下载文档原格式
《冲压工艺学》教学大纲《冲压工艺及模具设计》教学大纲开课单位：材料工程系学分：3 总学时：48H（理论教学48学时）课程类别：选修考核方式：考试课程编号：00000000基本面向：材料成型与控制工程专业一、本课程的目的、性质及任务本课程是“材料成型及控制工程”专业三个方向的主干专业课之一，它是一门理论与实践联系很紧密的课程。
冲压工艺理论是模具设计的基础，而模具设计则是实现冲压工艺的核心，学生在学习中两者不可偏废。
本课程的主要任务是使学生掌握各种冲压成形的变形规律，掌握工艺计算方法，判断板料成形难易程度以及掌握各种模具结构与设计要点。
通过学习，能够对中等难度冲压零件进行工艺分析、设计，基本能确定各种冲压零件生产的最佳工艺方案并能够设计冲压模具。
二、本课程的基本要求1、了解国内外冲压工艺及模具技术的发展现状和趋势。
2、掌握冲压工艺的基本成形理论、分析各类冲压件成形工艺特点，具有初步分析各种常见冲压缺陷和提出生产中解决措施的基本能力。
3、能够运用冲压参考书籍和资料，对中等程度的冲压零件进行工艺分析，拟定工艺路线和确定工艺参数，并能设计出技术上可靠、经济上合理的冲压模具。
4、熟悉冲压模具与各种压力机的连接要求。
5、通过冲压理论课程学习和冲压实验课动手能力培养，使学生具有一定的设计能力和科研能力。
三、本课程与其它课程的关系先修课程：《机械制图C》、《机械设计A》、《金属材料及热处理》、《互换性与测量技术基础a》、《机械制造技术基础C》、《材料成形原理》、《材料成形设备》、《模具CAD/CAM》。
在学本课程同时应学《模具制造技术》、《材料成形CAE》《汽车覆盖件模具设计与制造》、《锻造工艺及模具设计》、《塑料成型工艺及模具设计》、《模具寿命及失效分析》、《特种塑性成形技术》、《材料成形技术的新发展(讲座)》。
四、本课程的教学内容第一章绪论（一）冲压生产在国民经济中的地位和作用，冲压生产的特点及优越性，国内外冲压技术的现状及发展趋势；（二）冲压工艺的分类及特点；（三）本课程的基本内容及学习方法。
洪慎章·塑料压制成型压塑工艺及模具设计——上篇 塑料压制成型第五讲 压制成型设备（二）洪慎章(上海交通大学塑性成形技术与装备研究院，上海 200030)摘要：压塑与注塑采用不同类型的塑料，前者采用热固性塑料，后者采用热塑性塑料。
压塑成型工艺及模具设计是一门不断发展的综合科学，不仅随着高分子材料合成技术的提高，压塑成型设备的更新，成型工艺的成熟而改进，而且随着计算机技术，快速造型技术，数值模拟技术，数字化应用技术，智能技术等在压塑成型加工领域渗透而发展。
本讲座内容主要包括：压制成型工艺及分类，压制件设计，压制模结构设计及其零件设计，压制成型设备，压制塑件质量控制及缺陷分析，压制成型模应用举例；压注成型原理及工艺过程，压注成型模具结构设计，压注成型压力的计算，压注成型设备的选择，压注塑件质量及缺陷分析，压注成型模应用举例。
关键词：压制件设计及其成型；压制工艺及其模具结构设计；压制成型设备；压制塑件质量及缺陷；压注成型工艺及设备选择；压注模具结构设计；压注塑件质量及缺陷分析中图分类号：TQ320.661文章编号：1009-797X(2020)20-0001-07文献标识码：BDOI:10.13520/ki.rpte.2020.20.001 上海交通大学教授，曾任上海交通大学锻压教研室副主任，上海模具技术研究所教研室主任，中国锻压学会模具学术委员会委员。
1952年考入浙江大学机械系金工专业学习，1953年被选派为留苏预备生在北京外国语学院学习，1960年毕业于原苏联列宁格勒加里宁工学院机械系锻压专业，获技术科学副博士学位。
长期从事塑性成形加工教学及科研工作，主要研究方向为材料近净成形的各种新技术及成形过程数字化控制。
1987年获中国船舶工业总公司科技进步三等奖。
在国内外技术期刊上发表论文400多篇，编著及参编出版著作45本。
关于塑料方面成型已出版了15本。
洪慎章随着生活水平的提高，汽车需求量不断增长，导致道路拥堵、汽车尾气排放污染的日益严重。
主讲教师：刘维
翻边
●将薄板坯料边部或坯料上预制孔边部窄带区域
的材料弯折成竖边的塑性加工方法。
●作用：
①制成与其他零件装配连接的部位；
②提高零件的刚度；
③大型钣金成形时，控制破裂或褶皱。
按工艺特点分类
内孔翻边
外缘翻边：外缘内凹翻边，外缘外凸翻边
变薄翻边
按变形性质分类
压缩类翻边：变形区材料受切向压应力，压缩变形，厚度增加，易起皱。
包括了外缘外凸翻边。
伸长类翻边：变形区材料受拉应力，切向伸长，厚度变薄，易破裂。
包括了圆孔翻边、外缘内凹翻边。
圆孔翻边
把平板上或空心件上预先制好的孔扩大成带有竖立边缘的孔。
●圆孔翻边工艺分析
凸模底部材料在凸模的作用下，孔内径不断扩大，材料逐渐靠近凹模内壁
而形成侧壁。
变形是局部的，主要发生在位于凸模底部的（D0-d0）的环形部分，该区
是翻圆孔的变形区。
变形区材料沿切向和径向受拉，切向和径向均伸长、厚度减薄。
圆孔翻边工艺分析
网格变形分析：变形区变形不均匀，径向伸长不明显，切向变形较大，且愈到口部伸长愈多，口部减薄最为严重。
圆孔翻边工艺分析
翻边系数：坯料上预制孔的初始直径d0
与翻边成形完成后竖边的中径d m比值，
K=d0 d m
翻边系数K表示圆孔翻边时的变形程度，K值越小，翻边变形程度越大。
（式1）
圆孔翻边工艺分析
圆孔翻边过程中，孔边缘处的材料所承
受的切向拉应力和拉应变的作用最大，
材料厚度减薄最严重。
因此，孔边缘是
圆孔翻边成形的变形危险区。
圆孔翻边的成形极限可根据口部是否发
生破裂来确定。
当翻边系数减小到使孔
的边缘濒于破裂时，这种极限状态下的
翻边系数称为极限翻边系数K l。
圆孔翻边工艺分析
圆孔翻边成形极限的影响因素：
①材料种类及其力学性能：材料伸长率δ和硬化指数n大，成形极限大。
②预制孔的孔口状态：孔缘无毛刺和无冷作硬化时，K l小，成形极限大。
③材料的相对厚度：相对厚度愈大，K l愈小，成形极限愈大。
④凸模的形状：球形、锥形和抛物线形凸模翻边，变形均匀性好；平底凸
模，变形均匀性较差；平底凸模中，相对圆角半径越大，变形均匀性就
越好，极限翻边系数可越小。
圆孔翻边工艺设计
●在翻孔前通常需要预冲出翻孔用的圆孔，因此
翻边工艺计算时，先根据翻边孔的直径算出预制孔的直径；
●再根据翻孔件的翻孔高度及翻孔系数确定能否
一次翻成。
若一次翻边不能达到翻边高度，应先拉深，然后在底部冲孔，再翻边。
圆孔翻边工艺设计
①预制孔直径可根据弯曲件中性层长
度不变的原则作近似计算
d0=D1−πr+t0
2
+2h1
化简为，
d0=d m−2h−0.43r−0.72t0（式2）（式3）
圆孔翻边工艺设计
②翻边高度核算，判能否一次翻成，
h=d m
2
1−K+0.43r+0.72t0
将极限翻边系数代入，可得到允许的最
大翻边高度。
当工件要求的高度大于允
许的最大翻边高度时，就需要先拉深，
再冲孔，后翻边。
（式4）
圆孔翻边工艺设计
③拉深后再翻边，先计算翻边能达到
的最大高度
h1max=d m
2
1−K l+0.57r+
t0
2
预制孔直径为
d0=K l d m
翻边前的拉深高度为
h2=h−h1max+r+t0（式5）（式6）
（式7）
圆孔翻边工艺设计
①平底凸模的圆孔翻边力，
F=1.1πd m−d0t0σs
式中，σs为材料的屈服强度。
②球底凸模的圆孔翻边力，
F=1.2πd m t0σs m
式中，m为系数，可查表确定。
（式8）（式9）
●圆孔翻边模具结构
翻边模的结构与拉深模相似。
平底凸模的圆角半径应尽可能大，凹模圆角对翻边成形影响不大，可按零
件圆角确定。
若零件对竖边垂直度有要求，凸凹模之间的单边间隙可取为（0.75~0.85
）t0，保证翻边后的竖边成为直壁。
内凹翻边
用模具将毛坯上内凹的边缘，翻成竖边的冲压加工方法称为内凹翻边。
其应力和应变情况与圆孔翻边相似，属于伸长类翻边。
内凹翻边
内凹翻边的变形程度，
E s=Rα−R−bα
R−bα
=
b
R−b
若内凹翻边变成程度过大，竖立边缘的切向伸长就比较大，容易发生破裂。
竖边边缘不破裂时极限变形程度，称为内凹翻边的成形极限E SL。
（式10）
外凸翻边
用模具将毛坯上外凸的边缘，翻成竖边的冲压加工方法称为外凸翻边。
其应力和应变情况与浅拉深相似，属于压缩类翻边。
外凸翻边（3）外缘翻边外凸翻边的变形程度，
E C =Rα−R +b αR +b α=b R +b 外凸翻边时由于切向压应力的作用，产生较大的压缩变形，容易起皱。
竖边边缘不起皱的极限变形程度，称为外凸翻边的成形极限E CL 。
（式11）@武汉理工大学
@武汉理工大学翻边工艺
要点小结
●翻边工艺的概念
●圆孔翻边（属于伸长类翻边）
●外缘翻边
内凹翻边（属于伸长类翻边）
外凸翻边（属于压缩类翻边）
@武汉理工大学谢谢观看。
