文本冲压绪论

1、 课 程： 冲压工艺与模具设计 讲 授： 纪 晶 电 话： 邮 箱： 冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计Stamping Technology and Mould Design Stamping Technology and Mould Design 绪绪 论论3 主要内容：主要内容：板料冲压的概念板料冲压的概念冲压加工的特点冲压加工的特点冲压加工的分类冲压加工的分类冲压技术的发展方向冲压技术的发展方向本课程的主要内容本课程的主要内容本课程的学习要求本课程的学习要求参考资料参考资料绪论绪论 4绪论绪论一、板料冲压的概念一、板料冲压的概念属于压力加工方法属于压力加工方法利用冲模在压床上对金属利

2、用冲模在压床上对金属( (或非金属或非金属) )板板料施加压力使其分离或变形料施加压力使其分离或变形而获得零件。而获得零件。是建立在金属材料塑性变形是建立在金属材料塑性变形基础上的一种加工工艺。基础上的一种加工工艺。5绪论绪论二、冲压加工的特点二、冲压加工的特点1 1优点优点 生产率高、质量稳定、成本低以及可生产复杂形状零件：生产率高、质量稳定、成本低以及可生产复杂形状零件： 属于无屑加工属于无屑加工 成形容易成形容易 冲压件的质量主要靠冲模保证冲压件的质量主要靠冲模保证 冲压加工具有很高的生产率冲压加工具有很高的生产率 在大量生产的条件下，加工成本低在大量生产的条件下，加工成本低 模具寿命：

3、模具寿命：6绪论绪论2.2.缺点缺点 应用受限应用受限 两方面：两方面： 生产类型的限制生产类型的限制 模具的要求高、制造复杂、制造费用高，因而在小批量生产模具的要求高、制造复杂、制造费用高，因而在小批量生产 中受到限制。中受到限制。 精度的限制精度的限制 冲压件的精度取决于模具的精度。受模具精度的限制，当零冲压件的精度取决于模具的精度。受模具精度的限制，当零 件的精度要求过高时，用冲压加工就难以达到。件的精度要求过高时，用冲压加工就难以达到。 7绪论绪论三、冲压加工的分类三、冲压加工的分类两大类：分离工序和成形工序两大类：分离工序和成形工序1.1.分离工序分离工序 使板料沿一定使板料沿一定的

4、轮廓线分离而的轮廓线分离而制得零件。包括制得零件。包括落料、冲孔、切落料、冲孔、切边等。边等。特点：沿一定边界的材料被破坏而使板料的两部分分开。特点：沿一定边界的材料被破坏而使板料的两部分分开。8绪论绪论92.2.成形工序成形工序使板料在不破坏的条件下产生塑性变形而得到所需的零件。如使板料在不破坏的条件下产生塑性变形而得到所需的零件。如: :弯曲（弯曲（bendbend）、拉深（）、拉深（drawdraw）、胀形）、胀形(bulge)(bulge)、翻边、翻边(flange)(flange)等。等。特点：通过塑性变形实现加工，且在变形中不发生破坏。特点：通过塑性变形实现加工，且在变形中不发生破

5、坏。 绪论绪论10绪论绪论11绪论绪论12 在两大类冲压工序中，基本的工序是冲裁、弯曲、拉深、胀在两大类冲压工序中，基本的工序是冲裁、弯曲、拉深、胀形和翻边几种：形和翻边几种： 落料落料 弯曲弯曲 拉深拉深 胀形胀形 翻边翻边 起伏起伏: :这些工序都有其自身的变形特点，是冲压生产中最典型、最常这些工序都有其自身的变形特点，是冲压生产中最典型、最常用的加工方法。一些较复杂的零件的冲压可视为它们当中的两用的加工方法。一些较复杂的零件的冲压可视为它们当中的两个或两个以上的复合。个或两个以上的复合。 绪论绪论13绪论绪论四、冲压技术的发展方向四、冲压技术的发展方向冲压工艺分析计算方法研究冲压工艺分析

6、计算方法研究2 2模具模具CADCADCAM CAM 技术的开发应用技术的开发应用3 3冲压生产的机械化和自动化研究冲压生产的机械化和自动化研究4 4快速经济制模技术快速经济制模技术5. 5. 改进冲压板料性能改进冲压板料性能提高板料的冲压成形性能提高板料的冲压成形性能6.6.模具新材料的研究模具新材料的研究7.7.模具加工新方法的研究模具加工新方法的研究14绪论绪论四、冲压技术的发展方向四、冲压技术的发展方向1. 1. 冲压工艺分析计算方法研究冲压工艺分析计算方法研究冷冲压变形基础理论的研究冷冲压变形基础理论的研究提供更加准确、实用、方便提供更加准确、实用、方便 的计算方法，正确地确定冲压工

7、艺参数和模具工作部分的几的计算方法，正确地确定冲压工艺参数和模具工作部分的几 何形状与尺寸，解决冷冲压变形中出现的各种实际问题，进何形状与尺寸，解决冷冲压变形中出现的各种实际问题，进 一步提高冲压件的质量。一步提高冲压件的质量。塑性成形过程的计算机模拟技术塑性成形过程的计算机模拟技术利用有限元等数值分析利用有限元等数值分析 方法模拟金属的塑性成形过程，通过分析数值技术结果，帮方法模拟金属的塑性成形过程，通过分析数值技术结果，帮 助设计人员实现优化设计。助设计人员实现优化设计。冲压成形分析软件冲压成形分析软件 FASTFORM Advanced FASTFORM Advanced （加拿大）（加

8、拿大） FASTAMP( FASTAMP(方盒拉深成形模拟方盒拉深成形模拟) ) （华中科大（华中科大 国家重点实验室）国家重点实验室） KMAS( KMAS(汽车覆盖件成形分析汽车覆盖件成形分析) )（吉林大学）（吉林大学）15 2模具CADCAM 技术的开发应用 CAD/CAM是改造传统模具生产方式的关键技术，使工程技术人员能借助计算机对产品、模具结构、成形工艺、数控加工及成本等进行设计和优化。 以三维造型为基础、基于并行工程（CE）的模具CAD/CAM技术正成为发展方向，它能实现面向制造和装配的设计、实现成形过程的模拟和数控加工的仿真，从而实现模具设计、制造一体化。传统的模具加工方法是：

9、备料锻退火铣、车外形磨外形、垂直度、磨外圆钳划线、钻孔、攻丝、铰孔淬火、调质磨外形线切割、电火花加工型腔、铣工铣型腔钳工打磨型腔、型芯、组装、试模。 绪论绪论16应用较多的应用较多的CAD/CAM系统：系统：国外：国外：Solidworks 法国达索（法国达索（Dassault Systemes）旗下的）旗下的Solidworks公司公司Pro/Engineering 美国参数技术公司（美国参数技术公司（PTC) MasterCAM 美国美国CNCSoftware Corp.UG 美国电子资讯系统公司美国电子资讯系统公司(Electronic Data Systems Corp.) Cimat

10、ron CAD/CAM 以色列以色列Cimatron Corp.Delcam CAD/CAM 英国英国Delcam Corp.SolidCAM 以色列以色列SolidCAM公司公司 国内：国内：GEMS系统系统 清华大学（清华大学（ GEMS（GEometric Modeling System）是清华大）是清华大学自主研发的工业级几何建模核心系统。目前是国内最先进的具有自主知识产权学自主研发的工业级几何建模核心系统。目前是国内最先进的具有自主知识产权的三维计算机辅助设计（的三维计算机辅助设计（CAD）系统。）系统。）DSM-3系统系统 大连理工大学大连理工大学CAXA系统系统 北航海尔软件公司

11、北航海尔软件公司冷冲模冷冲模CAD系统系统 上海交大模具上海交大模具CAD国家工程中心国家工程中心绪论绪论17 3冲压生产的机械化和自动化研究在高速压力机上采用多工位级进模生产自动上、下料简单的冲压自动化：自动送料矫正机 + 冲床 单机自动冲压 多机自动冲压 绪论绪论18绪论绪论数控冲床数控冲床:多工位转塔数控冲床多工位转塔数控冲床数控冲床数控冲床(制罐制罐)194 4快速经济制模技术快速经济制模技术 低熔点合金制模技术低熔点合金制模技术锌基合金制模技术锌基合金制模技术环氧树脂制模（橡胶模）技术环氧树脂制模（橡胶模）技术喷涂成形制模技术喷涂成形制模技术叠层钢板制模技术等叠层钢板制模技术等 另外

12、另外, ,还应加强冲模标准化的研究以及通用组合模、数控冲床还应加强冲模标准化的研究以及通用组合模、数控冲床等的研究和应用。等的研究和应用。5. 5. 改进冲压板料性能改进冲压板料性能提高板料的冲压成形性能提高板料的冲压成形性能 绪论绪论206.6.模具新材料的研究模具新材料的研究 提高模具质量和寿命最有效的办法就是开发和应用模具新材提高模具质量和寿命最有效的办法就是开发和应用模具新材料及热、表处理新工艺，从而提高使用性能、改善加工性能。料及热、表处理新工艺，从而提高使用性能、改善加工性能。（1 1）模具新材料）模具新材料 冲压模具使用的材料主要性能要求为强度、韧性、耐磨性。冲压模具使用的材料主

13、要性能要求为强度、韧性、耐磨性。 目前冷作模具钢的发展趋势是在高合金钢目前冷作模具钢的发展趋势是在高合金钢D2D2（美国芬可乐产品，（美国芬可乐产品，相当于我国的相当于我国的Cr12MoVCr12MoV）性能基础上分为两大分支：）性能基础上分为两大分支：以提高韧性为主要目的以提高韧性为主要目的通过降低含碳量和合金元素量，提高通过降低含碳量和合金元素量，提高钢中碳化物分布均匀度。如美国钒合金钢公司的钢中碳化物分布均匀度。如美国钒合金钢公司的8CrMo2V2Si8CrMo2V2Si、日本大同特殊钢公司的日本大同特殊钢公司的DC53(Cr8Mo2SiV)DC53(Cr8Mo2SiV)。 绪论绪论21

14、绪论绪论v 以提高耐磨性为主要目的以提高耐磨性为主要目的适应高速、自动化、大批量生适应高速、自动化、大批量生产需要。粉末高速钢，如德国的产需要。粉末高速钢，如德国的320CrVMo13.5320CrVMo13.5等。等。v （2 2）热处理、表面处理新工艺）热处理、表面处理新工艺v 除人们熟悉的镀硬铬、氮化等表面硬化处理方法外，近年除人们熟悉的镀硬铬、氮化等表面硬化处理方法外，近年来模具表面性能强化技术发展很快，实际应用效果很好。如：来模具表面性能强化技术发展很快，实际应用效果很好。如：v 化学气相沉积（化学气相沉积（CVD - Chemical Vapor DepositionCVD - C

15、hemical Vapor Deposition）v 物理气相沉积（物理气相沉积（PVD - Physical Vapor DepositionPVD - Physical Vapor Deposition）v 盐浴渗金属（盐浴渗金属（TD TD Thermal Diffusion Thermal Diffusion）v 在金属表面渗在金属表面渗V V、CrCr、NbNb，形成具有超高硬度、高耐，形成具有超高硬度、高耐磨性的金属碳化物覆层。磨性的金属碳化物覆层。 227.7.模具加工新方法的研究模具加工新方法的研究（1 1）电火花铣削加工（电火花创成加工）电火花铣削加工（电火花创成加工） 采用

16、高速旋转的杆状电极对工件进行二维或三维轮廓加工采用高速旋转的杆状电极对工件进行二维或三维轮廓加工 （类似于数控铣），无需制造复杂、昂贵的成型电极。（类似于数控铣），无需制造复杂、昂贵的成型电极。 日本三菱公司的日本三菱公司的EDSCAN8EEDSCAN8E电火花创成加工机床，配置有电极电火花创成加工机床，配置有电极损耗自动补偿系统、损耗自动补偿系统、CAD/CAMCAD/CAM集成系统、在线自动测量系统集成系统、在线自动测量系统及动态仿真系统，体现了当今电火花创成加工机床的水平及动态仿真系统，体现了当今电火花创成加工机床的水平。 绪论绪论23（2 2）慢走丝线切割技术）慢走丝线切割技术数控慢走

17、丝线切割技术发展水平已相当高，功能相当完善。加工数控慢走丝线切割技术发展水平已相当高，功能相当完善。加工精度可达到精度可达到1.5m1.5m，加工表面粗糙度，加工表面粗糙度Ra0.1Ra0.10.2m0.2m。直径直径0.030.030.1mm0.1mm细丝线切割技术的开发，可实现凹凸模的一次细丝线切割技术的开发，可实现凹凸模的一次切割完成（即一坯两件工艺），并可进行切割完成（即一坯两件工艺），并可进行0.04mm0.04mm的窄槽及半径的窄槽及半径0.02mm0.02mm内圆角的切割加工。内圆角的切割加工。锥度切割技术已能进行锥度切割技术已能进行3030以上锥度的精密加工。以上锥度的精密加工

18、。 绪论绪论24（3 3）磨削及抛光加工技术）磨削及抛光加工技术 使用数控成形磨床、数控光学曲线磨床、数控连续轨迹座使用数控成形磨床、数控光学曲线磨床、数控连续轨迹座标磨床及自动抛光机等先进设备和技术完成精密模具的制标磨床及自动抛光机等先进设备和技术完成精密模具的制造。造。 （4 4）数控测量）数控测量 使用三坐标数控测量机进行模具零件几何量的测量，模具使用三坐标数控测量机进行模具零件几何量的测量，模具加工过程的检测手段也取得了很大进展。加工过程的检测手段也取得了很大进展。绪论绪论25五、本课程的主要内容五、本课程的主要内容 1. 1. 冲压成形的基本理论冲压成形的基本理论2. 2. 典型冲压

19、工序，介绍三种：冲裁、弯曲和拉深典型冲压工序，介绍三种：冲裁、弯曲和拉深3. 3. 冲模的结构与设计冲模的结构与设计4. 4. 冲压工艺设计冲压工艺设计六、本课程的学习要求六、本课程的学习要求1. 1. 掌握冲压成形的基本理论掌握冲压成形的基本理论2. 2. 掌握冲裁、弯曲和拉深三种冲压工序的变形机理和变形特点掌握冲裁、弯曲和拉深三种冲压工序的变形机理和变形特点3. 3. 熟悉冲模的基本结构及各部分的作用熟悉冲模的基本结构及各部分的作用4. 4. 掌握冲模的设计内容及方法掌握冲模的设计内容及方法绪论绪论26七、参考资料七、参考资料 参考书：参考书：1. 1. 马正元，韩启马正元，韩启. .冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计. . 机械工业出版社机械工业出版社2. 2. 刘心治刘心治. .冷冲压工艺及模具设计冷冲压工艺及模具设计. . 重庆大学出版社重庆大学出版社3. 3. 党根茂等党根茂等. .模具设计与制造模具设计与制造. . 西安电子科技大学出版社西安电子科技大学出版社4. 4. 王孝培王孝