冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)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(yǔ)、沖模標(biāo)準(zhǔn)和塑性變形基本知識(shí)；常見(jiàn)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(jiàn)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(yǔ)以及沖模標(biāo)準(zhǔn)；3.掌握屈服準(zhǔn)則、塑性變形時(shí)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(shí)常見(jiàn)沖壓材料；5.認(rèn)識(shí)常見(jiàn)沖壓設(shè)備，掌握選用原則等。第1章冷沖壓基礎(chǔ)重點(diǎn)：

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(yǔ)和標(biāo)準(zhǔn)。難點(diǎn)：

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(diǎn)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(guò)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(yǔ)：重點(diǎn)介紹常用術(shù)語(yǔ)。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：?jiǎn)喂ば蚰！?fù)合模、級(jí)進(jìn)模單工序模；復(fù)合模；級(jí)進(jìn)模；自動(dòng)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(dòng)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(yǔ)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(guò)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(guò)程，也不和坯料直接發(fā)生作用，只是對(duì)模具完成工

藝過(guò)程起保證作用和對(duì)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(shí)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(lái)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(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)：是指坯料內(nèi)每一點(diǎn)的應(yīng)力狀況，即該點(diǎn)上所作用的應(yīng)力的大小、數(shù)目與方向。點(diǎn)的應(yīng)變狀態(tài)：點(diǎn)的應(yīng)變狀態(tài)通過(guò)單元體的變形來(lái)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(diǎn)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(duì)塑性變形形的影響2.變形速度度對(duì)金屬塑性性的影響3.應(yīng)力狀態(tài)態(tài)對(duì)塑性變形形的影響第1章冷冷沖壓基基礎(chǔ)主應(yīng)力對(duì)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(shí)，，其變形抗力力大大地降低低，而伸長(zhǎng)率率超過(guò)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(shí)伴隨有彈彈性變形。真實(shí)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(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線室溫下幾種金金屬的真實(shí)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(gè)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(shí)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(méi)有變化化;但反向加加載時(shí)，材料料的屈服點(diǎn)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(zhǎng)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(diǎn)總是沿著著其最小的阻阻力方向移動(dòng)動(dòng)，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(shí)實(shí)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(duì)沖壓成形性性能的要求對(duì)表面質(zhì)量的的要求對(duì)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(zhǎng)長(zhǎng)率與總伸長(zhǎng)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(yàn)方法和指指標(biāo)1脹形成形形性能試驗(yàn)(又稱杯突試試驗(yàn)、愛(ài)利克克辛試驗(yàn))2.拉深-脹形成形性性能試驗(yàn)(又又稱福井試驗(yàn)驗(yàn)、錐杯試驗(yàn)驗(yàn))第1章冷冷沖壓基基礎(chǔ)拉伸試驗(yàn)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(chǎng)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(tái);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(hào)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(dòng)動(dòng)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(zhǎng)度3.行程次數(shù)4.工作臺(tái)面尺寸5.滑塊模柄孔尺寸6.閉合高度7.電動(dòng)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(tái)臺(tái)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(shí)壓壓力機(jī)機(jī)的噸噸位應(yīng)應(yīng)比計(jì)計(jì)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(shí)際際變化化曲線線;3─拉拉深工工藝?yán)盍α?shí)際際變化化曲線線滑塊下下滑到到距下下極點(diǎn)點(diǎn)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(diǎn)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(shí)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(shí)時(shí)壓力力機(jī)噸噸位應(yīng)應(yīng)比計(jì)計(jì)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(diǎn)點(diǎn)時(shí)，，滑塊塊底面面到工工作臺(tái)臺(tái)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(shí)時(shí)，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(dòng)動(dòng)系統(tǒng)統(tǒng)1-滑滑塊;2-連桿桿;3-制制動(dòng)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(dòng)動(dòng)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(diǎn)點(diǎn)類型設(shè)備名稱工作原理特點(diǎn)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(dòng)力，借助螺桿與螺母相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理而工作。其傳動(dòng)系統(tǒng)如圖1.2.1

所示。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，當(dāng)超負(fù)荷時(shí)，只會(huì)引起飛輪與摩擦盤之間的滑動(dòng)，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(duì)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(guò)皮帶輪及齒輪帶動(dòng)曲軸傳動(dòng)，經(jīng)連桿使滑塊作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。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(kāi)式壓力機(jī)，而曲軸壓力機(jī)有開(kāi)式和閉式之分。偏心壓力機(jī)和曲軸壓力機(jī)的傳動(dòng)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?zèng)_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