金属塑形成型

XXXX学院《机械工程材料与成形工艺》

专业论文金属塑形成形之冲压工艺学生姓名： 学院： 专业班级： 专业课程： 任课教师： 201年月日金属塑形成型之冲压工艺摘要近年来，人们对于发展先进制造技术的重要性获得前所未有的共识，冲压成形技术无论在深度和广度上都取得了前所未有的进展，其特征是与高新技术结合，在方法和体系上开始发生很大变化。计算机技术、信息技术、现代测控技术等冲压领域的渗透与交叉融合，推动了先进冲压成形技术的形成和发展。冲压工艺是使板料经分离或成形而得到制件的工艺。冲压是一种金属加工方法，它是建立在金属塑性变形的基础上，利用模具和冲压设备对板料施加压力，使板料产生塑性变形或分离，从而获得具有一定形状、尺寸和性能的零件（冲压件）。关键词冲压成形技术工艺板料设备应用一、 冲压工艺发展历程冲压，也叫冷冲压或板料冲压，是指在室温下利用安装在压力机上的摸具对板料施加压力，使其产生分离或塑性变形从而获得所需零件的一种压力加工方法。冲压技术的真正发展，始于汽车的工业化生产。20世纪初，美国福特汽车的工业化生产大大推动了冲压技术的研究和发展。研究工作基本上在板料成形技术和成形性两方面同时展开，关键问题是破裂、起皱与回弹，涉及可成形性预估、成形方法的创新，以及成形过程的分析与控制。但在20实际的大部分时间里，对冲压技术的掌握基本上是经验型的。分析工具是经典的成形力学理论，能求解的问题十分有限。研究的重点是板材冲压性能及成形力学，远不能满足汽车工业的需求。60年代是冲压技术发展的重要时期，各种新型的成形技术相继出现。二、 冲压工艺的分类以及主要特点分类

冲压主要是按工艺分类，可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序也称冲裁，其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离，同时保证分离断面的质量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形，制成所需形状和尺寸的工件。成形工序是指坯料依靠模具在压力机作用下，适应力超过坯料的屈服极限，坯料经过塑性变形后，使其成为所要求形状的加工工序。成形工序主要为弯曲、拉伸、成形等工序。a) b)图1冲压模具主要特点冲压是一种高生产效率、低材料消耗的加工方法。冲压工艺适用于较大批量零件制品的生产，便于实现机械化与自动化，有较高的生产效率，同时，冲压生产不仅能努力做到少废料和无废料生产，而且即使在某些情况下有边角余料，也可以充分利用。操作工艺方便，不需要操作者有较高水平的技艺。冲压出的零件一般不需要再进行机械加工，具有较高的尺寸精度。冲压件有较好的互换性。冲压加工稳定性较好，同一批冲压件.可相互交换使用，不影响装配和产品性能。由于冲压件用板材作材料，它的表面质量较好，为后续表面处理工序［如电镀、喷漆)提供了方便条件。冲压加工能获得强度高、刚度大而重量轻的零件。用模具批量生产的冲压件成本低廉。冲压能制造出其它金属加工方法难加工出的形状复杂的零件。三、冲压设备1.曲柄压力机曲柄压力机的主要技术参数综合反映设备的工艺能力相适应范围，以及有关生产指标。主要包括：公称压力、滑块行程、滑块行程次数、闭合高度和装模高度、工作台、滑块底面尺寸。2•摩擦压力机适用于中、小型的校正模、压印模和成形模。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。缺点是飞轮轮缘磨损大，生产率比曲柄压力机低。3•双动拉伸压力机适用于大量生产大型、较复杂拉深件的拉伸模。模具结构简单，压料可靠，容易调节。4•液压机适用于小批生产大型厚板件的弯曲模、拉深模、成形模和校平模。它不会因为板材的厚度超差而过载，特别对于深拉深件的加工，具有明显的优点。四、成型零件的设计及其结构特点冲压零件的产品和结构设计应以提高其技术经济效益、增强市场竞争能力为最终目标的，因此不仅要提高产品的使用性能，而且要提高产品的工艺性能，简化结构、减轻重量、降低成本。产品设计中应注意的问题有：充分认识标准化的重要性。尽量选用标准、通用或者成熟的结构和设计，以保证产品质量、减少生产准备时间和节约投资，并可加快新产品的开发周期。注意设计中的结构工艺性和成本方面的问题，使之与生产条件、生产规模、加工方法以及工艺装备相适应。冲压零件的成本在产品设计阶段就已经大部分被确定下来了，因此在满足其功能和使用要求的前提下，设计人员需要着重考虑冲压零件的结构工艺性。⑹评价冲压零件的结构工艺性应遵循如下几个原则：有利于简化冲压工艺，减少零件废品，确保质量稳定。⑵有利于降低对材料可成形性能的要求，减少材料的品种和规格，提高材料的利用率。有利于简化模具设计、制造以及维修，并能提高模具工作部件的使用寿命。有利于批量生产操作，便于组织实施机械化和自动化。有利于保证零件焊接、装配以及表面处理等工艺要求。有利于采用现有设备、工装和工艺流程进行生产制造。有利于零件的通用性和互换性。总的原则冲压零件设计应合理。零件形状尽可能的简单、规则和对称，以便于节省原材料，减少制造工序并提高模具寿命，降低零件成本。冲压零件上的尺寸和形位公差应当在满足零件功能要求的前提下尽可能的大，否则过于严格的尺寸和形位公差将会缩短模具寿命、增加制造成本，且需对零件进行抽检或全检。冲压零件设计时应尽量创造左右件共用的条件，这将有利于减少零件的品种、方便生产组织和管理、节约生产线并提高生产效率。如果所设计零件可以共用于不同的产品平台，则对降低零件的制造成本意义更大。图2冲压零件五、优势以及局限性冲压件与铸件、锻件相比，具有薄、匀、轻、强的特点。冲压可制出其他方法难于制造的带有加强筋、肋、起伏或翻边的工件，以提高其刚性。由于采用精密模具，工件精度可达微米级，且重复精度高、规格一致，可以冲压出孔窝、凸台等。冷冲压件一般不再经切削加工，或仅需要少量的切削加工。热冲压件精度和表面状态低于冷冲压件，但仍优于铸件、锻件，切削加工量少。冲压是高效的生产方法，采用复合模，尤其是多工位级进模，可在一台压力机上完成多道冲压工序，实现由带料开卷、矫平、冲裁到成形、精整的全自动生产。生产效率高，劳动条件好，生产成本低，一般每分钟可生产数百件。六、应用冲压工艺应用十分广泛。在全世界的钢材中，有60〜70%是板材，其中大部分是经过冲压制成成品。汽车的车身、底盘、油箱、散热器片，锅炉的汽包、容器的壳体、电机、电器的铁芯硅钢片等都是冲压加工的。仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械、生活器皿等产品中，也有大量冲压件。参考文献⑴王孝培.冲压手册（修订版）[M].北京.机械工业出版社，1990⑵肖景容、姜奎华.冲压工艺学[M].北京.机械工业出版社，2011.1⑶俞