冷冲压模具设计

1、冷冲压模具设计包头职业技术学院模具教研室冷冲压模具设计课程情况总体简介总学时：96课程性质：冷冲压模具设计课程是专业的一门主干专业技术课，是一门实践性、综合性很强的课程。课程任务：通过学习，能够准确完成模具结构的识图与分析工作；能够独立完成典型冲件（包括冲裁件、弯曲件、拉深件）的工艺分析与方案制定工作；能够独立完成简单冲件的模具设计工作并绘制相关图纸。冷冲压模具设计总目录第一章 冷冲压概述第二章 冲裁模设计与实例分析第三章 弯曲模设计与实例分析第四章 拉深模设计与实例分析第五章 成形工艺与成形模设计冷冲压模具设计模块一 冷冲压概述包职院模具教研室冷冲压概述学习项目一 冷冲压基本概念 一、冲压加

2、工概况 1. 冷冲压概念 冷冲压：室温下 压力机 模具 材料 分离或塑性变形。冷冲压概述 1.冷冲压概念（续） 加工对象：主要金属板材 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 加工工艺装备：冲压模具 冲压模具：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）。 冷冲压概述1.冷冲压概念（续）冲压生产三要素合理的冲压工艺先进的模具高效的冲压设备冷冲压概述 2.冷冲压加工的特点优点： 低耗、高效、低成本 “一模一样”、质量稳定、互换性好 可加工薄壁、复杂零件 对工人的技术要求较低缺点： 噪音大 安全性较差应用： 冲压适于批量生产 日常

3、冲压产品、高科技冲压产品冷冲压概述 二、冲压工序的分类 根据材料的变形特点：分离工序、成形工序 分离工序：是指坯料在模具刃口作用下，沿一定的轮廓线分离而获得冲件的加工方法。主要包括落料、冲孔、分离等。冷冲压概述 成形工序：是指坯料在模具压力作用下，使坯料产生塑性变形，但不产生分离而获得的具有一定形状和尺寸的冲件的加工方法。 主要有弯曲、拉深、翻边等。冷冲压概述 三、冲模 1.冲模的分类 （1）根据工艺性质分 冲裁模、弯曲模、拉深模 （2）根据工序的组合程度分 简单模： 单工序、单工位 级进模： 多工序、多工位 复合模： 多工序、单工位冷冲压概述以垫圈的生产为例用单工序模生产：用级进模生产：用复

4、合模生产：冷冲压概述2.模具组成零件1-下模座 2-螺钉3-凹模 4-导料销5-橡胶 6-导套 7-凸模固定板 8-上模座 9-卸料螺钉10-模柄 11-横销 12-防转销 13-螺钉 14-垫板 15-凸模 16-导柱 17-卸料版 18-螺钉冷冲压概述 2.模具组成零件（续） 冲模一般由上模和下模两部分组成。主要包括以下几类零件：工作零件：对材料直接施加压力，完成冲压工作的零件。主要包括凸模、凹模和凸凹模。定位零件：用以确定坯料在模具中的正确位置。卸料与出件零件：用于保障模具的连续动作所需的辅助装置。导向零件：保证上模与下模之间的相对位置。支撑、紧固与连接零件：完成模具个零件的相互连接与稳

5、固定位作用冷冲压概述 四、模具设计与制造的相互关系冲压产品生产流程：（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关联相互影响冷冲压概述五、冲压技术的现状及发展方向 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。冷冲压概述 2.冲压技术发展方向 (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。 (2)模具先进制造

6、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 先进测量技术冷冲压概述 (3)模具新材料及热处理、表面技术 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。冷冲压概述冷冲压概述汽车覆盖件飞机蒙皮冷冲压概述冲裁模冷冲压概述弯曲模冷冲压概述拉深模冷冲压概述单工序模冷冲压概述级进模冷冲压概述复合模冷冲压概述数控高速铣削加工高效 、高精度 、高的

7、表面质量 、可加工高硬材料 冷冲压概述多轴联动、复合加工五轴加工中心五轴车铣中心冷冲压概述 慢走丝线切割技术加工精度可达到1.5m， 加工表面粗糙度Ra0.10.2m。冷冲压概述精密坐标磨床 成型磨床数控光学曲线磨床 精密磨削、微细加工技术冷冲压概述3R装夹系统（统一工艺基准定位系统）应用先进工艺装备技术冷冲压概述三坐标数控测量冷冲压概述学习项目二 冲压设备及选用本次课可按以下提纲采用现场教学。冷冲压概述一、常见冲压设备机械压力机（以Jxx表示其型号）摩擦压力机曲柄压力机液压机（以Yxx表示其型号）油压机水压机 数控冲床专用设备剪板机折弯机冷冲压概述二、常见设备的工作原理与特点1. 曲柄压力机

8、结构简图2. 曲轴压力机传动系统图4. 摩擦压力机传动系统图3. 偏心压力机传动系统图5. 各类设备特点比较冷冲压概述 三、冲压设备的选用 1.压力机类型的选择 根据工序性质、生产批量、冲件质量等要求进行选择。 2.压力机规格的选择 （1）公称压力 （2）滑块行程长度 （3）行程次数 （4）工作台面尺寸 （5）滑块模柄孔尺寸 （6）闭合高度 （7）电机功率的选择冷冲压概述 四、模具的安装 一般次序： 1.检查台面、闭合高度、打料装置等。 2.根据冲模的闭合高度调整压力机滑块的高度， 并分别固定上、下模部分。 3. 试冲。冷冲压概述 公称压力：滑块下滑到距下极点某一特定的距离Sp或曲柄旋转到距下

9、极点某一特定角度时，所产生的冲击力称为压力机的公称压力。 冲裁、弯曲时压力机的吨位应比计算的冲压力大30%左右。 拉深时压力机吨位应比计算出的拉深力大60%100%。压力机的许用压力曲线1压力机许用压力曲线 2冲裁工艺冲裁力实际变化曲线 3拉深工艺拉深力实际变化曲线 冷冲压概述 压力机的闭合高度：指滑块在下止点时，滑块底面到工作台上平面（即垫板下平面）之间的距离。 压力机的装模高度：指压力机的闭合高度减去垫板厚度的差值。 模具的闭合高度：指冲模在最低工作位置时，上模座上平面至下模座下平面之间的距离。 模具闭合高度与装模高度的关系 理论上 Hmin-H1HHmaxH1理论上 Hmin-H1HHm

10、axH1实际上 Hmin-H10HHmax-H5 冷冲压概述冷冲压概述冷冲压概述冷冲压概述类型设备名称工作原理特点机械压力机摩擦压力机 利用摩擦盘与飞轮之间相互接触并传递动力，借助螺杆与螺母相对运动原理而工作。其传动系统如图1.2.1 所示。结构简单，当超负荷时，只会引起飞轮与摩擦盘之间的滑动，而不致损坏机件。但飞轮轮缘磨损大，生产率低。适用于中小型件的冲压加工，对于校正、压印和成形等冲压工序尤为适宜。曲柄压力机利用曲柄连杆机构进行工作，电机通过皮带轮及齿轮带动曲轴传动，经连杆使滑块作直线往复运动。曲柄压力机分为偏心压力机和曲轴压力机，二者区别主要在主轴，前者主轴是偏心轴，后者主轴是曲轴。偏心

11、压力机一般是开式压力机，而曲轴压力机有开式和闭式之分。偏心压力机和曲轴压力机的传动系统如图1.2.2 和图1.2.3所示。生产率高，适用于各类冲压加工高速冲床工作原理与曲柄压力机相同，但其刚度、精度、行程次数都比较高，一般带有自动送料装置、安全检测装置等辅助装置。生产率很高，适用于大批量生产，模具一般采用多工位级进模。液压机油压机水压机利用帕斯卡原理，以水或油为工作介质，采用静压力传递进行工作，使滑块上、下往复运动。压力大，而且是静压力，但生产率低。适用于拉深、挤压等成形工序。冷冲压概述高速电主轴在卧式镗铣床上的应用越来越多，除了主轴速度和精度大幅提高外，还简化了主轴箱内部结构，缩短了制造周期

12、，尤其是能进行高速切削，电主轴转速最高可大10000r/min以上。不足之处在于功率受到限制，其制造成本较高，尤其是不能进行深孔加工。而镗杆伸缩式结构其速度有限，精度虽不如电主轴结构，但可进行深孔加工，且功率大，可进行满负荷加工，效率高，是电主轴无法比拟的。因此，两种结构并存，工艺性能各异，却给用户提供了更多的选择。 现在，又开发了一种可更换式主轴系统，具有一机两用的功效，用户根据不同的加工对象选择使用，即电主轴和镗杆可相互更换使用。这种结构兼顾了两种结构的不足，还大大降低了成本。是当今卧式镗铣床的一大创举。电主轴的优点在于高速切削和快速进给，大大提高了机床的精度和效率。 卧式镗铣床运行速度越

13、来越高，快速移动速度达到2530m/min，镗杆最高转速6000r/min。而卧式加工中心的速度更高，快速移动高达50m/min，加速度5m/s2，位置精度0.0080.01mm，重复定位精度0.0040.005mm。 落地式铣镗床铣刀 由于落地式铣镗床以加工大型零件为主，铣削工艺范围广，尤其是大功率、强力切削是落地铣镗床的一大加工优势，这也是落地铣镗床的传统工艺概念。而当代落地铣镗床的技术发展，正在改变传统的工艺概念与加工方法，高速加工的工艺概念正在替代传统的重切削概念，以高速、高精、高效带来加工工艺方法的改变，从而也促进了落地式铣镗床结构性改变和技术水平的提高。 当今，落地式铣镗床发展的最

14、大特点是向高速铣削发展，均为滑枕式(无镗轴)结构，并配备各种不同工艺性能的铣头附件。该结构的优点是滑枕的截面大，刚性好，行程长，移动速度快，便于安装各种功能附件，主要是高速镗、铣头、两坐标双摆角铣头等，将落地铣镗床的工艺性能及加工范围达到极致，大大提高了加工速度与效率。 传统的铣削是通过镗杆进行加工，而现代铣削加工，多由各种功能附件通过滑枕完成，已有替代传统加工的趋势，其优点不仅是铣削的速度、效率高，更主要是可进行多面体和曲面的加工，这是传统加工方法无法完成的。因此，现在，很多厂家都竞相开发生产滑枕式(无镗轴)高速加工中心，在于它的经济性，技术优势很明显，还能大大提高机床的工艺水平和工艺范围。同时，又提高了加工精度和加工效率。当然，需要各种不同型式的高精密铣头附件作技术保障，对其要求也很高。 高速铣削给落地式铣镗床带来了结构上的变化，主轴箱居