冷冲压模具概述
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绪论1冷冲压常温下利用安装在压力机上的模具对材料施加压力,使其产生分离、成形或者接合,从而获得一定形状、尺寸和性能零件叫冷冲压。
2.学生分析冲压件特点1)薄板件2)生产批量大3)形状和尺寸精度方面互换性较好3.学生讨论完成冲压件制造的特点归纳总结:冷冲压与传统的金属切削加工方式相比具有以下一些特点:(1)冷冲压是少、无切屑的高效加工方法(2)冷冲压零件在形状和尺寸精度方面互换性较好(3)冷冲压零件经过塑性变形,金属内部组织得到改善,机械强度有所提高。
(4)冷冲压操作简单,易于实现机械化和自动化,生产效率高4.本课程内容、目的和学习方法(1)有意识地培养较强的识读模具图纸的能力:(2)坚持理论与实践相结合:(3)学会查找资料、手册以及参考书籍;注重本专业知识的长期积累。
(4)掌握好基础知识和重要冷冲压工序的工艺与模具设计重点、要点。
(5)通过各种途径广泛获取本专业的相关知识,做好现场教学和课件教学等;不断培养和提高学习兴趣;兴趣是我们学好本专业课程最好的老师。
课题一冷冲压基本工序与冷冲模一、冲压基本工序工序是指一个或一组工人,在一个工作地点对同一个或时对几个冲压件所连续完成的那一部分冲压工艺过程。
就材料的变形性质而言,可以将冷冲压工序划分为分离工序和变形工序。
二、冷冲模三、模具标准化课题二金属塑性变形基本知识一、主应力与主应变图1-1 主应变图二、塑性及与变形抗力1. 塑性及塑性变形塑性是固体材料在外力作用下发生永久变形,而不破坏其完整性的能力;影响金属塑性的因素主要包括金属本身的晶格类型、化学成分和金相组织等以及变形时的外部条件,如变形温度、变形速度和变形方式等。
2.变形抗力金属在变形时反作用于运动着的工具之力称为变形抗力。
3.变形温度对塑性变形的影响随着金属加工温度的升高金属塑性增加,变形抗力降低,柔软性增加。
比如在板料成形加工中,就可以采取加热使板料软化,增加板料的变形程度,降低板料的变形抗力,提高工件的成形精确度的措施。
冷冲压模具设计讲解冷冲压模具是一种常用的金属加工工艺,广泛应用于汽车、家电、电子、航空航天等领域。
它可以用于制造各种零部件,如车身件、发动机罩、门板等。
冷冲压模具设计是冷冲压工艺中至关重要的一环,其设计质量直接影响产品的加工质量,生产效率以及成本。
本文将从冷冲压模具设计的基本原理、设计要点和注意事项等方面进行详细讲解。
一、冷冲压模具设计的基本原理1.合理性原则:冷冲压模具的设计应该符合工艺要求和产品设计要求,具有合理的结构和尺寸,能够保证产品的质量和加工效率。
同时,还需要考虑模具的使用寿命和维修保养方便性。
2.可靠性原则:冷冲压模具设计必须具有良好的稳定性和可靠性,能够保证生产过程中的安全和稳定性,避免因模具失效而造成生产事故。
3.高效性原则:冷冲压模具设计应该尽可能提高生产效率,减少加工成本,提高产品的质量和竞争力。
因此,在设计过程中需要考虑如何降低模具的制造成本和加工时间,提高模具的使用效率。
4.可维护性原则:冷压模具在使用过程中难免会出现磨损和故障问题,因此必须考虑模具的维护保养性,使模具更容易维修和更换零部件,延长模具的使用寿命。
以上是冷冲压模具设计的基本原理,了解这些原理对于冷冲压模具设计者来说十分重要,可以指导设计过程并提高设计质量。
二、冷冲压模具设计的要点1.模具结构设计:冷冲压模具结构设计应该合理,包括上模、下模、导柱、导套等各部分之间的配合精度和间隙,以确保加工精度和产品质量。
同时,还需要考虑模具的装配和拆卸方便性,以及模具操作人员的安全。
2.模具材料选择:冷冲压模具通常使用的材料有工具钢、合金钢等,这些材料具有高硬度、高强度和抗磨损性能,能够满足冷冲压工艺的要求。
在选择模具材料时需要根据产品的要求和生产环境等因素进行综合考虑。
3.模具表面处理:模具表面处理是冷冲压模具设计中至关重要的一环,它直接影响产品的加工质量和模具的使用寿命。
常用的模具表面处理方法有热处理、镀硬铬、氮化等,这些处理可以提高模具的硬度和耐磨性能,延长模具的使用寿命。
第二节冷冲模基本结构及工作过程一、冷冲模分类模具可分为冷冲模和型腔模两大类。
冷冲模,又称冷冲压模具,五金模等,是指装在各种压力机上,使材料发生分离或变形的模型或工具。
它以其特定的形状,通过一定的方式使原材料成型,如图1-3a所示为生产某一冲压产品的模具。
冷冲模是冷冲压加工的模具。
型腔模是指利用材料塑性或液态流动,填充型腔而制成零件的模具,它具有与成形零件外表面相同的型腔。
塑料制品、低熔点合金制品等主要靠型腔模加工,如图1-3b所示为某一塑件的注塑模具结构。
本书仅介绍冷冲压工艺及冷冲模具结构及设计。
a) b)图1-3 冷冲模和型模a)冷冲级进模 b)型模冷冲模的结构形式很多,通常按如下几种方式分类:(1)按工序性质分类可分为落料模、冲孔模、弯曲模、拉深模等;(2)按工序组合方式分类,可分单工序模、级进模和复合模三种基本组合结构形式;单工序模俗称简单模,即在压力机的一次行程中只能完成一道工序的模具。
如冲孔、落料、弯曲、拉深等。
它可以是由一个凸模和一个凹模组成,也可是多个凸模和凹模洞口组成。
级进模(俗称连续模,也称跳步模),即在压力机一次行程中,在模具的不同位置上同时完成数道冲压工序的模具。
级进模所完成的同一零件的不同冲压工序是按一定顺序、相隔一定步距排列在模具的送料方向上的,压力机一次行程得到一个或数个冲压件。
复合模,即在压力机的一次行程中,在一副模具同一位置上完成数道冲压工序的模具。
压力机一次行程一般得到一个冲压件。
(3)按上、下模的导向方式分类可分为无导向的敞开模和有导向的导板模、导柱模。
(4)按凸、凹模的材料分类可分为硬质合金冲模、钢皮冲模、锌基合金冲模、聚氨脂冲模等;(5)按凸、凹模的结构和布置方法分类可分为整体模和镶拼模;正装模和倒装模;正装模是指凹模在下模的结构,倒装模是指凹模在上模的结构.(6)按自动化程度分类可分为手工操作模、半自动模、自动模。
分类的方法还很多,上述的各种分类方法从不同的角度反映了模具结构的不同特点。
第1章冷冲压模具的基本知识任务1-1 了解冷冲压模具的差不多知识任务分析本任务要求了解以下内容:●冷冲压模具概述。
●冷冲压的概念。
●冷冲压的特点。
●冷冲压的进展现状及应用。
●冷冲压工序的分类。
●冲压设备及技术参数。
●曲柄压力机的要紧结构类型。
●曲柄压力机的差不多组成。
任务实施 冷冲压的概念冷冲压的特点冷冲压工序的分类曲柄压力机的结构及组成本章要点1.1 冷冲压模具概述日常生活中人们使用的专门多用具是用冲压方法制造的,例如不锈钢饭缸,它确实是用一块圆形金属板料在压床上利用模具对圆形板料加压而冲出来的。
能够看出,冷冲压是一种在常温(冷态)下利用冲模在压床上对各种金属(或非金属)板料施加压力使其分离或者变形而得到一定形状零件的金属压力加工方法。
冷冲压是一种先进的金属加工方法。
在冷冲压加工中,冷冲模确实是冲压加工中所用的工艺装备。
没有先进的冷冲压技术,先进的冲压工艺就无法实现。
1.1.1 冷冲压的概念冷冲压是在常温下利用冲模在压力机上对材料施加压力,使其产生分离或变形,从而获得一定形状、尺寸和性能的零件加工方法。
它是一种压力加工方法,是机械制造中的先进加工方法之一。
1.1.2 冷冲压的特点冷冲压加工是一种先进的金属加工方法,与其他加工方法(切削)比较,它有以下特点:●采纳冷冲压加工方法,在压床简单冲压下,能够得到形状复杂、用其他加工方法难以加工的工件。
如汽车的前顶盖、车门等薄壳零件。
●冷冲压件的尺寸精度是由模具保证的,制出的零件一样不进一步加工,可直截了当用来装配,而且有一定精度,具有互换性。
因此,冷冲压加工的尺寸稳固、互换性好。
●在耗材不大的情形下,能得到强度高、足够刚性而重量轻、外表光滑美观的零件,因此,工件的成本较低。
●操作简单,劳动强度低,材料利用率高(一样为70%~85%)。
●生产率高,冲床冲一次一样可得一个零件,而冲床一分钟的行程少则多次,多则几百次。
同时,生产出的毛坯和零件形状规则,便于实现机械化和自动化。
模块一冷冲压概述一、冲压加工概况1.冷冲压概念冷冲压是在室温下,利用安装在压力机上的模具对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形,从而获得所需冲件的一种压力加工方法。
冷冲压加工实施条件:压力机、模具、材料性能冷冲压加工的性质:压力加工授课要点:比较压力加工与切削加工;举例说明冷冲压加工的条件和性质(例子为脸盆的生产)2.冷冲压加工的特点优点:1)冷冲压加工属于少、无废料加工,省能、低耗、高效所以冲件的成本低.2)质量稳定、互换性好。
3)适于加工壁薄、重量轻、形状复杂、表面质量好、刚性好的零件。
4)操作简单、生产效率高,对操作工人的技术要求低.缺点:1)生产环境差、噪音大、危险性高。
2)生产零件精度较低,经济精度等级为IT11~IT14。
3.冷冲压加工的应用:应用广泛,但要求有一定的批量性.二、冲压工序的分类1。
分离工序分离工序是指坯料在模具刃口作用下,沿一定的轮廓线分离而获得冲件的加工方法.主要包括落料、冲孔、分离等。
2。
成形工序成形工序是指坯料在模具压力作用下,使坯料产生塑性变形,但不产生分离而获得的具有一定形状和尺寸的冲件的加工方法。
主要有弯曲、拉深、翻边等.三、压力机简介机械压力机:曲柄压力机、摩擦压力机等1.压力机的分类液压机专用设备:折弯机、弯管机等2.曲柄压力机基本原理主要技术参数:1.公称压力:主要反应滑块下行时冲击力的大小。
2.滑块行程:滑块最高位置与最低位置之间的距离.3.装模高度:滑块位于下止点时,其下表面到工作台垫板上表面之间的距离。
4.模柄孔尺寸5.工作台尺寸6.行程次数四、冲模简介1。
模具的分类简单模(单工序模):在压力机的一次行程中,只能完成一道冲压工序的模具。
单工序、单工位级进模(连续模):在压力机的一次行程中,在模具的不同工位上同时完成多道工序的模具。
多工序、多工位复合模:在压力机的一次行程中,在模具的同一工位上同时完成多道工序的模具。
多工序、单工位例:垫圈的生产使用简单模生产,需要两套模具—-落料模、冲孔模.使用级进模生产,需要一套模具——在模具的第一个位置上冲孔,第二个位置上落料.使用复合模生产,需要一套模具-—在模具的同一个位置上同时完成落料和冲孔工序.2.模具组成零件简介工作零件:对材料直接施加压力,完成冲压工作的零件。
任务1-1 了解冷冲压模具的基本知识
任务分析
本任务要求了解以下内容:
●冷冲压模具概述。
●冷冲压的概念。
●冷冲压的特点。
●冷冲压的发展现状及应用。
●冷冲压工序的分类。
●冲压设备及技术参数。
●曲柄压力机的主要结构类型。
●曲柄压力机的基本组成。
任务实施 冷冲压的概念
冷冲压的特点
冷冲压工序的分类
曲柄压力机的结构及组成
本章要点
冷冲压工艺与模具设计
2 1.1 冷冲压模具概述
日常生活中人们使用的很多用具是用冲压方法制造的,例如不锈钢饭缸,它就是用一块圆形金属板料在压床上利用模具对圆形板料加压而冲出来的。
可以看出,冷冲压是一种在常温(冷态)下利用冲模在压床上对各种金属(或非金属)板料施加压力使其分离或者变形而得到一定形状零件的金属压力加工方法。
冷冲压是一种先进的金属加工方法。
在冷冲压加工中,冷冲模就是冲压加工中所用的工艺装备。
没有先进的冷冲压技术,先进的冲压工艺就无法实现。
1.1.1 冷冲压的概念
冷冲压是在常温下利用冲模在压力机上对材料施加压力,使其产生分离或变形,从而获得一定形状、尺寸和性能的零件加工方法。
它是一种压力加工方法,是机械制造中的先进加工方法之一。
1.1.2 冷冲压的特点
冷冲压加工是一种先进的金属加工方法,与其他加工方法(切削)比较,它有以下特点: ● 采用冷冲压加工方法,在压床简单冲压下,可以得到形状复杂、用其他加工方法
难以加工的工件。
如汽车的前顶盖、车门等薄壳零件。
● 冷冲压件的尺寸精度是由模具保证的,制出的零件一般不进一步加工,可直接
用来装配,而且有一定精度,具有互换性。
因此,冷冲压加工的尺寸稳定、互换
性好。
● 在耗材不大的情况下,能得到强度高、足够刚性而重量轻、外表光滑美观的零件,
因此,工件的成本较低。
● 操作简单,劳动强度低,材料利用率高(一般为70%~85%)。
● 生产率高,冲床冲一次一般可得一个零件,而冲床一分钟的行程少则多次,多则
几百次。
同时,生产出的毛坯和零件形状规则,便于实现机械化和自动化。
最近
几年发展起来的简易冲模、组合模具、锌基合金冲模等为单件大批量生产创造了
条件,因此,产品造价成本低。
冷冲压的缺点是模具要求高、制造复杂、周期长、制造费用昂贵,因而在小批量生产中受到限制。
同时,冲压件的精度决定于模具精度,若零件的精度要求过高,用冷冲压生产就难以达到要求。
1.1.3 冷冲压的发展现状及应用
由于冷冲压具有表面质量好、重量轻、成本低的优点,它还是一种经济的加工方法,
第1章冷冲压模具的基本知识
这是其他加工方法不能与之竞争的。
因而冷冲压工艺在机械制造业中得到广泛应用,它在
现代汽车、拖拉机、电机、电器、仪器、仪表以及飞机、导弹、枪弹、炮弹和各种民用轻
工业中已成为主要的工艺之一。
目前,大量产品均可以通过钢板冲压直接生产,有些机械
设备往往以冲压件所占的比例作为评价结构是否先进的指标之一。
工业发达国家对冷冲压生产工艺的发展是很重视的,很多国家(包括英、美、法、日
等)的模具工业产值已超过机床工业,作为冷冲压原材料的钢带和钢板占全部品种的67%。
通过冷冲压技术加工产品已成为现代工业生产的重要手段和发展方向。
随着科学技术的不断进步,现代工业产品的生产日益复杂与多样化,产品性能和质量
也在不断提高,因而对冷冲压技术提出了更高的要求。
为了使冷冲压技术能适应各工业部
门的需要,冷冲压技术自身也在不断革新和发展。
冷冲压技术的发展思路就是尽可能地完
善和扩充冷冲压工艺的优点,克服其缺点。
在冷冲压技术的发展过程中,应注意以下几方面。
(1)冷冲压技术的发展过程中应正确地确定工艺参数及冲模工作部分的形状与尺寸,
提高冲压件的质量、缩短新产品试制周期,应在加强冲压成形理论研究的基础上,使冲压
成形理论达到能对生产实际起指导作用,逐步建立起一套密切结合生产实际的先进的工艺
分析计算方法。
国外已开始采用弹塑性有限元法对汽车覆盖零件的成形过程进行应力应变
分析和计算机模拟,以预测某一工艺方案对零件成形的可能性和可能出现的问题。
(2)加快产品更新换代,克服模具设计周期长的缺点。
应大力开展模具计算机辅助设
计和制造(CAD/CAM)技术的研究。
在我国,目前要特别注意加强多工位级进模CAD/CAM
技术的研究。
(3)满足大量生产需要以及减轻劳动强度。
应加强冷冲压生产的机械化和自动化研究,
使一般中、小件能在高速压力机上采用多工位级进模生产,达到生产高度自动化,进一步
提高冲压的生产率。
(4)扩大冷冲压生产的运用范围。
使冷冲压既适合大量生产,也适合小批量生产;既
能生产一般精度的产品,也能生产精密零件。
应注意开发如精密冲裁(特别是厚料精冲)、
高能成形、软模成形、施压和超塑性加工等新成形工艺,还要推广简易模(软模和低熔点
合金模)、通用组合模、数控冲床等设备的运用。
此外,对冲压板料性能的改进,模具新材料、模具新加工方法的开发也应进一步加强。
1.1.4 冷冲压工序的分类
由于冷冲压加工的零件形状、尺寸、精度要求、批量大小、原材料性能的不同,其冲
压方法有多种,但概括起来可分为两大类:一类是分离工序,另一类是变形工序。
变形工
序是使板料沿一定的轮廓线分离从而制出零件。
成形工序是使毛坯在不破坏的条件下发生
塑性变形而得到所需的零件。
冷冲压可以分为5个基本工序。
(1)冲裁。
使板料实现分离的冲压工序。
(2)弯曲。
将金属材料沿弯曲线弯成一定的角度和形状的冲压工序。
(3)拉深。
将平面板料变成各种开口空心件,或者把空心件的尺寸作进一步改变的冲
3
冷冲压工艺与模具设计
4 压工序。
(4)成形。
用各种不同性质的局部变形来改变毛坯形状的冲压工序。
(5)立体压制(冲击压制)。
将金属材料体积重新分布的工序。
每一种基本工序又有多种不同的加工方法,以满足各种冲压加工的要求。
1.2 冲压设备及技术参数
1.2.1 曲柄压力机的主要结构类型
曲柄压力机的结构类型主要有以下几种。
(1)按机床结构分类。
按照压力机的床身结构不同,可分为开式压力机和闭式压力机两种。
(2)按连杆的数目分类。
按照压力机上连杆的数目不同,可分为单点、双点和四点压力机。
单点压力机有一个连杆,双点和四点压力机分别有两个和四个连杆。
(3)按滑块行程是否可调分类。
曲柄压力机按滑块行程是否可调分为偏心压力机和曲柄压力机两大类。
曲柄压力机的滑块行程不能调整,偏心压力机的滑块行程是可调的。
1.2.2 曲柄压力机的基本组成
如图1-1所示为曲柄压力机结构简图。
曲柄压力机由以下几部分组成。
举一反三2-1床身。
床身15是压力机的骨架,
承受全部冲压力,并将压力机所有的零部件联结起
来,保证全机所要求的精度、强度和刚度。
床身上
固定有工作台12,用于安装下模。
举一反三2-2工作机构。
工作机构即曲柄连
杆机构。
由曲柄7、连杆8、滑块9组成。
电动机1
通过V带把能量传给带轮4,通过传动轴经小齿轮、
大齿轮传给曲柄7,并经连杆8把曲柄7的旋转运
动变成滑块9的往复运动,使压力机在整个工作周
期里负荷均匀,能量得以充分利用。
举一反三2-3操作系统。
操作系统由制动器
13、离合器5等组成。
离合器是用来启动和停止压
力机动作的机构。
制动器的作用是:在离合器分离时,使滑块停止在所需的位置上。
离合器的离、合,即压力机的开、停,是通过操纵机构控制的。
举一反三2-4传动系统。
传动系统包括带轮传动、齿轮传动等机构。
举一反三2-5能源系统。
能源系统包括电动机1和飞轮(带轮4)。
图1-1 曲柄压力机结构简图
1-电动机2-皮带轮3-皮带4-飞轮
5-离合器6-轴承7-曲轴8-连杆
9-滑块10-上模11-下模12-工作台
13-制动器14-导块15-床身
第1章冷冲压模具的基本知识
除以上基本部分外,还有许多种辅助装置,如润滑系统、保险装置、计数装置及气
垫等。
任务总结
本讲内容主要介绍了冷冲压的概念、特点、发展现状和应用,以及曲柄压力机的主要
结构和类型,让学生初步了解有关冷冲模的一些基本知识,为后面的学习打下坚实基础。
练习题
1.1 简述冷冲压的基本概念。
1.2 冷冲压的特点有哪些?
1.3 按连杆的数目分类,曲柄压力机的主要结构类型有哪些?
5。