冷冲压工艺及模具设计(绪论).ppt

1、冷冲压工艺及模具设计,主讲人 曾立平,授课学时：48学时,课程任务：,1.了解常见冲压工序的变形规律； 2.认识冲压成形工艺方法、冲压模具典型结构； 3.掌握冲压工艺与模具设计方法； 4.具备进行中等复杂冲压零件的冲压工艺编制、冲模设计的能力。,课程性质：,模具设计与制造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。,课程情况总体简介,总 目 录,第一章冲压变形的基本理论,第二章冲裁,第三章弯曲,第四章拉深,第五章其他板料成形工艺,第六章冷挤压,第七章冷冲模结构,第八章冷冲模的设计和计算,第十章冲床的选用,第九章冲压工艺规程的制定,绪 论,冷冲压：,一、冲压的概念,1.基本概念,冲

2、压生产场景,室温下 压力机 模具 材料 分离或塑性变形。,绪 论,绪 论,冷冲压是一种金属压力加工方法，它是在常温（冷态）下，利用冲模在压床上对金属（或非金属）板料施加压力使其分离或变形，从而得到一定形状零件的加工方法。如图0l所示，利用凸模和凹模对直径为D的圆板料加一压力F就冲出人们需要的面盆。它是建立在金属材料塑性基础上的一种工艺。由于它主要用于加工板料零件，所以有时也叫板料冲压。冷冲压和板料冲压的涵义差不多，而冷冲压的涵义要广泛些，包括了立体冲压。,图0l 冲压过程,加工对象：主要是金属板材,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,1.基

3、本概念（续）,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）。,绪 论,1.基本概念（续）,合理的冲压工艺,先进的模具,高效的冲压设备,冲压生产的三要素,绪 论,特别强调：冲压模具重要性 冲模一种特殊工艺装备。 冲模与冲压件有“一模一样”的关系。冲模没有通用性。 冲模是冲压生产必不可少的工艺装备，决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。 冲模的功能和作用、冲模设计与制造方法和手段，决定了冲模是技术密集、高附加值型产品。,1.基本概念（续）,绪 论,绪 论,2. 冷冲压有以下特点（与切削比较）：, 所用的原材料多为金属和非金属的板料。, 它是

4、无屑加工，被加工的金属在再结晶温度以下产生塑性变形，不产生切屑，变形中金属产生加工硬化。, 所用设备是冲床，冲床供给变形所需的力。, 所用的工具是各种形式的冲模，冲模对材料塑性变形加以约束并直接使材料变成所需的零件。,绪 论,冷冲压与其他加工方法比较，在技术上、经济上有许多优点：,在压床简单冲压下，能得到形状复杂的零件，而这些零件用其他的方法是不可能或者很难得到的。如汽车驾驶室的车门、顶盖和鼻子板这些具有流线型的零件。,制得的零件一般不进一步加工，可直接用来装配，而且有一定精度，具有互换性。,在耗料不大的情况下，能得到强度高、足够刚性而重量轻、外表光滑美观的零件。,材料利用率高，一般为7085

5、。,绪 论,冲压零件的质量主要靠冲模保证，所以操作方便，要求的工人技术等级不高，便于组织生产。,生产率高，冲床冲一次一般可得一个零件，而冲床一分钟的行程少则几次，多则几百次。同时，毛坯和零件形状规则，便于实现机械化和自动化。,在大量生产的条件下，产品的成本低。,低耗、高效、低成本、“一模一样”、质量稳定、高一致性 ，可加工薄壁、复杂零件，板材有良好的冲压成形性能，模具成本高，所以，冲压成形适宜批量生产。,绪 论,模具要求高、制造复杂、周期长、制造费昂贵，因而在小批量生产中受到限制。另外，冲压件的精度决定于模具精度，如零件的精度要求过高，用冷冲压生产就难以达到。,冷冲压的缺点,冲压加工是制造业中

6、最常用的一种材料成形加工方法。,冲压成形产品示例一日常用品,冲压成形产品示例二高科技产品,绪 论,二、冲压工序的分类,根据材料的变形特点分：,分离工序：,分离工序、成形工序,冲压成形时，变形材料内部的应力超过强度极限b，使材料发生断裂而产生分离，从而成形零件。分离工序主要有剪裁和冲裁等。,绪 论,绪 论,成形工序：,冲压成形时，变形材料内部应力超过屈服极限s，但未达到强度极限b，使材料产生塑性变形，从而成形零件。成形工序主要有弯曲、拉深、翻边等。,二、冲压工序的分类（续）,绪 论,绪 论,绪 论,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

7、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。,三、冲压技术现状与发展方向,绪 论,2.冲压技术发展方向,产品市场变化：,技术发展：,牵引,推动,冲压模具设计与制造技术正由手工设计、依靠人工经验和常规机械加工技术向以计算机辅助设计（CAD）、数控切削加工、数控电加工为核心的计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）技术转变。,三、冲压技术现状与发展方向（续）,多品种、少批量，更新换代速度快,计算机技术、制造新技术,绪 论,(1)冲压成形理论及冲压工艺 加强理论研究，开展C

8、AE技术应用。 开发和应用冲压新工艺。,满足产品开发在T(Time)、Q(Quality)、 C(Cost)、S(Service)、E(Environment)的要求。,三、冲压技术现状与发展方向（续）,2.冲压技术发展方向,绪 论,(2)模具先进制造工艺及设备,三、冲压技术现状与发展方向（续）,2.冲压技术发展方向（续）,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,数控测量,效率和质量是制造业的永恒主题。,绪 论,(3)模具新材料及热、表处理 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

9、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。,(6)先进生产管理模式 并行工程思想、标准化、专业化生产。,三、冲压技术现状与发展方向（续）,2.冲压技术发展方向（续）,绪 论,模具工业是国民经济的基础工业，是高技术行业。模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一。 模具在日本被誉为“进入富裕社会的原动力”、在德国被称为“金属加工业中的帝王”。 模具设计与制造专业人才 是制造业紧缺人才。,三、冲压技术现状与发展方向（续）,绪 论,我国模具工业发展十分迅速，19962002年间，模具产值年平均增速在14%左右。 由上可见，模具技术是先进制造技术的重要代表，模具工业是高新技术产业的一个重要组成部分，模具工业又是高新技术产业化的重要领域。,三、冲压技术现状与发展方向（续）,绪 论,冲模设计与制造场景,冲模设计,冲模制造,绪 论,多工位精密级进模,绪 论,冲压成形产品示例一日常用品,绪 论,冲压成形产品示例二 高科技产品,汽车覆盖件,飞机蒙皮,绪 论,数控高速铣削加工 高效 、高精度 、高的表面质量 、可加工高硬材料,绪 论,五