第1章 冲压成形基础

第1章冲压成形基础

冲压成形与冲压模具概述

1.1冲压设备

1.2

冲压材料1.3冲压模具制造概述1.41.1冲压成形基础与冲压模具概述1.1.1冲压与冲压模具1．冲压的概念

冲压是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的制件的一种压力加工方法。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，简称冲模。2．冲压模具的概念

3．冲压成形的特点优点：（1）尺寸精度由模具来保证，所以加工出来的零件质量稳定，一致性好，具有“一摸一样”的特征。（2）冲压成形可以获得其他加工方法所不能或难以制造的壁薄、重量轻、刚性好、表面质量高、形状复杂的零件。（3）材料利用率高，属于少、无屑加工。（4）效率高、操作方便，要求的工人技术等级不高。（5）模具使用寿命长，生产成本低。缺点：（1）噪声和振动大。（2）模具精度要求高、制造复杂、周期长、制造费用昂贵，因而小批量生产受到限制。（3）如果零件精度要求过高，冲压生产难以达到要求。分离工序是指使坯料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和断面质量的冲压件的工序。分离工序主要有冲裁和剪裁等。1.1.2冲压工序分类

1．分离工序2．成形工序

成形工序是指使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的工序。成形工序主要有弯曲、拉深、翻边、旋压等。冲压工序的具体分类及特点见表1—1和表1—2。

可以分为冲裁模、弯曲模、拉深模和成形模等，如图1－1所示。1.1.3冲压模具分类

1．根据工艺性质分类

2．根据工序组合程度分类

可以分为单工序模、复合模和级进模。3．按上、下模的导向方式分类可以分为无导向模和有导向的导板模、导柱模。工艺零件是指直接参与完成冲压工艺过程并和坯料直接发生作用的零件。1.1.4冲压模具结构组成

1．工艺零件

2．结构零件

结构零件是指不直接参与完成冲压工艺过程，也不和坯料直接发生作用，只对模具完成工艺过程起保证作用或对模具的功能起完善作用的零件。1.2冲压设备1.2.1曲柄压力机的分类

1．按照机身的结构形式分类

曲柄压力机可分为开式压力机和闭式压力机。开式压力机又可分为单柱压力机和双柱压力机两种。开式压力机按照工作台的结构特点又可分为可倾台式压力机曲柄压力机可分为通用压力机和专用压力机。2．按照工艺用途分类

3．按照滑块个数分类

曲柄压力机可分为单动、双动和三动压力机。目前使用最多的是单动压力机。如图1-5所示为开式双柱可倾式压力机JC23—63的运动原理图，其工作原理如下：电动机1的能量和运动通过带传动传递给中间传动轴4，再由齿轮5和6传动给曲轴9，经连杆11带动滑块12作上下直线移动。因此，曲轴的旋转运动通过连杆变为滑块的往复直线运动。将上模13固定于滑块上，下模14固定于工作台垫板15上，压力机便能对置于上、下模间的材料加压，依靠模具将其冲成工件，实现压力加工。1.2.2曲柄压力机的传动原理

由于工艺需要，曲轴两端分别装有离合器7和制动器10，以实现滑块的间歇运动或连续运动。压力机在整个工作周期内有负荷的工作时间很短，大部分时间为空程运动。为了使电动机的负荷均匀和有效地利用能量，在传动轴端装有飞轮，起到储能作用。在该压力机上，大带轮3和大齿轮6均起飞轮的作用。1.2.3曲柄压力机的型号1.公称压力及公称压力行程2．滑块行程3．滑块行程次数4.工作台面尺寸和滑块底面尺寸5．工作台孔尺寸6．模柄孔尺寸7.最大装模高度及装模高度调节量8.立柱间距Ａ和喉深Ｃ9.电动机功率1.2.4曲柄压力机的主要技术参数（1）检查压力机上的打料装置，将其暂时调整到最高位置，以免在调整压力机闭合高度时被折弯；（2）检查模具闭合高度与压力机闭合高度之间的关系是否合理；（3）检查下模顶杆和上模打料杆是否符合压力机的去料装置的要求；（4）模具安装前应将上、下模板和滑块底面的油污揩拭干净，并检查有无遗留物，防止影响正确安装和发生意外事故。1.2.5模具的安装与调整

1．冲压模具安装的注意事项

2．冲压模具安装的一般顺序

①根据冲压模具的闭合高度来调整压力机滑块的高度。②先将滑块升到上止点，冲模放在压力机工作台面规定位置，再将滑块停在下止点，然后调节滑块的高度，使其底平面与冲模座上平面接触。带有模柄的冲模，应使模柄进入模柄孔，并通过滑块上的压块和螺钉将模柄固定住。对于无模柄的大型冲模，一般用螺钉等将上模座紧固在压力机滑块上，并将下模座初步固定在压力机台面上，注意不拧紧螺钉。③将压力机滑块上调3～5mm，开动压力机，空行程1～2次，将滑块停于下止点，再拧紧螺钉，固定下模座。④进行试冲，并逐步调整滑块到所需的高度。如上模有顶杆，则应将压力机上的卸料螺栓调整到需要的高度。1.3冲压材料1.3.1材料的冲压成形性能1．成形极限

成形极限是指材料在冲压成形过程中能达到的最大变形程度。

2．成形质量

成形质量是指材料经冲压成形以后所得到的冲压件能够达到的质量指标，包括尺寸精度、厚度变化、表面质量以及成形后材料的物理机械性能等。1.塑性指标2．强度指标3．刚度指标4.硬化指标5．各向异性指标（1）板厚方向性系数r（2）板平面方向性系数△r1.3.2材料的冲压成形的性能指标

（1）具有良好的冲压成形性能（2）材料的厚度公差符合国家标准规定（3）具有较高的表面质量1.3.3对冲压材料的基本要求

冲压用材料的形状有各种规格的板料、带料和块料。板料的尺寸较大，一般用于大型零件的冲压，对于中小型零件，多数是将板料剪裁成条料后使用。带料（也称为卷料）有各种规格的宽度，展开长度可达几千米，适用于大批量生产的自动送料，材料厚度很小时也是做成带料供应。块料只用于少数钢号和价钱昂贵的有色金属的冲压。

1.3.4常用冲压材料的种类

1．冲压材料的形状

（1）黑色金属包括普通碳素结构钢、优质碳素钢、合金结构钢、碳素工具钢、不锈钢、电工硅钢等。（2）有色金属包括铜及铜合金、铝及铝合金、镁合金、钛合金等。（3）非金属材料包括纸板、胶木板、塑料板、纤维板和云母等。2．常用冲压材料的种类

1.4冲压模具制造概述1.4.1冲压模具制造的概念和内容

冲压模具制造主要包含三个方面的工作：（1）凸模、凹模、凸凹模等工作零件的加工；（2）配购通用、标准件并进行补充加工以及其他非标准件的