冲压工艺与模具设计-冲压变形的基本原理(第一章)

冲压工艺与模具设计-冲压变形的基本原理(第一章)CATALOGUE目录冲压工艺概述模具设计基础冲压变形基本原理典型冲压工序与模具设计实例冲压设备简介与选用安全生产与环境保护要求01冲压工艺概述冲压工艺是一种通过模具对板材、带材、管材等施加外力，使其产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件的加工方法。根据变形性质，冲压工艺可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序包括落料、冲孔、切断等；成形工序包括弯曲、拉深、翻边等。冲压工艺定义与分类分类定义冲压工艺应用领域汽车车身覆盖件、结构件等大量采用冲压工艺生产。洗衣机、冰箱、空调等家电产品的金属外壳多采用冲压工艺制造。手机、电脑等电子产品的金属外壳及内部金属零件也常采用冲压工艺生产。航空航天、建筑、五金制品等领域也广泛应用冲压工艺。汽车制造家电制造电子产品其他领域随着产品精度要求的提高，冲压工艺将向更高精度的方向发展，如微细冲压、超精密冲压等。精密化随着自动化和智能化技术的不断发展，冲压工艺将实现更高程度的自动化生产，如机器人冲压、在线检测等。自动化与智能化为满足复杂形状和多功能需求，冲压工艺将向复合化方向发展，如复合模冲压、多工位级进模冲压等。复合化随着环保意识的增强，冲压工艺将更加注重绿色生产，如采用环保材料、减少废料排放等。绿色化冲压工艺发展趋势02模具设计基础工作零件直接完成冲压加工的零件，包括凸模、凹模、凸凹模等。确定坯料或工序件在模具中的正确位置，如定位销、挡料销、导正销等。压料零件用于压住坯料，使其不产生移动或弹跳，如压边圈、压料板等；卸料零件用于将卡在凸模上的废料或制件卸下，如卸料板、顶出器等。保证上模与下模相对运动时有精确的导向，如导柱、导套、导板等。将上述各类零件固定在上、下模以及模座上，构成完整的模具，如固定板、螺钉、销钉等。定位零件导向零件固定零件压料、卸料及出件零件模具组成及作用模具材料选择根据模具的工作条件、生产批量及尺寸精度等要求，选择适当的模具材料，如碳素工具钢、低合金工具钢、高碳高铬或中铬工具钢、中碳合金钢、高速钢、基体钢以及硬质合金、钢结硬质合金等。模具材料处理对模具材料进行适当的热处理，以提高其硬度、耐磨性和抗疲劳性能等，如淬火、回火、表面强化处理等。模具材料选择与处理安全性经济性实用性合理性模具结构设计原则01020304确保模具在使用过程中不会出现破裂或严重变形等安全问题。在满足使用要求的前提下，尽量降低模具的制造成本和维护费用。模具结构应简单实用，易于加工制造和维修保养。根据冲压工艺和模具设计要求，合理安排模具的结构和布局，确保冲压过程的顺利进行。03冲压变形基本原理塑性变形定义金属在外力作用下产生不可恢复的永久变形。塑性变形特点金属在塑性变形过程中，其内部组织结构和性能发生变化，如晶粒形状改变、位错密度增加等。塑性变形概念及特点应力-应变曲线描述金属在塑性变形过程中应力与应变之间的关系曲线。塑性变形阶段金属在应力作用下发生不可恢复的塑性变形。弹性变形阶段金属在应力作用下发生可恢复的弹性变形。应力-应变关系分析

塑性变形过程中金属流动规律最小阻力定律金属在塑性变形过程中，质点将沿着阻力最小的方向流动。金属流动的不均匀性由于模具形状、摩擦等因素的影响，金属在塑性变形过程中的流动是不均匀的。金属流动的连续性在塑性变形过程中，金属的流动是连续的，不会出现断裂或分离现象。04典型冲压工序与模具设计实例切边利用冲模修切成形工序件的边缘，使其具有一定直径、一定高度或一定形状的一种冲压工序。切断将材料沿敞开轮廓局部而不是完全分离的一种冲压工序。被切断的部分成为工件或工序件。切舌将材料沿敞开轮廓局部而不是完全分离的一种冲压工序。被局部分离的部分，具有工件所要求的一定位置，不再位于分离前所处的平面上。分离工序及其模具设计0102弯曲将平直或局部平直工序件的一部分相对于基准面，在角度和形状方面作塑性变形的一种冲压工序。拉深把平直毛料或工序件变为空心件，或者把空心件进一步改变形状和尺寸的一种冲压工序。拉深时空心件主要依靠位于凸模底部以外的材料流入凹模而形成。翻边沿外形曲线周围将材料翻成侧立短边的一种冲压工序。翻孔沿内孔周围将材料翻成侧立凸缘的一种冲压工序。起伏依靠材料的延伸使工序件形成局部凹陷或凸起的冲压工序。起伏中材料厚度的改变为非意图性的，即厚度的少量改变是变形过程中自然形成的，不是设计指定的要求。030405成形工序及其模具设计变薄拉深把空心工序件进一步改变形状和尺寸，意图性地将侧壁减薄的一种拉深工序。连续拉深在条料（卷料）上，用同一副模具（连续拉深模）通过多次拉深逐步形成所需形状和尺寸的一种冲压方法。胀形将空心件或管状件沿径向往外扩张的一种冲压工序。扩口将空心件或管状件一端或两端沿径向拉扩并在拉伸中要求施加轴向力的一种冲压工序。缩口将空心件或管状件敞口处加压使其缩小的一种冲压工序。复合工序及其模具设计05冲压设备简介与选用结构简单，刚性好，易于维护，但速度较慢，生产效率相对较低。机械压力机液压机伺服压力机压力大，速度可调，适用于大型和复杂零件的冲压，但精度相对较低。高精度，高速度，高效率，适用于精密冲压和高速冲压。030201常见冲压设备类型及特点根据冲压件的形状、尺寸、精度、生产批量和模具结构等因素来选用合适的冲压设备。依据选用设备时要考虑设备的性能、参数、精度、稳定性、可靠性以及价格等因素。注意事项设备选用依据和注意事项保持设备清洁，定期检查和更换易损件，确保设备正常运行。日常维护定期对设备进行全面的检查和保养，包括清洗、润滑、紧固等。定期保养发现设备故障时，应及时停机检查并处理，避免故障扩大和影响生产。故障处理设备维护与保养方法06安全生产与环境保护要求安全生产规章制度遵守情况定期对员工进行安全教育和培训，提高员工的安全意识和操作技能，确保员工能够熟练掌握安全操作规程。加强安全教育和培训企业必须遵守《中华人民共和国安全生产法》等相关法律法规，确保生产过程中的安全。严格遵守国家和地方的安全生产法律法规企业应制定完善的安全生产规章制度，明确各级管理人员和操作人员的安全职责，确保规章制度的贯彻执行。建立健全安全生产规章制度危险源辨识通过对生产过程中的各个环节进行全面分析，识别出可能存在的危险源，如机械设备、电气设备、化学品等。风险评估对识别出的危险源进行风险评估，确定其可能导致的危害程度和发生的可能性，为制定风险控制措施提供依据。风险控制措施根据风险评估结果，制定相应的风险控制措施，如技术控制、管理控制、个人防护等，降低危险源导致的风险。危险源辨识和风险控制措施废弃物分类01对生产过程中产生的废弃物进行分类，如金属废料、塑料废料、纸张等，以便进行后续处理。废弃物处