冲压成形原理(ppt文档)

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材料锻造冲压及特种成形工艺技术(PPT)

在二十世纪初，冲模结构由单工序模向复合模开展，并有了少量的具有三～五个工位的级进模，模块由整块向拼块开展，这个时期的电机硅钢片的生产大多采用复合模工艺，外圆和多槽结构在一副模具中一次冲压完成(wán 。 chéng)
今天，我们不仅可以利用多工位的精密级进模冲压出高精度、形状复杂的电机硅钢片，而且可以在级进模中同时完成硅钢片的铆，这样，我们送进模具的是硅钢片条料，从模具出来的是电机铁芯。
局部应用实例 (yìngyòng)
材料(cáiliào)锻造、冲压和特种成形工艺技术
第一页，共四十五页。
概念
锻压是锻造和冲压的合称，是利用锻压机械的锤头、砧块、冲头或通过模具对坯料施加压力，使之产生塑性变形，从而获得所需形状和尺寸的制件的成形加工方法。
在锻造加工中，坯料整体(zhěngtǐ)发生明显的塑性变形，有较大量的塑性流动；在冲压加工中，坯料主要通过改变各部位面积的空间位置而成形，其内部不出现较大距离的塑性流动。锻压主要用于加工金属制件，也可用于加工某些非金属，如工程塑料、橡胶、陶瓷坯、砖坯以及复合材料的成形等。
冷锻的出现先于热锻。早期的红铜、金、银薄片和硬币都是冷锻的。冷锻在机械制造中的应用到20世纪方得到推广，冷镦、冷挤压、径向锻造、摆动辗压等相继开展，逐渐形成能生产不需切削(qiēxiāo)加工的精密制件的高效锻造工艺。
第四页，共四十五页。
早期的冲压只利用铲、剪、冲头、手锤、砧座等简单工具，通过手工剪切、冲孔、铲凿、敲击使金属板材(主要是铜或铜合金板等)成形，从而制造锣、铙、钹等乐器和罐类器具。随着中、厚板材产量的增长和冲压液压机和机械压力机的开展，冲压加工也在19世纪中期开始(kāishǐ)机械化。
第三页，共四十五页。

金属工艺学薄板的冲压成型.pptx

间隙小
间隙适中
间隙大
第4页/共30页
✓凸凹模刃口尺寸的确定
设计落料模时，应先按落料件确定凹模刃口尺寸，取凹模作设计基准件，然后根据间隙 Z确定凸模尺寸（即用缩小凸模刃口尺寸来保证间隙值）。设计冲孔模时，先按冲孔件确定凸模尺寸，取凸模作设计基准件，然后根据间隙 Z确定凹模尺寸（即用扩大凹模刃口尺寸来保证间隙值）。
➢弯曲边过短不易弯成型，故应使弯曲边高度H＞2s。若H＜2s，则必须压槽，或增加弯曲边高度，然后加工去掉（如图）。
➢弯曲带孔件时，为避免孔的变形，孔的边缘距弯曲中心应有一定的距离（如图）。图中L＞1.5～2s。当L过小时,可在弯曲线上冲工艺孔, 如对零件孔的精度要求较高，则应弯曲后再冲孔。
b
τ材料抗剪强度（MPa），取τ=0.8σ
。
✓冲裁件的排样
排样是指落料件在条料，带料或板料上合理布置的方法。落料件的排样有两种类型：无搭边排样和有搭边排样。
第7页/共30页
修整
修整是利用修整模沿冲裁件外缘或内孔刮削一薄层金属，以切掉普通冲裁时在冲裁件断面上存留的剪裂带和毛刺，从而提高冲裁件的尺寸精度和降低表面粗糙度。
旋压
旋压的基本要点是： (1)合理的转速 (2)合理的过渡形状 (3)合理加力
翻边筒
第18页/共30页
旋压
3.4.3 冲模的分类和构造
简单冲模
在冲床的一次冲程中只完成一个工序的冲模，称为简单冲模。模具简单,造价低。
简单冲模
第19页/共30页
连续冲模（级进模）
冲床的一次冲程中，在模具不同部位上同时完成数道冲压工序的模具，称为连续模。生产率高，要求定位精度高。

冲压模具结构及其成型方法介绍(ppt 49页)

冲压模
冲孔模
落料模切边模
模成型
切破模
折弯模抽引模拉伸模漲涨形模
其它模:
調整模整形模
8
T
0.2
压筋线标准
材料
0.8~1.2
壓筋入子
压筋线目的保证角度稳定和外偏．高度在材料1\4. 宽度根据材料厚度而定保证强度最小0.2mm
9
模具设计规范
简单Ｖ成型模
特點: A.回弹 B.中性层位置内移 C.弯曲材料厚度变薄 D.材料长度增加
37
手机屏蔽罩品质常见异常
七；字码消失残缺不清晰，麻点消失不清晰：模具未压死；字码麻点镶件高度不够或者磨损；模具内有压废料字吗蹦缺。
20
折弯结构设计技巧
采用折弯一位保证产品负角
21
拉深模具成型结构图
22
拉深结构
拉深方法有两种：Ａ）:中小型拉深通常用于料薄df<200mm Ｂ) :大型拉深通常用于df>200mm
23
拉深结构
特殊拉深：冲子可以采用台阶形多次拉深方法．
24
通常材料拉深次数
25
模具设计技巧
环形撕破局部放大图
在运转过程中,下模产品定位装置,随着上模刀口同时运动,保证产品正常切断.
30
模具设计技巧
成型机构图
更改为钨钢滚轮棒插入冲子头部,使成型时钨钢棒滚动减少对产品磨擦力.
改为滚动后产品明显减少擦伤.
31
模具设计技巧
两个刀口接刀未15度.容易产生毛刺. 产品接刀毛刺0.15mm
两个刀口接刀改未90度.增加0.12mm接刀口了，生产时毛明显好转.毛刺高度0.05左右.
2
冲压模具组成结构

冲压培训资料 ppt课件

3.靠底部 R位容易起皱
28
• 翻边
• 缺陷：翻边不垂直、翻边高度不一致、翻边拉毛、翻边裂等。
• (1)翻边不垂直→凸凹模间隙过大。
• (2)翻边高度不一致→凸凹模间隙不均匀；定位不准；落料件尺 • 寸不准。
• (3)翻边拉毛→刃口有伤痕；零件表面有杂质；刃口硬度太低。
• (4)翻边裂→修边时毛刺大；凸凹模间隙太小；翻边处形状有突 • 变。
• (3)表面拉伤→模具工作表面有伤痕；材料表面有缺陷；润滑油中有杂质、废屑等。
• (4)波浪、鼓包、凹坑、麻点→压边力小；润滑不当、模具型腔脏；材
• 料表面脏；透气孔堵塞；模具型面不平、润滑油脏等。
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27
1.口边容易拉裂
拉延产品容易产生缺陷位置
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2.直身边容易拉伤、起拉线
•
划伤等。
• (4)尺寸不符→上料不到位；定位装置损坏或松动，位置窜
•
动等。
• (5)少孔→冲头折断；冲头长度不够等。
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25
1.此产品表面容易变形、划伤
2.此处齿角容易毛刺大
3.齿角位容易发生不冲断现象
4.缺口位容易发生少孔现象
落料、冲孔、修边产品容易产生缺陷位置
ppt课件
ppt课件
12
特别强调：冲压模具重要性
a---冲模一种特殊工艺装备。
b---冲模与冲压件有 “一模一样”的关系。冲模没有通用性。
c---冲模是冲压生产必不可少的工艺装备,决定着产品的质量、效益和新产品开发能力。 c---冲模的功能和作用、冲模设计与制造方法和手段，决定了冲模是技术密集、高附加值型产品。
ppt课件
9

冲压成型的基本原理

且间隙小于0.1料厚,为冲裁
上模
压料下模
冲模工作的基本原理
• 3）翻边 • 一端压料,材料不流动。凸凹模为圆角，
且间隙大于0.8料厚,为翻边
上模
压料下模
冲模工作的基本原理
• 4）整形 • 一端压料,材料不流动。间隙大于0.8料厚,
下面有模具,为整形
上模
压料下模
下模
冲模工作的基本原理
• 5）压形 • 无压料,上下有模具,为压型
• 两侧压料,材料有流动，凸凹模间隙大于
等于料厚。
凹模压边圈
凸模
凹模压边圈
单动拉延
凹模在上并向下运动,压边圈在下，随凹模运动，凸模在下不动，凹模在上并向下运动压边圈在下，随凹模运动，凸模在下不动，压边圈在下为单动拉延
冲模工作的基本原理
• 2）修冲 • 一端压料,材料不流动。凸凹模为尖角，
冲压成型的基本原理
A．基本原理
• 1．板料成型中的材料特性
1）材料特性曲线
2）成型极限图）
成型极限图
3）材料参数
• n 、r值 • 应变刚指数n 值大，材料强化效应大，应
变分布比较均匀。 • 厚向异性指数r值下降，极限应变值也下降。但，n值对成型极限曲线的影响远比 r值重要。 • 延伸率
拉延成型裕度
裂
变薄
充分不充分增厚褶
2.冲模工作的基本原理
• 1）拉延 • 两侧压料,材料有流动，凸凹模间隙大于
等于料厚。
压边圈凹模
凸模
压边圈凹模
双动拉延
凹模在下不动。压边圈在上，先压料。凸模在上并向下运动为双凹模在下不动。压边圈在上，先压料。凸模在上并向下运动,为双动拉延

冲压成型概述

4、装模高度和封闭高度压力机装模高度（GB8845-88称为闭合高度）是指压力机滑块处于下死点位置时，滑块下表面到工作垫板上表面的距离。当装模高度调节装置将滑块调整到最上位置时，（即连杆调整到最短时）装模高度达到最大称为装模高度。模具的闭合高度应小于压力机的最大装模高度。装模高度调节装置所能调节的最大距离，称为装模高度调节量。 5、工作台尺寸和滑块底面尺寸这些尺寸与模具外形尺寸及模具安装方法有关。 6、模柄孔尺寸当模具需要用模柄与滑块连接时，模具的模柄尺寸应与滑块内模柄孔的尺寸相协调。开式可倾压力机的主要参数见表1-7
1.4.1 曲柄压力机
1.曲柄压力机的结构及工作原理
曲柄压力机构组成：工作机构、传动机构、操作机构、支撑机构和辅助机构等。其外形及结构如下图所示：
2.曲柄压力机的型号
曲柄压力机的型号用汉语拼音字母、英文字母和数字表示。例如JB23-63型号的意义式：
3.曲柄压力机的技术参数
1、公称压力（KN）公称压力是指当滑块运动到距下死点前一特定距离（公称压力行程）或曲柄旋转到下死点前某一角度（公称压力角）时，滑块上允许的最大工作压力。 2、滑块行程滑块行程是指滑块从上死点运动到下死点所走的距离。它的大小和压力机的工艺用途有很大关系。 3、滑块行程次数滑块行程次数是指滑块空载时，每分钟上下往复的次数。有负荷时，实际滑块行程次数小于空载行程次数。对于自动送料曲柄压力机，滑块行程次数越高，生存效率越高。
1、屈服极限
屈服极限 s 小,材料容易屈服,则变形抗力小.
2、屈强比
屈强比小,说明
s 值小而
值大
b
3、伸长率
拉伸实验中,试样拉断时的伸长率称总伸长率
4、硬化指数与弹性模量

冲压成型工艺

1）弯曲特点（以V形件为例）凹模
1）弯曲特点（以V形件为例）凹模
1）弯曲特点（以V形件为例）从网格线前后的变化可以看出
① 变形仅仅发生在与凸模接触的圆角范围内
② 坯料内侧受压缩，外侧受拉伸
凹模
2) 弯曲的质量问题及防止
① 弯裂板料外侧因拉应力过
大而产生裂纹
r
防止办法：
◆ 限制弯曲件的弯曲半径，
拉深件的质量问题是拉裂和起皱；拉深时是否会拉裂和起皱与变形程度有关，变形程度可
以用拉深系数m来表示。 m越小，变形程度越大；
每一种材料都有其极限变形程度，也就有其极限拉深系
数mmin ，拉深时，应使 m > mmin ；
在多次拉深时，应使每一次的拉深系数mn= dn/dn-1都大
于极限拉深系数mmin ，并且应使后一次m值比前一次m
值略大些。
整理24ppt pressing
拉深动画
冲裁动画
拉深凸凹模间隙与冲裁模比有什么不同？
拉深的凸模和凹模间隙比落料时的凸凹模间隙大，一般大于板料的厚度。落料的凸凹模间隙小于板的厚度，且凸凹模间隙要求合适，这样上下裂纹重合一致，冲裁力、卸料力和推件力适中，模具才具有足够的寿命，落料的尺寸几乎与模具一致，且塌角、毛刺和斜度均很小。过大或过小的间隙都会影响模具的使用寿命和零件质量。
落料冲孔切断修整
整理4ppt pressing
（1）落料与冲孔（统称冲裁）使坯料按封闭的轮廓分离的工序动画
条料
工件
工件
落料 (blanking)
整理5ppt pressing
废料
冲孔 (punching)
冲裁过程: 动画

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判断出该冲压件所需的基本冲压工序
熟悉冲压材料的种类及供应规格熟悉常用冲压设备的类型及适应工艺
冲压与人们的生活息息相关，你身边就会有许多冲压件所组成的产品：大到汽车飞机，小到手表相机。模具是工业生产的基础工艺装备，被称为“制造业之母”。75%的粗加工工业产品零件、50%的精加工零件均由模具成形，机电新产品的开发往往取决于模具的研发能力。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。一块普通的金属板料如何会在冲压之后成为一件形状复杂、外观漂亮、价值昂贵的产品呢？
3. 按基本变形方式分
冲裁弯曲拉深成形
4. 按工序组合形式分
单工序冲压复合冲压级进冲压
1.1.2 冲压的特点及应用
⑴ 生产率高，操作简单，便于实现机械化和自动化。 ⑵ 尺寸精度高，互换性好。 ⑶ 材料利用率高，一般可达70%~85%，有的高达95%。 ⑷ 可得到其它加工方法难以加工或无法加工的形状复杂的零件，如
薄壳拉深件。 ⑸ 可得到重量轻，刚性好，强度大的零件。 ⑹ 不需要加热，可以节省能源，且表面质量好。 (7)大量生产时，产品成本低。
由此可见，冲压能集优质、高效、低能耗、低成本于一身，这是其它加工方法无法与之相比拟的，
因此冲压的应用十分广泛，如汽车，拖拉机行业中，冲压件占60%~70%，仪器仪表占到60~70%，还有日常生活中的各种不锈钢餐具等等。从精细的电子元件，仪表指针到重型汽车的覆盖件和大梁以及飞机蒙皮等均需冲压加工。
1.1.3 冲压的发展现状与趋势
1 模具行业现状改革开放以来，我国的模具工业经过多年发展，整体实力和综合竞争力显著
增强，对汽车、家电等行业的服务能力大大提升。目前，我国模具企业超过2万家、规模以上5000家、重点骨干企业133家、上市公司13家。（1）精密、大型模具发展良好，模具技术水平及其附加值不断提高。（2）模具设计制造水平及生产方式进步巨大，CAD/CAM应用得到普及，CAE应用也得到普遍重视，CAPP、PLM、ERP等数字化技术已有一部分企业开始采用，高速加工、并行工程、逆向工程、虚拟制造和标准生产已在一些重点企业实施。（3）模具集聚区已经形成，形成了一大批颇具规模的模具城，产业聚集效应明显，模具集聚区主要集中在珠三角和长三角区，目前正在向全国范围扩展。
1.1.1 冲压加工工序的分类
1.按变形性质分类
分离工序成形工序
（1）分离工序冲压成形时，被加工材料在外力作用下产生变形，当变
形区材料受到的剪切应力达到材料的抗剪强度，材料便产生剪切而分离，从而形成一定形状和尺寸的零件。分离工序主要有剪裁、冲孔、落料、切口、剖切等。
分离工序示意
D
D
D
冲压加工的缺点
模具制造周期长，成本高。
车门板修边冲孔模：98 万元
传统加工方法
和手段及传统模具材料
自动叠铆级进模：98万元
缺点将不复存在
但随着先进的模具加工技术及非传统意义上的模具材料的出现，这种缺点也可逐渐被克服。
如采用低熔点合金材料制造模具采用快速原型制造技术制造模具采用经济模具。
成形工序示意
D
只改变毛坯形状，不发生分离
表1-2 成形工序
表1-2 成形工序（续）
2. 按变形区受力性质分
伸长类成形：变形区的最大主应力为拉应力，其破坏形式
为拉裂，特征是厚度减薄。
压缩类成形：变形区的最大主应力为压应力，其特征是厚
度增厚，破坏形式为起皱。
胀形——伸长类成形
拉深——压缩类成形
第1章绪论
1.1 冲压加工概述 1.1.1 冲压加工工序的分类 1.1.2 冲压加工的工艺特点 1.1.3 冲压加工的发展现状
1.2 冲压加工设备 1.2.1 曲柄压力机的组成及应用 1.2.2 曲柄压力机的主要类型 1.2.3 曲柄压力机的型号和技术参数 1.2.4 其他冲压设备
能力要求
了解冲压的应用，能根据冲压件的结构特征初步
落料
D
剪切
有分离现象发生，但不改变空间形状
表1-1 分离工序
表1-1 分离工序（续）
（2）成形工序
冲压成形时，被加工材料在外力作用下，变形区材料所受到的等效应力达到材料的屈服极限σ s，但未达到强度极限σ b，使材料只产生塑性变形，从而得到一定形状和尺寸的零件。成形工序主要有弯曲、拉深、翻孔、缩口、胀形等。
2 模具工业面临的困境和挑战我国模具年生产总量虽然已位居世界第一位，但设计制造水平在总体上与工
业发达国家相比尚有不少差距，主要表现在以下几方面: （1）我国模具工业与世界先进水平相比，仍存在一定差距; （2）研发及自主创新能力较弱; （3）企业管理落后于技术的进步; （4）数字化信息化水平较低; （5）模具人才发展滞后于行业发展; （6）国产模具自给率近88%，不足之处主要反映在以大型、精密、高性能为主的高技术含量模具，高水平模具仍然依赖进口; （7）随着美国“再工业化”，德国“工业4.0”，法国“汽车产业振兴计划”等战略，加上国内“人口红利”消退，劳动力成本的提高，给我国模具企业发展提出了巨大挑战。
1.1 冲压加工概述
1.1.1 冲压的概念
日常生活用品
食品行业
电机行业
仪器、仪表行业
家用电器、电脑行业
空调背板洗衣机滚筒
电子行业
接插件端子
电子行业
汽车行业
ห้องสมุดไป่ตู้
航空业及军事
苏33舰载战斗机
美国F18战斗机
什么是冲压？
冲压的概念
在常温下，利用冲模在压力机上对金属（或非金属）板料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而得到具有
一定形状、尺寸和性能的零件。分离
塑性变形
由冲压概念可知：
⑴ 冲压是在常温下进行的,即不需加热,故又叫冷冲压。 ⑵ 冲压加工的对象都是板料，故又称为板料冲压。 ⑶ 冲压是由设备和模具完成其加工过程的，需具备三
个要素：冲床(设备）、模具、原材料。 ⑷ 冲压是塑性变形的基本形式之一。
在冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冲压模具(俗称冲模)。冲模是实现冲压加工必不可少的工艺装备，没有先进的模具技术，先进的冲压工艺就无法实现。