷沖壓基礎(chǔ)變形工序：指該道沖壓工序完成后，材料變形部分的應(yīng)力超過了該材料屈服應(yīng)力σs的數(shù)值但未達(dá)到破壞應(yīng)力σb的數(shù)值，從而使材料產(chǎn)生塑性變形，并且改變了材料原有的形狀和尺寸。如彎曲、拉深、翻邊、脹形等工序。

第1章冷沖壓基礎(chǔ)1.1.2冷沖模

1.沖模術(shù)語：重點介紹常用術(shù)語。2.沖模分類：（1）根據(jù)工藝性質(zhì)分類：沖裁模、彎曲模、拉深摸、成形模等。（2）根據(jù)工序組合程度分類：單工序模、復(fù)合模、級進(jìn)模單工序模；復(fù)合模；級進(jìn)模；自動模；精沖模；模架；工作零件；凸模；凹模；凸凹模鑲件；拼塊；定位零件；定位銷；定位板；擋料銷；導(dǎo)正銷；導(dǎo)料板；定距側(cè)刃；側(cè)刃擋塊；止退鍵；始用擋料銷；打桿；廢料切斷刀；彈頂器；導(dǎo)向零件；導(dǎo)柱；導(dǎo)套；上模座；下模座；墊板；模柄；浮動模柄；斜楔；滑塊；沖模壽命；送料方向等。第1章冷沖壓基礎(chǔ)1.沖模術(shù)語第1章冷沖壓基礎(chǔ)

2.沖模零件分類工藝零件：該類零件直接參與完成沖壓工藝過程并和坯料直接發(fā)生作用。包括工作零件(凸模、凹

模、凸凹模)，定位零件(擋料銷和導(dǎo)正銷、導(dǎo)料板、定位銷和定位板、側(cè)壓板、側(cè)刃)，壓料、卸

料及出件零部件(卸料板、壓邊圈、頂件器、推件器)。結(jié)構(gòu)零件：該類零件不直接參與完成沖壓工藝過程，也不和坯料直接發(fā)生作用，只是對模具完成工

藝過程起保證作用和對模具的功能起完善作用。包括導(dǎo)向零件(導(dǎo)柱、導(dǎo)套、導(dǎo)板、導(dǎo)筒)，固

定零件(上模座、下模座、模柄、凸模固定板、凹模固定板、墊板、限位固定裝置)，緊固件以及其他零件(螺釘、銷釘、鍵、斜楔、滑塊等)。第1章冷沖壓基礎(chǔ)1.1.3模具標(biāo)準(zhǔn)化

1.意義2.體系3.沖模標(biāo)準(zhǔn)1.2金屬塑性變形基本知識1.2.1主應(yīng)力與主應(yīng)變

應(yīng)力：內(nèi)力在物體截面上分布的密集程度即稱為應(yīng)力，應(yīng)力又可分為正應(yīng)力和切

應(yīng)力，分別用σ和τ來表示。應(yīng)變：物體內(nèi)部微小平行六面體的變形稱為應(yīng)變。點的應(yīng)力狀態(tài)：是指坯料內(nèi)每一點的應(yīng)力狀況，即該點上所作用的應(yīng)力的大小、數(shù)目與方向。點的應(yīng)變狀態(tài)：點的應(yīng)變狀態(tài)通過單元體的變形來表示；應(yīng)變是變形體由應(yīng)力引起的。

第1章冷沖壓基礎(chǔ)點的主應(yīng)力狀狀態(tài)主應(yīng)力圖主應(yīng)變圖第1章冷冷沖壓基基礎(chǔ)1.2.2塑塑性與變變形抗力塑性：表示材料塑性性變形能力。。它是指固體體材料在外力力作用下發(fā)生生永久變形而而不破壞其完完整性能力。。塑性指標(biāo)：衡量金屬塑性性高低的參數(shù)數(shù)。常用塑性性指標(biāo)為延伸伸率δ和斷面面收縮率ψ。。第1章冷冷沖壓基基礎(chǔ)1.2.2塑塑性變形形的影響因素素1.變形溫度度對塑性變形形的影響2.變形速度度對金屬塑性性的影響3.應(yīng)力狀態(tài)態(tài)對塑性變形形的影響第1章冷冷沖壓基基礎(chǔ)主應(yīng)力對金屬屬塑性影響排排序第1章冷冷沖壓基基礎(chǔ)1.2.3超塑性成形超塑性：在特定的條件件下，拉伸金金屬試樣時，，其變形抗力力大大地降低低，而伸長率率超過100%。方式：1.細(xì)晶超塑塑性2.相變超塑塑性第1章冷冷沖壓基基礎(chǔ)1.2.4金屬塑性變形形基本規(guī)律彈塑性變形共共存規(guī)律：金屬塑性變形形階段必然同同時伴隨有彈彈性變形。真實應(yīng)力-應(yīng)變曲線（硬硬化曲線）：：表示硬化規(guī)規(guī)律。這種變變化規(guī)律可近近似用指數(shù)曲曲線表示。σ=Aεn第1章冷冷沖壓基基礎(chǔ)真實應(yīng)力-應(yīng)變曲線室溫下幾種金金屬的真實應(yīng)應(yīng)力-應(yīng)變曲線第1章冷冷沖壓基基礎(chǔ)1.2.4金金屬塑性性變形基本規(guī)規(guī)律兩個屈服準(zhǔn)則則：1.屈雷斯加加屈服準(zhǔn)則2.密席斯屈屈服準(zhǔn)則第1章冷冷沖壓基基礎(chǔ)1.2.4金屬塑性變形形基本規(guī)律塑性變形應(yīng)力力應(yīng)變關(guān)系：：1.塑性變形形時體積不變變規(guī)律ε1+ε2+ε3=02.反載軟化化現(xiàn)象：卸載載后反向加載載(比如先拉拉伸后壓縮)，彈性模數(shù)數(shù)E沒有變化化;但反向加加載時，材料料的屈服點有有所降低，我我們稱這種現(xiàn)現(xiàn)象為反載軟軟化現(xiàn)象。第1章冷冷沖壓基基礎(chǔ)1.2.4金屬塑性變形形基本規(guī)律塑性變形應(yīng)力力應(yīng)變關(guān)系：：3.塑性變形形全量理論及及應(yīng)用伸長類變形及及破壞形式壓縮類變形及及破壞形式第1章冷冷沖壓基基礎(chǔ)1.2.5變形趨向性及及控制最小阻力定律律：變形體的各質(zhì)質(zhì)點總是沿著著其最小的阻阻力方向移動動，稱此為最最小阻力定律律。弱區(qū)先變形，，變形區(qū)為弱弱區(qū)第1章冷冷沖壓基基礎(chǔ)1.2.5變形趨向性及及控制第1章冷冷沖壓基基礎(chǔ)鋼球活座套的的沖壓工藝實實例第1章冷冷沖壓基基礎(chǔ)1.3.1冷冷沖壓材料料的基本要求求對沖壓成形性性能的要求對表面質(zhì)量的的要求對材料厚度公公差的要求1.3.2常常用沖壓材材料黑色金屬、有有色金屬、非非金屬材料第1章冷冷沖壓基基礎(chǔ)1.3.3板板料沖壓壓成形性能指指標(biāo)1均勻伸長長率與總伸長率2屈強(qiáng)比3硬化指數(shù)數(shù)4板厚方向向性系數(shù)5板平面方方向性1.3.4板板料沖壓壓成形性能試試驗方法和指指標(biāo)1脹形成形形性能試驗(又稱杯突試試驗、愛利克克辛試驗)2.拉深-脹形成形性性能試驗(又又稱福井試驗驗、錐杯試驗驗)第1章冷冷沖壓基基礎(chǔ)拉伸試驗用試試樣拉伸曲線第1章冷冷沖壓基基礎(chǔ)第1章冷冷沖壓基基礎(chǔ)拉深件的凸耳耳第1章冷冷沖壓基基礎(chǔ)本節(jié)內(nèi)容最好好結(jié)合生產(chǎn)及及教學(xué)設(shè)備，，進(jìn)行現(xiàn)場教教學(xué)。第1章冷冷沖壓基基礎(chǔ)1.4.1剪剪板機(jī)(剪床)平刃剪床1—上刀片;2—板材;3—下刀片;4—工作臺;5—滑塊塊第1章章冷冷沖沖壓基基礎(chǔ)1.4.2曲曲柄柄壓力力機(jī)1.組組成2.分分類3.規(guī)規(guī)格型型號及及主參參數(shù)第1章章冷冷沖沖壓基基礎(chǔ)曲柄壓壓力機(jī)機(jī)第1章章冷冷沖沖壓基基礎(chǔ)曲柄壓壓力機(jī)機(jī)第1章章冷冷沖沖壓基基礎(chǔ)1.4.3摩摩擦擦壓力力機(jī)第1章章冷冷沖沖壓基基礎(chǔ)摩擦壓壓力機(jī)機(jī)傳動動系統(tǒng)統(tǒng)1-電電機(jī);2-傳送送帶;3、、5-摩擦擦盤;4-軸軸;6-飛輪輪;7、10-連桿桿;8-螺螺母;9-螺螺桿;11-擋擋塊;12-滑滑塊;13-手手柄第1章章冷冷沖沖壓基基礎(chǔ)1.4.4油油壓機(jī)機(jī)第1章章冷冷沖沖壓基基礎(chǔ)1.4.5壓壓力力機(jī)的的選用用(一)壓力機(jī)類型的選擇(二)壓力機(jī)規(guī)格的選擇1.公稱壓力2.滑塊行程長度3.行程次數(shù)4.工作臺面尺寸5.滑塊模柄孔尺寸6.閉合高度7.電動機(jī)功率的選擇根據(jù)工序性質(zhì)、生產(chǎn)批量、沖件質(zhì)量等要求進(jìn)行選擇。第1章章冷冷沖沖壓基基礎(chǔ)(三)模具具的安安裝一般次次序：1.檢檢查臺臺面、、閉合合高度度、打打料裝裝置等等。2.根根據(jù)沖沖模的的閉合合高度度調(diào)整整壓力力機(jī)滑滑塊的的高度度，并并分分別固固定上上、下下模部部分。。3.試試沖沖。第1章章冷冷沖沖壓基基礎(chǔ)壓力機(jī)機(jī)許用用壓力力曲線線：沖裁、、彎曲曲時壓壓力機(jī)機(jī)的噸噸位應(yīng)應(yīng)比計計算的的沖壓壓力大大30%左左右。。壓力機(jī)機(jī)的許許用壓壓力曲曲線1─壓壓力機(jī)機(jī)許用用壓力力曲線線;2─沖沖裁工工藝沖沖裁力力實際際變化化曲線線;3─拉拉深工工藝?yán)盍α嶋H際變化化曲線線滑塊下下滑到到距下下極點點某一一特定定的距距離Sp或曲柄柄旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)到距距下極極點某某一特特定角角度αα?xí)r，，所產(chǎn)產(chǎn)生的沖沖擊力力稱為為壓力力機(jī)的的公稱稱壓力力。實際沖沖壓力力曲線線與與壓力力機(jī)許許用壓壓力曲曲線不不同步步。拉深時時壓力力機(jī)噸噸位應(yīng)應(yīng)比計計算出出的拉拉深力力大60%～100%。。公稱壓壓力：第1章章冷冷沖沖壓基基礎(chǔ)模具閉閉合高高度與與裝模模高度度的關(guān)關(guān)系指滑塊塊在下下止點點時，，滑塊塊底面面到工工作臺臺上平平面（（即墊墊板下下平面面）之之間的的距離離。指壓力力機(jī)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+10≤H≤Hmax-H１-5壓力機(jī)機(jī)的閉閉合高高度：壓力機(jī)機(jī)的裝裝模高高度：模具的的閉合合高度度：第1章章冷冷沖沖壓基基礎(chǔ)數(shù)控沖沖床第1章章冷冷沖沖壓基基礎(chǔ)偏心壓壓力機(jī)機(jī)傳動動系統(tǒng)統(tǒng)1-滑滑塊;2-連桿桿;3-制制動裝裝置;4-偏偏心軸軸;5-離離合器器;6-皮皮帶輪輪;7-電電機(jī);8-操縱縱機(jī)構(gòu)構(gòu)第1章章冷冷沖沖壓基基礎(chǔ)曲軸軸壓壓力力機(jī)機(jī)傳傳動動系系統(tǒng)統(tǒng)1-電電機(jī)機(jī);2-皮皮帶帶輪輪;3、、4-齒齒輪輪;5-離離合合器器;6-連連桿桿7-滑滑塊塊第1章章冷冷沖沖壓壓基基礎(chǔ)礎(chǔ)常用用冷冷沖沖壓壓設(shè)設(shè)備備的的工工作作原原理理和和特特點點類型設(shè)備名稱工作原理特點機(jī)械壓力機(jī)摩擦壓力機(jī)

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(yùn)動原理而工作。其傳動系統(tǒng)如圖1.2.1

所示。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(jī)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(jī)利用曲柄連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作，電機(jī)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(yùn)動。曲柄壓力機(jī)分為偏心壓力機(jī)和曲軸壓力機(jī)，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(jī)一般是開式壓力機(jī)，而曲軸壓力機(jī)有開式和閉式之分。偏心壓力機(jī)和曲軸壓力機(jī)的傳動系統(tǒng)如圖1.2.2和圖1.2.3所示。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(jī)相同，但其剛度、精度、行程次數(shù)都比較高