冷 冲 压 模 设 计.doc

冷 冲 压 模 设 计汉寿中等职业技术学校吴 健教案（一）课题： 塑性变形知识及冷冲压工艺分类 教学目的：1、了解和撑握塑性变形知识； 2、了解和撑握冷冲压工艺分类教学重点：1、塑性变形知识； 2、冷冲压工艺分类课型：新课主要教学或训练方式：讲述课时：2课时1、 塑性变形知识1、 塑性的概念 塑性是指固体材料在外力作用下发生永久变形，而不破坏其完整的能力。 不同的材料的塑性不同。即使同一种材料一不同的的条件下，也会现不同的塑性。 在外载荷作用下物体发生永久性的变形称为塑性变形。 塑性变形的特点：（1） 是不可逆的；（2） 在塑性变化的同时都伴有弹性变形；（3） 其体积保持不变；（4） 变形体的质点有可能沿不同的方向移动时，质点总是沿其阻力最小的方向移动称为最小阻力定律。2、 塑性与变形能力 在塑性加工时，作用在工具表面单位面积上变形力的大小为变形抗力。 逆性与变形抗力的区别： 塑性反映材料变形的能力； 变形抗力反映逆性变形的难度；3、 影响塑性变形的因素：（1） 材料的内部因素，原子结构；（2） 外部条件，变形温度、速度应力状态；4、 塑性的评定： 断面收缩率、伸长率；5、 加工便化： 常用的金属材料，在下常温度下进行塑性变形，随着变形程度增加，其强度指标（S和b）增加，而同时（和）下降，这种现象称为加工便化。6、冲压成形的力学特点 板料的成形大致分为“伸长类”变形和“压缩类”变形。1) 伸长类：主应力中绝对值最大的就力是拉应力。2) 压缩类：主应力中绝对值最大的是压应力。2、 冷冲压工艺分类变形种类序号工序名称工 序 简 图工序说明分离工序1切断将板料沿不封闭的轮廓分离2落料沿封闭的轮廓将制件或毛坏与板料分离3冲孔4切边5切口成形工序6弯曲7拉深8变薄拉深9翻孔翻边10胀形11起伏12扩口13缩口14整形15卷圆将板料的端部按一定的半径卷圆教案（二）课题：1、冲压材料 2、板料的剪裁 3、冲压设备 教学目的：1、了解和撑握板料的基本性能； 2、了解和撑握常用的冲压材料； 3、了解和撑握板料的剪裁； 4、了解和撑握冲压设备分类； 5、了解和撑握规格型号； 6、了解和撑握主要参数；教学重点：1、板料的基本性能； 2、常用的冲压材料； 3、板料的剪裁； 4、冲压设备分类； 5、规格型号； 6、主要参数；课型：新课主要教学或训练方式：讲述课时：2课时1、 板料的基本性能1、 屈服点和屈服比 材料的屈服点s:度样试验时过程中载荷平增加，试样试样仍继续伸长时的应力。 抗拉强度b :指试样被拉断前能承受的最大应力。 屈服比:s/b。2、 伸长率u指试样拉断后标距的伸长与原始标距的百分比。3、 应变硬化指数n：表示材料加工硬化和度的一个指标。4、 塑性应变比R：单拉伸试验时宽度应变b和厚度应变t之比。R=b/t2、 冲压成形性能试验方法与指标1、 胀形成形性能试验2、 拉深胀形成形改革一能试验3、 冲压材料1、 黑色金属：主要是普通碳素钢、优质碳纱钢、不锈钢等。 按表面质量有1） 特别高级；2） 高级；3） 较高级；4） 普通；按拉深级别1） 最深拉深Z；2） 深拉深S；3） 普通拉深P；2、 有色金属3、 非金属4、 板料的剪裁1、 平刃剪床；2、 斜刃剪裁5、 剪床规格型号 代号Q，其规格大小按剪床能裁剪板料的宽度和厚度来表示。6、 冲压设备分类1、 曲柄压力机；2、 摩擦压力机；3、 油压机；7、 规格型号 J 数字 压力机公称压力 压力机8、 主要参数1、 公称压力：指滑块离下止点前某一位置或指曲轴旋转到离下止点前某一角度（此角称压力角，一般取2030）时，滑块上所能空许承受的最大作用力。2、 滑块行程：指滑块从上止点运动到下止点所经过的距离，其值一般按曲柄半径的两倍计算。3、 行程次数：指滑块每分种从上止点运动到下止点，然后现再回到上止点所往复的次数。4、 连杆调节长度：长度可以调整。5、 闭合高度：滑块在下止点位置时，滑块下端面到工作台上表面之间的距离。9、 曲柄压力机的结构和工作原理1、 支承系统；2、 传动系统；3、 操作系统；4、 能源系统；5、 工作系统；10、 冲压设备的选用1、 类型选择： 应根据冲压工艺的性质、生产批量、模具的大小、制件精度等正确选用；2、 规格选用：1） 压力机的公称压力必须大于冲压工序所需压力。2） 压力机滑块行程应满足制件高度上能获得所需尺寸，并在冲压工充完成后能顺利地人模具上取出来。对于拉伸模，行程应大于制件高度两倍以上。3） 行程次数应符合生产率和材料变形速度的要求。4） 闭合高度、工作台面、滑块尺寸、模柄孔尺寸都能满足模具的正确安装要求。教案（三）课题：1、冲裁变形过程及质量分析 ； 2、冲裁间隙； 教学目的：1、了望和撑握冲裁变形过程； 2、了望和撑握冲裁断面质量分析； 3、了望和撑握间隙对断面质量的影响； 4、了望和撑握间隙对尺寸精度的影响； 5、了望和撑握合理间隙值的确定；教学重点：1、了望和撑握冲裁变形过程； 2、冲裁断面质量分析； 3、间隙对断面质量的影响； 4、间隙对尺寸精度的影响； 5、合理间隙值的确定；课型：新课主要教学或训练方式：讲述课时：2课时1、 冲裁变形过程分析 冲裁过程分三个阶段1、 凸模刚接触材料的初始阶段，金属材料即产生弹性压缩与弯曲，此时如果凸模回程，板料即恢复原状，此阶段为弹性变形阶段；2、 凸模继续向下，变形区材料硬化加剧，冲压变形力也不断的增大，材料内部的拉应力与弯矩也不断增大，直到刃口附近材料由于拉应力作用出现裂纹为止，这个冲裁变形力达到了最大值，材料开始破坏；3、 剪裂分离阶段，凸模继续向降，上下裂纹扩大并向材料内延伸，直致裂纹重合，材便分离； 总之，冲裁任何材料都要经过弹性变形、塑性变形和断裂分离三个阶段。2、 冲裁断面质量分析一般的来说，冲裁断面分为四个带区1、 圆角带：是由于凸凹间存在间隙，冲压力迫使材料进入凹模时所产生的弯曲力矩造成的。2、 光亮带：是在塑性变形时凸模挤压切入所形成的。3、 断裂带：是在拉应力与切应力的作用下，材料分离形成的。4、 毛刺：是伴随微裂纹而形成的，随着凸模继续下降，使已形成的毛刺拉长，最后残留在冲裁件上，毛刺的高低，主要是由凹凸模间的间隙是否合理以用刃口磨损状况而定。3、 冲裁间隙1、 间隙对断面质量的影响凹模与凸模工作部分尺寸之差称为间隙，用Z表示。1） 间隙合理，上下裂纹在冲裁过程中扩展会合，圆角带较小，光亮带约占板厚三分之一左右。2） 间隙过大：凸模刃口附近的微裂纹较合理间隙向内错开一距离，材料将受很大的拉伸变形，毛刺、圆角带加宽锥度也增大，光亮带缩小。3） 间隙过小：凸模刃口附近的微裂纹较合理间隙向外错开一距离。上下裂纹中间的一部分材料，随着冲裁进行将被二次剪切，使断面产生二个光亮带。4、 冲裁间隙对尺寸精度的影响 尺寸精度除了与模具精度及料厚有密切关系外，与制件的材质及冲裁间隙有很大的关系。五、间隙什的确定 总的原则是在满足冲裁件的尺寸精度要求下，间隙值一般取偏大值。1、 间隙值对冲裁工艺的影响1）教案（）课题： 教学目的：教学重点：课型：新课主要教学或训练方式：讲述课时：2课时教案（）课题： 教学目的：教学重点：课型：新课主要教学或训练方式：讲述课时：2课时教案（）课题： 教学目的：教学重点：课型：新课主要教学或训练方式：讲述课时：2课时教案（）课题： 教学目的：教学重点：课型：新课主要教学或训练方式：讲述课时：2课时教案（）课题： 教学目的：教学重点：课型：新课主要教学或训练方式：讲述课时：2课时教案（）课题： 教学目的：教学重点：课型：新课主要教学或训练方式：讲述课时：2课时教案（）课题： 教学目的：教学重点：课型：新课主要教学或训练方式：讲述课时：2课时教案（）课题： 拉深工艺与质量分析 教学目的：1、了望和撑握拉深变形过程； 2、了望和撑握拉深过程中毛坏的应力、应变状态； 3、了望和撑握拉深的质量分析；教学重点：1、拉深变形过程； 2、拉深过程中毛坏的应力、应变状态； 3、拉深的质量分析；课型：新课主要教学或训练方式：讲述课时：2课时1、 拉深变形过程1、 拉深过程分三个过程1） 筒底（不变形区）；2） 筒壁（传力区）；3） 突缘（变形区） 毛坏变形主要集中在岫模表面的突缘上，拉深过程的本质就是使突缘逐渐收缩转化为筒壁的过程。 圆板毛料直径与拉深后筒形件的直径之比为拉深系数 m=d/do 拉深过程中的两大危害：即突缘的起皱和筒壁的拉裂；拉深力在拉深过程中的变化规律：拉深力由大变小。2、 拉深变形过程中毛坏的应力、应变状态1、 突缘变形区：切向受压缩、径向受拉伸、切向应力三个力的作用；它使材料受压后向岫模洞口流动，同时使材料厚度增加和筒壁直段增高，一突缘区产生皱纹。2、 筒壁传力区：材料在凸模作用下，受单向拉伸应力，应形也单向伸长，壁厚减薄，其结果使筒壁的上端材料变厚，下端材孪薄。3、 筒底不变区：受切向、径向两面三刀向等拉应力，变形也是等拉伸变形。4、 凹凸模圆角处1） 凹模圆角处，切向受压。径向受拉，一侧还受凹模圆角对材料的压力，另外此处还有弯曲变形，凹模圆角半径越小，弯曲变形越大，材料流动阻力也越大。2） 凸模圆角处的材料，由于一直承受筒壁传来的拉应力，还受到凸模的压应力，使这一部分材料变薄更严重，拉裂的1危险断面就发生在筒壁直段与凸模圆角相切的部位。3、 拉深制件的质量分析1、 起皱的原因及其防止措施1） 外皱：是拉深过程中突缘部分的材料与切向压应力之间失去了应有的比例关系而造成的失稳起皱。在生产中常用下列公式判断不起皱的条件 do-d 22t t/do100%4.5(1-m)主要决定于拉深系数m和材料的相对厚度t/do。 防止起皱的办法：采用压边装置，实际上是增大径向应力，以降低切向应力。 压边装置分为固定和弹性两种。2） 内皱：同样取决于切向应力与材料抗失稳的能力。 防止内皱发生的基理，仍是增加径向拉应力，来减少切向应力生产，实际中常用加设筋法和反拉深法。2、 筒壁拉裂原因和防止措施 拉深件筒壁的最大变薄率为10%18%，增厚率为20%30%。 筒壁直段与凸模圆角相切换部位为危险断面，其原因有两个1） 模具圆角的顶压，使其部位变薄最大；2） 凹凸模间有径向间隙存在，导致材料与凸模贴合不紧，得到凸模有利的摩擦效应的帮助也起小，加之外受拉力的影响使其应为最薄的壁厚3） 防止拉裂的措施：适当加大模具圆角半径、降低拉深力、采用多次拉深法和薄涂拉深润滑剂。教案（）课题： 1、拉深制件的工艺性； 2、工艺计算； 教学目的：1、了望和撑握拉深制件的形状要求； 2、了望和撑握圆角半径的确定； 3、了望和撑握拉深制件的公差； 4、了望和撑握修边余量的确定； 5、了望和撑握毛坏尺寸的计算； 6、了望和撑握变形特征及拉深方法； 7、了望和撑握拉深次数的确定； 8、了望和撑握拉深时各工序间的尺寸计算；教学重点：1、拉深制件的形状要求； 2、圆角半径的确定； 3、拉深制件的公差； 4、修边余量的确定； 5、毛坏尺寸的计算； 6、变形特征及拉深方法； 7、拉深次数的确定； 8、拉深时各工序间的尺寸计算；课型：新课主要教学或训练方式：讲述课时：2课时1、 形状要求1、 注明保证外形尺寸还是保证内孔尺寸。不能同时注明内外尺寸；2、 半敞开式非称空心件，设计时可将其成对组合拉深成形后再切开分成两个式几个制件；3、 拉深制件的厚度应考虑拉深工艺的变形规律。壁厚上厚下薄，上下壁厚变化为(1.21.6）t；4、 制件的口部允许有回弹。2、 圆角半径的确定：1、 圆角半径应取rd2t，一般宁可大，常取rd=(5-8)t，若小于0.5时，只能用校正方法来经弥补。2、 筒底圆角半径，相当于凸模圆角半径，常取rpt，一般取rp（35）t，若增加校正工序则取rp（0.10.3）t。3、 矩（方）形件口部的圆角半径：一般应取r3t，为使拉深工序次数减小应尽量使r0,15H（拉深制件高度）。3、 拉学会制件的公差 一般在IT13级以下。4、 修边余量的确定 由于材料异性的存在、间隙不均、板厚变化、摩擦阻力不同使拉深口部或突缘周边不齐必须另加修边余量通过修边来保证质量。毛坏尺寸计算时将加上修边余量后的尺寸作为展开计算的依据。5、 毛料尺寸的计算1、 简单拉深制件的计算 计算的原则：将拉深件分解为简单的几何图形，然后分别计算它们的尺寸，将各几可尺寸加起来。2、 复杂的拉深制件计算1、 古金定律：任何形状的母线，绕轴旋转一周所得到的旋转面积，与母线拉直后，通过重心且平行于该轴旋转一圈的硕积相等。2、 计算法：分别计算各点的尺寸，最后求总和。3、 作图法：6、 应形特征及拉深方法1、 筒形的变形特征拉深系数是一个小于1的数值。2、 带突缘的拉深方法及变形特征1） 拉深方法： 窄突缘筒形件拉深与不带突缘的筒形件基本一样，只是最后一次用校正的方法形成窄突缘平面。 宽突缘筒形件拉深的原则：在第一次拉深时，就必须将制件的突缘尺寸拉成，以后各次拉深时突缘尺寸要保持不变，仅仅依靠圆筒部分材料的转移来达到制件的尺寸。 生产实际中，宽突缘常用丙种成形方法： 缩小筒形直径，增加高度的方法； 特点：凹、凸模圆角半径不变。 拉深高度不变，利用逐次内收的方法； 特点：第一次拉深制件的高度基本已拉成，以后各次拉深只是由大圆角半径逐渐过渡到小圆角半径。2） 变形特征 第一、要用相对高度h1/d1才能真实反映其变形程度。 第二、第一次必须将突缘拉到位，以后各拉深中，突缘的直径保持不变。如直么稍有变动，筒壁便会影起很大的变形抗力，而使底部危险断面处断裂，在实际中，采用第一次拉深时拉入凸模的材料比制件最后拉深部分所需的材料多3%10%。7、 拉深次数的确定 当算出的拉深系数m1小于前表中查得的极限拉深系数m1时，则需多次拉深拉深系数由以下几种方法决定：1、 推算法：拉深次数，可根据t/d0查出的m1、m2、m3、m4，然后从第一道工序开始依次求各半成品直径。 一直算到得出的直径稍微小于或等于制件所需求的直径为止。2、 公式法：3、 图表法：8、 多次拉深时各工序间的尺寸计算1、 筒形件半成品尺寸的确定1） 半成品直径：应根据各次拉深系数进行推算。各次m值的调整原则，应形程度逐次减小，拉深系数逐次增大。2） 半成品圆角半径 凹模圆角半径：rp 凸模圆角半径：rd3） 教案（）课题： 拉深力、压边力的计算及夺取机的选用 教学目的：1、了解和撑握拉深力的计算； 2、了解和撑握压边力的计算； 3、了解和撑握压力机的选择； 4、了解和撑握拉深间隙； 5、了解和撑握凹、凸模工作尺寸的计算； 6、了解和撑握初次拉深模； 7、了解和撑握以后各工序拉深模；教学重点：1、拉深力的计算； 2、压边力的计算； 3、压力机的选择； 4、拉深间隙； 5、凹、凸模工作尺寸的计算； 6、初次拉深模； 7、以后各工序拉深模；课型：新课主要教学或训练方式：讲述课时：2课时1、 拉深力的计算1、 圆筒形件初次拉深：多次拉深：2、 椭圆微形件初次拉深：多次拉深：3、 带突缘筒形件初次拉深：4、 矩（方）形2、 压边力的计算3、 压力机的选择 压力机吨位应等于计算F加上压边力FF总=F+F压4、 拉深间隙 确定拉深间隙时，必须考虑到材质、料厚、制件的精度、表面粗造度等。 一般间隙取（1,05-1.2)t。5、 凹、凸模工作尺寸的计算6、 首次拉深模1、 无压边装置的首次拉深模2、 具有弹性压边装置的首次拉深模7、 以后各工序拉深模1、 无压边装置的以后各工序拉深模2、 带压边装置的以后各工序拉深模3、 双动压力机上使用的初次拉深模8、 拉深润滑1、技术要求：1）引起一层强度高、能负高压的薄膜；2）有很大的粘性；3）方便的清除；4）不能产生机械、化学方面对制件的损伤；5）化学稳定性好，不变质、无毒；6）耐热性；2、使用方法：切忌涂在凹模或凸模上，引起材料沿着凸模滑动，造成凸模圆角半径的材料变薄戒拉裂。教案（）课题：翻孔及翻边工艺 教学目的：1、了解和撑握翻孔的含义； 2、了解和撑握翻边的含义； 3、了解和撑握翻孔模和翻边模教学重点：1、翻孔； 2、翻边； 3、翻孔模和翻边模课型：新课主要教学或训练方式：讲述课时：2课时1、 翻孔 在预先制好孔的半成品上或未经制孔的板料上冲制出竖立直边的工艺称为翻孔。1、 翻孔的变形特征：主要变形是在与凸模端部接触的内径为DO、外径为D的孔子口附近的环形部分。在凸模的作用下其内幕径不