冲压工艺简介PPT课件

SteelKai2012 10 04 冲压工艺简介 目录 第一章什么是冲压第二章冲压加工的特点第三章冲压工艺的分类第四章冲压加工常见缺陷第五章冲压设备简介 冷冲压 是指在常温下 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 从而获得所需要零件的一种压力加工方法 模具 冲压设备 工艺条件 冲压零件 冲压零件影响因素 第一章什么是冲压 1 用冲压加工方法可以得到形状复杂 用其它加工方法难以加工的工件 如薄壳零件等 冲压件的尺寸精度是由模具保证的 因此 尺寸稳定 互换性好 2 材料利用率高 工件重量轻 刚性好 强度高 冲压过程耗能少 因此 工件的成本较低 4 第二章冲压加工的特点 3 操作简单 劳动强度低 易于实现机械化和自动化 生产率高 4 冲压加工中所用的模具结构一般比较复杂 生产周期较长 成本较高 因此 在单件 小批量生产中采用冲压工艺受到一定限制 冲压工艺多用于成批 大量生产 5 第二章冲压加工的特点 6 冷冲压概括起来分两大类 分离工序和成形工序 1 分离工序是使板料按一定的轮廓线分离而获得一定形状 尺寸和切断面质量的冲压件 分离工序分 落料 冲孔 切断 修边等 2 成形工序是坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件 成形工序分 拉延 翻边 整形 翻孔 弯曲等 第三章冲压工艺的分类 第三章冲压工艺的分类 分离工序 第三章冲压工艺的分类 成型工序 冲压件常见缺陷 毛刺过大 变形 表面划伤 冲孔带料 塌陷 尺寸不符 少孔 缩颈 开裂 起皱 叠料 拉毛 波浪 鼓包 凹坑 麻点 翻边不垂直 翻边高度不一致 翻边拉毛 翻边裂等 第四章冲压加工常见缺陷 第四章冲压加工常见缺陷 落料冲孔 修边 质量缺陷 修边毛刺 修边带料 少孔 孔毛刺 修边毛刺 主要是由于刀口间隙过大和过小 刀口间隙不均修边带料 修边刀口间隙过紧 润滑不当造成少孔 冲头折断 冲头长度不够 冲套堵塞等孔毛刺 冲头或冲套崩刃 冲头与冲套间隙过大或过小 修边 冲孔 第四章冲压加工常见缺陷 落料冲孔 修边 第四章冲压加工常见缺陷 开裂 缩颈 侧围外板 第四章冲压加工常见缺陷 开裂 缩颈 第四章冲压加工常见缺陷 起皱 制件外边缘起皱严重 影响产品质量 第四章冲压加工常见缺陷 起皱 第四章冲压加工常见缺陷 划伤 第四章冲压加工常见缺陷 拉毛 第四章冲压加工常见缺陷 翻边 冲压设备分类 液压压力机 常用 速度慢 行程长 按冲床驱动滑块力的种类分 气动压力机 不常用 机械压力机 最常用 速度快 行程短 第五章冲压设备简介 双动压力机 由内 外两个滑块 外滑块用于压边 内滑块用于拉深 又称拉深压力机 按冲床滑块个数分 单动压力机 只有一个滑块的压力机 三动压力机 在双动拉深压力机的工作台上增加一个气垫 气垫可进行局部拉深 第五章冲压设备简介 按驱动滑块机构的种类分为 曲柄式 电机通过带 齿轮带动曲轴旋转 曲轴通过连杆带动滑块沿导轨作上下往复运动 带动模具实施冲压 摩擦式 从电机到飞轮通过摩擦传动幅来传递运动和动力 肘杆式 第五章冲压设备简介 按床身结构形式可分为 开式压力机 床身为C型 工作台三面敞开 便于前后 左右送料 刚性较差 用于1000KN以下的小型压力机 闭式压力机 床身左右封闭 只有前后两面敞开 刚度好 精度高 1000KN以上的大 中型压力机多采用 第五章冲压设备简介 冲压设备型号编号 代号及意义 以使用最多的曲柄压力机为例 第五章冲压设备简介 SteelKai2012 10 04 简单冲压件模具设计简介 目录 一 制件的工艺性分析及工艺计算 此工件冲孔落料两个工序 材料为A3 具有良好的冲压性能 适合冲裁 工件结构相对简单 有一个直径为90和50的孔 两者之间的距离满足要求 工件全部为自由公差 可看作IT14级 尺寸精度低 普通冲裁完全满足 1 1工艺性分析 1 2 确定冲压工艺方案可以有如下三种方案 先落料后冲孔 采用单工序模落料冲孔复合模冲压 采用复合膜冲孔落料级进模冲压 采用级进模方案一模具结构简单 但需要有两副模具 成本高而且生产效率低难以满足需要方案二只需一副模具 工件的精度及生产效率都较高 方案三也只需一副模具 生产效率高 操作方便 工件精度也能满足要求 但成本高 通过对上述三种方案的分析比较 该件的冲压生产采用方案二为佳 一 制件的工艺性分析及工艺计算 1 3排样 零件外形为圆形 可以采用单排 交叉双排或多排 考虑到零件为中等批量生产 如果采用交叉双排或多排 则模具尺寸和结构就会相应增大 从而增加模具生产成本 所以本设计决定采用单排结构 一 制件的工艺性分析及工艺计算 1 4搭边查参考文献冲压工艺与模具设计 确定搭边值 当t 2时 a 1 5 b 1 21 5条料宽度B D 2a 80 2 1 5 93mm1 6材料利用率 式中 一个歩距内冲裁件数目 A 冲裁件面积 包括内形结构废料 S 歩距长度 B 板料宽度 取 n 1 A 45 6358 5 S 91 2 B 93 6358 5 91 2 93 75 0 一 制件的工艺性分析及工艺计算 二 冲压力及压力中心的计算 2 1冲裁力冲裁力公式为式中 冲裁力 冲孔冲裁力 落料冲裁力 2 2冲孔冲裁力式中K 系数 取K 1 3 孔的个数 n 1 冲孔周长 mm 材料厚度 材料抗剪强度 查参考文献知A3 Q235 取MPa 142 87KN2 3落料冲裁力 所以 2 4卸料力式中 卸料系数 查参考文献知 0 05 取 所以KN2 5推料力式中 推料系数 查参考文献 1 取 同时卡在凹模洞孔内的件数 所以KN 二 冲压力及压力中心的计算 2 6顶件力式中 顶件系数 查参考文献取所以KN2 7总冲压力冲裁时 压力机的压力值必须大于或等于冲裁各工艺力的总和 即大于总的冲压力 总的冲压力根据模具结构不同计算公式不同 当采用弹压卸料装置和下出件的模具时 总的冲压力为458KN初选压力机 JB23 63 2 8计算模具压力中心由于该零件完全对称于相互垂直大大两条多层次线 所以模具的压力中心在几何图形的中心点上 二 冲压力及压力中心的计算 三 凸模凹模凸凹模刃口及结构尺寸计算 3 1计算模具刃口尺寸模具采用复合模结构 计算刃口尺寸时宜采用尺寸转换法计算 零件上包含两个尺寸 落料尺寸 冲孔尺寸 查得冲裁模刃口双间隙mmmm则 3 2落料刃口尺寸计算 的凸凹模的制造公差由表查得 由于 故采用凸模与凹模分开加工方法 由表查得X 0 5 则 三 凸模凹模凸凹模刃口及结构尺寸计算 3 3冲50mm孔刃口尺寸计算 的凸凹模的制造公差由表查得 由于 故采用凸模与凹模分别加工方法 由表查得X 0 5 则 三 凸模凹模凸凹模刃口及结构尺寸计算 3 4落料凹模结构尺寸计算落料凹模尺寸如图所示 3 4 1厚度式中 凹模的理论厚度 进一位取整数取mm查参考文献知刃磨余量为 所以凹模厚度为41 6 47mm 由图查知凹模厚度H 35mm 所以将凹模做成一块凹模板和一块夹板相拼的结构 综合模具结构设计 取凹模厚度mm 夹板厚度为12mm 三 凸模凹模凸凹模刃口及结构尺寸计算 3 4 2凹模板直径零件外形为圆形 而且完全对称 所以将凹模板做成圆形 式中 切断轮廓线到凹模边缘的尺寸 轮廓为平滑曲线时 所以mm查参考文献 2 按推荐值取mm所以凹模板外形尺寸 三 凸模凹模凸凹模刃口及结构尺寸计算 公式 0 6 0 8 式中 凸模固定板厚度 冲孔凸模厚度 凸模自由长度 取 31mm 0 6 0 8 18 6 24 8mm 取20mm mm 考虑到在落料前冲孔凸模先接触板料 所以取mm 20 47 5 67 5mm 三 凸模凹模凸凹模刃口及结构尺寸计算 3 5冲孔凸模长度 1 凸凹模长度确定mm式中 卸料板厚度 取mm 凸凹模固定板厚度 0 6 0 8 0 6 0 8 28 2 37 6mm 取mm 2 凸凹模壁厚校核查参考文献知 倒装复合模凸凹模最小壁厚 料厚mm 本设计中所以凸凹模壁厚校核合格 按图设计的凸凹模符合要求 3 其他漏料孔直径取 刃口直边设计存三片料 高为6mm 凸凹模和凸凹模固定板之间在装配时安装止转销防转 3 6凸凹模工作尺寸计算 三 凸模凹模凸凹模刃口及结构尺寸计算 四 压力机的确定 模具的闭合高度为H闭 H上模 H垫 L H H下模 h2 45 67 5 35 27 24 50 3 5 mm 265mm式中L 凸模长度 L 67 5mm H 凹模厚度 H 35mm h2 凸模冲裁后进入凹模的深度 h2 3 5mm 选择压力机JB 23 63公称压力630KN最大闭合高度460mm最小闭合高度220mm调节量为90mm所以压力机工作台尺寸 一般工作台面尺寸每边应大于模具下模座尺寸50 70mm 所以压力机合格 可用 五 三维图的确定及工程出图 Pro E三维图 五 三维图的确定及工程出图 SteelKai2012 10 04 塑料件仿真设计 目录 一 摄像头外壳塑件工艺性分析 塑件壁厚均匀 易于填充 摄像头外壳属于外观件 对表面质量和综合机械性能要求较高 这就要求塑件成型后要有良好的表面光洁度和较小的形状误差 并具有较高的强度 韧性和抗冲击能力 摄像头外表面有筋 不易成型 为此材料选择强度高 韧性好 易于加工成型的热塑性高分子材料 ABS 尺寸精度选择一般精度等级5级 因为ABS的收缩范围为0 3 0 8 因此收缩率选择值为0 55 1最佳浇口位置分析蓝色表示浇口最佳位置 在节点N282和N110处为最佳浇口位置 二 塑料件Moldflow仿真 2 流动分析2 1浇注系统的创建 潜伏式浇口 二 塑料件Moldflow仿真 2 2 填充时间 塑件完全填充满时间为1 391s 熔胶到达产品对称两端的时间较为接近 制件的两端填充平衡 没有短射现象 二 塑料件Moldflow仿真 2 3 流动前沿温度 熔体的流动前沿温度分布范围在230 C 232 9 C之间 本次分析所采用的材料的料温为230 C 流动前沿最大温度与最小温度相差为很小 工艺参数良好 二 塑料件Moldflow仿真 2 4 注射点压力 在1 25时 注射点压力达到最大值74 93MPa 注射点压力的最大值依然远小于注射机注射压力最大值150MP 所以曲线满足生产需要 二 塑料件Moldflow仿真 2 5 顶出时体积收缩率 塑件的体积收缩率范围为0 2108 6 733 塑件体积收缩率基本在4 左右 变化很均匀 减小了塑件的变形 二 塑料件Moldflow仿真 2 6 剪切应力 通过查询结果可见 型腔壁处最大的剪切应力值小于ABS最大剪切应力0 30MPa 符合要求 二 塑料件Moldflow仿真 2 6 气穴 气穴数量不多 且都位于模具的配合间隙 分型面等较易排气处 便于排气 可以消除或减少气穴 二 塑料件Moldflow仿真 2 6 熔接痕 塑件表面上出现的接痕较少 且都位于孔洞处 理论上是不可避免的 熔接痕强度符合要求 二 塑料件Moldflow仿真 3 冷却分析3 1 工字形水道 工艺参数的设定 二 塑料件Moldflow仿真 3 冷却分析3 1 工字形水道 产品表面温度分布图 冷却效果良好 二 塑料件Moldflow仿真 3 冷却分析3 1 工字形水道 冷却液的出口温度和入口温度差为0 06摄氏度 说明冷却液冷却没有问题 二 塑料件Moldflow仿真 3 冷却分析3 1 直通水道 产品表面温度分布图 冷却效果良好 与方案一相比温度相差不大 比方案一容易加工 二 塑料