冲压模具设计与实践

1、冲压模具设计与实践第1页，共40页，2022年，5月20日，8点32分，星期一冲压工艺模具及设备第三章 冲压设备及选用第2页，共40页，2022年，5月20日，8点32分，星期一目录3.1任务引入3.2相关知识3.3任务实施思考与练习题第3页，共40页，2022年，5月20日，8点32分，星期一冲压设备及选用3.1 任务引入如图a为卡环冲裁件，其材料为Q235-A，内环6、外圈，料厚t=1.5mm；图b为盒形拉深件，材料为10钢，要在底部冲4个5mm和2个7mm的底孔。这些都是本学习单元要讨论解决的内容。试根据冲裁工艺、冲压工艺总力及模具结构等要求，合理选择冲压生产中相适应的冲压设备？a) b

2、)第4页，共40页，2022年，5月20日，8点32分，星期一3.2 相关知识冲压设备的分类及型号曲柄压力机液压机冲压设备的选用冲压设备及选用第5页，共40页，2022年，5月20日，8点32分，星期一3.2.1 冲压设备的分类及型号1. 冲压设备的分类（1）按驱动方式分类：机械压力机和液压机。机械压力机：是利用机械传动来传递运动和压力的一类冲压设备，一般可分为曲柄压力机和摩擦压力机等。液压机：是利用液压（油压或水压）产生运动和压力的一种压力机械。冲压设备及选用第6页，共40页，2022年，5月20日，8点32分，星期一（2）按工艺用途分类：板料冲压压力机、体积模压压力机和剪切机。板料冲压压力

3、机 ：主要有曲柄压力机、拉深压力机、高速自动压力机、精密冲裁压力机、数控压力机、摩擦压力机、板料成形液压机等。体积模压压力机：主要有冷挤压机、精压机等。用来进行冷挤压工艺、平面精压、体积精压和表面压印等工艺。剪切机：有板料剪切机、棒料剪切机等。用于板料或棒料的剪裁。冲压设备及选用第7页，共40页，2022年，5月20日，8点32分，星期一2. 冲压设备的型号表示方法（1）机械压力机冲压设备及选用 有些锻压设备紧接列组代号后面还有一个字母，代表设备的通用特性，如：J21G25 中的“G”代表“高速” J92K250中的“K”代表“数控”第8页，共40页，2022年，5月20日，8点32分，星期一

4、（2）液压机如YA32315表示标称压力为3150KN，经过一次变形的四柱立式万能液压机。组 型名 称组 型名 称组 型名 称Y11单臂式锻压液压机Y26精密冲裁液压机Y32四柱液压机Y12下拉式锻压液压机Y27单动薄板冲压液压机Y33四柱上移式液压机Y13正装式锻压液压机Y28双动薄板冲压液压机Y41单柱校正压装液压机Y14模锻液压机Y29橡胶囊冲压液压机Y63轻合金管材挤压液压机Y23单动厚板冲压液压机Y30单柱液压机Y71塑料制品液压机Y24双动厚板冲压液压机Y31双柱液压机Y98模具研配液压机部分液压机的组型代号冲压设备及选用第9页，共40页，2022年，5月20日，8点32分，星期一

5、冲压设备及选用3.2.2 曲柄压力机1. 曲柄压力机的工作原理与组成（1）曲柄压力机的工作原理J12-曲柄压力机工作原理简图1曲轴 2连杆 3滑块 4上模 5下模 6工作台 7脚踏板 8机身9电动机 10小齿轮 11大齿轮(兼作飞轮) 12离合器 13制动器 14导轨曲柄压力机是通过传动系统把电动机的运动和能量传递给曲轴，使曲轴作旋转运动，并通过连杆使滑块产生往复运动。第10页，共40页，2022年，5月20日，8点32分，星期一冲压设备及选用J12-曲柄压力机1曲轴 2连杆 3滑块 4上模 5下模 6工作台 7脚踏板 8机身9电动机 10小齿轮 11大齿轮(兼作飞轮) 12离合器 13制动器

6、 14导轨第11页，共40页，2022年，5月20日，8点32分，星期一冲压设备及选用（2）曲柄压力机的结构组成J21-曲柄压力机结构简图 曲柄压力机一般由以下几个基本部分组成：传动系统、工作机构、能量系统和机身。第12页，共40页，2022年，5月20日，8点32分，星期一冲压设备及选用J2系列-曲柄压力机曲轴压力机传动系统1-电机 2-皮带轮 3、4-齿轮 5-离合器 6-连杆 7-滑块 第13页，共40页，2022年，5月20日，8点32分，星期一冲压设备及选用2. 曲柄压力机的结构类型（1）按机身结构形式分J23-开式双柱可倾式压力机J11-开式单柱固定工作台压力机第14页，共40页，

7、2022年，5月20日，8点32分，星期一冲压设备及选用J11-单柱开式曲柄压力机第15页，共40页，2022年，5月20日，8点32分，星期一冲压设备及选用J12-开式升降台压力机J31-闭式压力机第16页，共40页，2022年，5月20日，8点32分，星期一冲压设备及选用（2）按压力机滑块数目分压力机按滑块数分类示意图a）单动压力机 b）双动压力机c）三动压力机1凸轮 2工作台第17页，共40页，2022年，5月20日，8点32分，星期一冲压设备及选用（3）按曲柄连杆数目分压力机按连杆数分类示意图a）单点压力机 b）双点压力机 c）四点压力机第18页，共40页，2022年，5月20日，8点

8、32分，星期一3. 曲柄压力机的主要技术参数冲压设备及选用（1）标称压力Fg及标称压力行程Sg标称压力Fg是指滑块在工作行程内所允许承受的最大负荷，而滑块必须在到达下止点前某特定距离之内允许承受标称压力，这一特定距离称为标称压力行程Sg，标称压力行程所对应的曲柄转角称为标称压力角g。（2）滑块行程S滑块行程是指滑块从上止点运动到下止点所经过的距离。（3）滑块行程次数n滑块行程次数是指在压力机运行中，每分钟可实现滑块从上止点到下止点，再返回到上止点的工作循环次数。第19页，共40页，2022年，5月20日，8点32分，星期一冲压设备及选用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

9、实际变化曲线 3拉深工艺拉深力实际变化曲线 动画第20页，共40页，2022年，5月20日，8点32分，星期一冲压设备及选用压力机的基本参数第21页，共40页，2022年，5月20日，8点32分，星期一冲压设备及选用满足闭合高度： Hmin+10HHmax5满足装模高度： Hmin-H10HHmax-H5 压力机的闭合高度H：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。 第22页，共40页，2022年，5月20日，8点32分，星期

10、一冲压设备及选用（4）闭合高度H当滑块处于下止点时，滑块下端面与工作台上表面之间的距离称为压力机的闭合高度。（5）装模高度H1压力机的装模高度H1是指滑块处于下止点时，滑块底面至工作台垫板上表面间的距离。（6）工作台面和滑块底面尺寸该参数是压力机工作空间的平面尺寸，指工作台面和滑块下平面前后和左右的平面尺寸，以“左右前后”的尺寸表示。第23页，共40页，2022年，5月20日，8点32分，星期一冲压设备及选用（7）工作台孔尺寸（8）模柄孔尺寸dl（9）立柱间距A与喉深C（10）活动横梁的浮动量压力机的刚性打料装置1-机身 2-调节螺钉座 3-调节螺钉 4-打料横梁 5-挡销 6-滑块 7-打杆

11、第24页，共40页，2022年，5月20日，8点32分，星期一冲压设备及选用3.2.3 液压机1. 液压机的工作原理与特点（1）液压机的工作原理液压机工作原理图1小柱塞 2大柱塞 3模具第25页，共40页，2022年，5月20日，8点32分，星期一冲压设备及选用Y32-液压机第26页，共40页，2022年，5月20日，8点32分，星期一冲压设备及选用（2）液压机的特点性 能曲柄压力机液压机行程速度较快较慢行程长度约（6001000）mm较容易实现1000mm以上的大行程行程长度调整仅曲轴纵放压力机的行程长度可调，一般曲柄压力机的行程不可调行程长度可在最大值内调整行程上、下止点的位置固定不固定施

12、加压力与位移的关系距下止点越远能施加的压力越小，仅在距下止点很近的一段距离内（称为标称压力行程）允许施加标称压力在全行程中任意位置都能施加标称压力施加压力的调节一般难于做到，即使做到也不能准确调节容易调节保压作用不能能冲击作用仅在滑块接触被冲工件的瞬间有冲击，其它时间无冲击正常使用没有冲击过载的可能性会产生过载，但装有过载保护装置液压系统设有安全阀，不会产生过载维修的难易较易较易第27页，共40页，2022年，5月20日，8点32分，星期一冲压设备及选用2. 液压机的结构类型按动作方式分：上压式液压机、下压式液压机、双动液压机和特种液压机。下压式液压机1上横梁 2立柱 3活动横梁 4活塞杆 5

13、工作缸第28页，共40页，2022年，5月20日，8点32分，星期一冲压设备及选用按机身结构分：柱式液压机和整体框架式液压机。框架式液压机1紧固螺钉 2调节螺钉 3框架 4导轨 5固定螺栓第29页，共40页，2022年，5月20日，8点32分，星期一冲压设备及选用按传动形式分：泵直接传动液压机和泵蓄能器传动液压机。按操纵方式分：手动液压机、半自动液压机和全自动液压机。3. 液压机的主要技术参数（1）标称压力（2）工作液压力（3）最大回程力（4）最大顶出力（5）最大行程（6）最大净空距（7）立柱中心距（8）活动横梁运动速度第30页，共40页，2022年，5月20日，8点32分，星期一冲压设备及选

14、用3.2.4 冲压设备的选用1. 冲压设备的选用原则冲压设备的选择主要是根据冲压工艺性质、生产批量大小、冲压件的几何形状、尺寸及精度要求等因素来确定的。2. 冲压设备类型的选择（1）对于中小型冲裁件、弯曲件或拉深件等，主要选用开式机械压力机。（2）对于大中型冲压件，多选用闭式机械压力机，包括一般用途的通用压力机和专用的精密压力机、双动或三动拉深压力机等。（3）在小批量生产中，多采用液压机或摩擦压力机。（4）在大批量生产中或形状复杂件的大量生产中，应尽量选用高速压力机或多工位自动压力机。第31页，共40页，2022年，5月20日，8点32分，星期一冲压设备及选用3. 冲压设备规格的选择在选用压力

15、机时，必须考虑下列主要技术参数：标称压力、滑块行程、行程次数、工作台面尺寸、滑块模柄孔尺寸、闭合高度、电动机的功率等。压力机许用负荷曲线与冲压力曲线a、b分别为两种不同型号压力机的许用负荷曲线1冲裁实际压力曲线 2弯曲实际压力曲线 3拉深实际压力曲线第32页，共40页，2022年，5月20日，8点32分，星期一冲压设备及选用3.3 任务实施基础训练多件落料模冲裁力的计算及设备选择综合训练选择盒形件冲孔模的冲压设备第33页，共40页，2022年，5月20日，8点32分，星期一3.3.1 基础训练多件落料模冲裁力的计算及设备选择卡环冲件，其材料为Q235-A，内环6、外圈，料厚t=1.5mm，大批

16、量生产。因零件结构尺寸较小，故采用多排复式落料模，模具结构如图3-17所示，已知模具闭合高度为155mm，选择凹模周界为8060的后侧导柱模架。试选择相适应的压力机。冲压设备及选用卡圈的零件图与排样图第34页，共40页，2022年，5月20日，8点32分，星期一冲压设备及选用3.3.2 综合训练选择盒形件冲孔模的冲压设备盒形拉深件，其材料为10钢，料厚1.5mm，在底部冲4-5和2-7小孔，冲压模具如图已知模具闭合高度为275mm，下模座边界尺寸为长350mm宽290mm。试选择合理压力机型号。盒形拉深件第35页，共40页，2022年，5月20日，8点32分，星期一思考与练习题3-1 冲压用压力机有哪些类型？各有何特点？3-2 说明型号JA31-250A、J92K-160、YB32-100C的含义。3-3 选择压力机时要考虑哪些问题？3-4 如图带凸缘筒形件的底部冲一底孔35mm，材料为08钢，若已知模具闭合高度为210mm，下模座边界尺寸为320 mm280mm，所需冲压工艺总力为150kN。试选择压力机型号。冲压设备及选用第36页，共40页，2022年，5月20日，8点32分，星期一冲压设备及