塑形成型工艺冲压教学培训讲座.pps

塑性成型工艺 （冲压）,主讲:刘建,-版权所有 (2010-2011),课程情况总体简介,授课学时：36学时,课程性质：,本课程是材料成型与控制工程本科专业学生必修的最重要专业课之一，是塑性成型工艺理论的重要组成部分。 通过本课程的学习，使学生了解掌握冲压工艺的基本理论，通过冲裁、弯曲、拉深、其他冲压成形、冲压工艺规程的制订等内容的学习，掌握评价板材成形各项指标，各冲压工艺的原理和工艺技术，能够进行冲压工艺过程方案的编制。了解国内外冲压技术及材料的最新发展动向。,综合成绩评定：平时成绩占30%，期末成绩占70%。,课程情况总体简介,课程基本内容：,冲压工艺的基本情况介绍，详细讲述冲压工艺的状况及特点。 冲压变形基础理论，详细讲述变形原理、冲压材料及其冲压成形性能。 冲裁工艺，详细讲述冲裁变形的机理，模具的间隙，冲裁力的计算及降低冲裁力的方法，排样。 弯曲工艺，详细讲述板料弯曲的现象及其原因，窄板弯曲和宽板弯曲时的应力应变状态分析，宽板弯曲时的应力和弯矩计算，弯曲回弹。 拉深工艺，详细讲述圆筒件拉深的变形过程，圆筒件拉深工艺计算。 其他冲压成形，详细讲述胀形，翻孔与翻边。 冲压工艺过程方案的编制，详细讲述冲压工序的安排和工艺方案的编制。,引言,冲压产品生产流程：,（冲压）产品设计,冲压成形工艺设计,冲压模具设计,冲模制造,冲压产品生产,相互影响,相互关联,冲模设计与制造流程图,引言,在开始本门课程时让我们来看看如下零件是如何加工的？,汽车发动机用垫圈：,汽车发动机用垫圈：,引言,在开始本门课程时让我们来看看如下零件是如何加工的？,汽车发动机支架：,引言,在开始本门课程时让我们来看看如下零件是如何加工的？,普通垫片：,引言,在开始本门课程时让我们来看看如下零件是如何加工的？,常用五金件：,动画,第一章 概 述,主要内容： 一、冲压的概念、特点和应用 二、冲压的现状和发展趋势 三、冲压基本工序的分类,第一章 概 述,学习目的与要求：,掌握冲压及模具的概念； 了解冲压的特点、发展及应用； 掌握冲压工序的分类，认识基本冲压工序。,教学重点与难点 ：,重点：冲压及模具的基本概念、工艺特点及基本工序。 难点：冲压的基本工序。,一、冲压的概念、特点和应用,1.冲压概念 1）冲压 利用安装在压力机上的冲模对材料施加压力，使其产生分 离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。冲压 加工通常是在室温下进行，故称冷冲压（cold pressing ）。 加工对象：主要是金属材料 加工依据：板材冲压成形性能（主要是塑性） 加工设备：主要是压力机 加工工具：冲压模具,动画一,动画二,冲压现场,板料 冲压,一定形状、尺寸和性能,热轧、冷轧 板带钢,一、冲压的概念、特点和应用,2）冲压模（die） 在冲压加工中，将材料加工成零件（或半成品）的一种特 殊工艺装备，称为冲压模具（俗称冲模）。 3）冲压要素,冲压材料,先进的冲压工艺与模具,高效的冲压设备,冲压生产的三要素,一、冲压的概念、特点和应用,4）冲压模具重要性 冲模一种特殊工艺装备，简称工装。 冲模与冲压件有“一模一样”的关系。冲模没有通用性。 冲模是冲压生产必不可少的工艺装备，决定着产 品的质量、 效益和新产品的开发能力。 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。,2.冲压成形特点 优点： 制件复杂废料少；精细光滑互换好；刚度较高节省料；易于控制效率高；大批生产成本低。 缺点： 单件小批量生产、精度高、技术要求高，技术密集，要求板材有良好的冲压成形性能，制造成本高。生产中有噪声。 所以，冲压成形适宜批量生产。 3.常见的冲压产品 汽车、拖拉机、电器、仪表、电子、国防及日用品等行业。 电子产品：80%85%，汽车、农业机械产品：75%80% 轻工业产品：90%以上,典型实例 一,一、冲压的概念、特点和应用,典型实例 二,二、冲压技术现状与发展趋势,1.我国冲压技术现状 技术落后、经济效益低。 主要原因：冲压基础理论与成形工艺落后； 模具标准化程度低； 模具设计方法和手段、模具制造工艺及设备落后； 模具专业化水平低。 所以，结果导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期 等方面与先进工业发达国家的模具相比差距相当大。,二、冲压技术现状与发展趋势,2.冲压技术发展趋势,产品市场变化：,技术发展：,牵引,推 动,冲压模具设计与制造技术正由手工设计、依靠人工经验和常规机 械加工技术向以计算机辅助设计（cad）、数 控切削加工、数控 电加工为核心的计算机辅助设计与 制造（cad/cam）技术转变。,多品种、少批量，更新换代速度快,计算机技术、制造新技术,二、冲压技术现状与发展趋势,（1）冲压成形理论及冲压工艺 加强理论研究，开展cae技术应用。 开发和应用冲压新工艺。,满足产品开发在t(time)、q(quality)、 c(cost)、s(service)、e(environment)的要求。,2.冲压技术发展趋势(续）,二、冲压技术现状与发展趋势,(2)模具先进制造工艺及设备,数控化、高速化、复合化加工技术,先进特种加工技术,精密磨削、微细加工技术,先进工艺装备技术,数控测量,效率和质量是制造业的永恒主题。,2.冲压技术发展方向（续）,二、冲压技术现状与发展趋势,(3)模具新材料及热、表处理 提高使用性能,改善加工性能 ，提高寿命。,(4)模具cad/cam技术 二、三维相结合的数字化设计技术与数字化制造技术。 模具行业是最早应用cad/cam技术的行业之一。,(5)快速经济制模技术 加快模具的制造速度，降低模具生产成本。适应小批量试制。,(6)模具标准化 缩短模具制造周期、降低模具生产成本、提高模具质量,2.冲压技术发展方向（续）,(7)先进生产管理模式 并行工程思想、标准化、专业化生产。,二、冲压技术现状与发展趋势,模具工业是国民经济的基础工业，是高技术行业。模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一。 模具在日本被誉为“进入富裕社会的原动力”、在德国被称为“金属加工业中的帝王”。 模具设计与制造专业人才 是制造业紧缺人才。,二、冲压技术现状与发展趋势,我国模具工业发展十分迅速，19962002年间，模具产值年平均增速在14%左右。 由上可见，模具技术是先进制造技术的重要代表，模具工业是高新技术产业的一个重要组成部分，模具工业又是高新技术产业化的重要领域。,三、冲压基本工序的分类,分离工序：即冲裁工序是指使板料按一定的轮廓线断裂分离 而获得一定形状、尺寸的冲压件的工序。分离工序主要有冲 孔、落料、 切断、切舌、切边、剖切、整修及精冲等。 成形工序：冲压成形时，变形材料内部的等效应力超过屈服 极限 ，但未达到强度极限 ，使材料产生塑性变形，从而 成形零件。成形工序主要有弯曲、拉深、成形、冷挤压等。,三、冲压基本工序的分类,根据材料的变形特点分：,分离工序、成形工序,冲孔、剖切,冲孔、落料,三、冲压基本工序的分类,1.分离工序 （1）冲孔(piercing) ：用冲孔模沿封闭轮廓冲裁工件或毛坯，冲 下部分为废料。,三、冲压基本工序的分类,1.分离工序 （2）落料(blanking) ：用落料模沿封闭轮廓冲裁板料或条料，冲 下部分为制件。,三、冲压基本工序的分类,1.分离工序 （3）切断(cutoff) ：用剪刃或模具切断板料或条料的部分周边， 并使其分离。,三、冲压基本工序的分类,1.分离工序 （4）切口或切舌(notching) ：用切口模将部分材料切开，但并 不使它完全分离，切开部分材料发生弯曲。,三、冲压基本工序的分类,1.分离工序 （5）切边(trimming) ：用切边模将坯件边缘的多余材料冲切下 来。,三、冲压基本工序的分类,1.分离工序 （6）剖切(parting) ：用剖切模将坯件(弯曲件或拉深件)剖成两 部分或几部分。,三、冲压基本工序的分类,1.分离工序 （7）整修：用整修模去掉坯件外缘或内孔的余量，以得到光滑 的断面和精确的尺寸。,三、冲压基本工序的分类,1.分离工序 （8）精冲：用精冲模冲出尺寸精度高，断面光洁且垂直的零件。,三、冲压基本工序的分类,2.成形工序 （1）弯曲(bending) ：把平面毛坯料制成具有一定角度和尺寸要 求的一种塑性成形工艺。 压弯：用弯曲模将平板(或丝料、杆件)毛坯压弯成一定尺寸 和角度，或将已弯件作进一步弯曲。,三、冲压基本工序的分类,2.成形工序 拉弯：是在拉力与弯矩共同作用下实现弯曲变形，使整个 横断面全部受拉伸应力的一种冲压工序 。,三、冲压基本工序的分类,2.成形工序 卷边：用卷边模将条料端部按一定半径卷成圆形。,三、冲压基本工序的分类,2.成形工序 扭弯：用扭曲模将平板毛坯的一部分相对另一部分扭转成 一定的角度。,三、冲压基本工序的分类,2.成形工序 （2）拉深(drawing) ：将一定形状的平板毛坯通过拉深模冲压 成各种形状的开口空心件；或以开口空心件为毛坯通过拉深，进 一步使空心件改变形状和尺寸的冷冲压加工方法。,三、冲压基本工序的分类,2.成形工序 变薄拉深：用变薄拉深模减小空心件毛坯的直径与壁厚， 以得到底厚大于壁厚的空心件。,三、冲压基本工序的分类,2.成形工序 （3）成形：通过板料的局部变形来改变毛坯的形状和尺寸的工 序的总称。 胀形(bulging) ：指从空心件内部施加径向压力，强迫局部 材料厚度减薄和表面积增大，获得所需形状和尺寸的冷冲压工艺 方法。,三、冲压基本工序的分类,2.成形工序 起伏成形(cmbossing) ：平板毛坯或制件在模具的作用下， 产生局部凸起（或凹下）的冲压方法。,三、冲压基本工序的分类,2.成形工序 翻边(planging) ：指利用模具将工件上的孔边缘或外缘边缘 翻成竖立的直边的冲压工序。,三、冲压基本工序的分类,2.成形工序 缩口(necking) ：指将预先拉深好的圆筒或管状坯料，通过 模具将其口部缩小的冲压工序。,三、冲压基本工序的分类,2.成形工序 校平整形： 校平(flattening) ：指利用模具将有拱弯、翘曲的平板制件压平的冲压工序。 整形(sizing) ：指利用模具将弯曲或拉深件局部或整 体产生不大的塑性变形的冲压工序。,三、冲压基本工序的分类,在实际生产中，一个零件的最终成形，往往可能有几个不同工序的组合。 单工序模：指在冲压的一次行程过程中，只能完成一个冲压工序的模具。 级进模：指在冲压的一次行程过程中，在不同的工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。 复合模：指在冲压的一次行程过程中，在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。,复合模一,复合模二,级进模一,级进模二,单工序模,复习思考题,什么是冲压？ 什么是分离工序与成形工序？,内容结束,谢 谢,一、冲压的特点和应用,冲压成形产品示例一生活与工业用品,返回,一、冲压的特点和应用,冲压成形产品示例二 高科技产品,汽车覆盖件,飞机蒙皮,返回,一、冲压的特点和应用,数控高速铣削加工 高效 、高精度 、高的表面质量 、可加工高硬材料,返回,主轴转速 1500040000r/min 切削速度： 400r/min,加工精度： 10m,ra1m,5054hrc,一、冲压的特点和应用,