第二讲、冲床与模具.ppt

1、第二讲、冲床与模具,1.冲床的分类（补充机械原理方面的知识） 2.冲床的基本工作原理 3.冷冲模的工作原理 4.模具的设计与使用 5.模具的维护与修复 6.生产过程中关于冲床、冷冲模使用中过程中应注意的几个事项 7. 轧制工艺及其对轧钢的性能影响,冲床的分类,按能源传动的类型分：机动、液动、气动 两个指标：吨位与类型 吨位：（美国Clearing公司的60000kN闭式双点压力机，液压机很多100000 kN以上） 发展趋势：高速化、数控化（CNC）、精密化和宜人化（低噪声）等方向发展。 类型：（应用最广泛的是曲柄压力机、摩擦压力机和液压机）,（补充）平面机构，机构运动简图，机构自由度，曲柄滑

2、块机构,冲床的基本工作原理,曲柄压力机 摩擦压力机 液压机压力大时 压力机是用来实现对模具中的材料实现压力加工提供动力和运动的设备，曲柄压力机属机械压力机，主要是利用曲柄滑块的原理。（C型单曲轴钢架冲床、开式双曲轴钢架冲床等）。,摩擦压力机,属于螺旋压力机，利用杆与螺母相对运动的原理，将飞轮的旋转运动转变为冲床滑块的上下运动，按传动机构的类型可分为：摩擦式、电动式、液压式和离合器式四类,液压机压力大时,基本工作原理是静压传递原理（即帕斯卡原理），它是利用液体的压力能，靠静压作用使工件变形，达到成形要求的压力机械，因其传递能量的介质为液体，故称为液压机。分为水压机（工作介质为乳化液）和油压机。,

3、Y32系列四柱式液压机,冷冲压定义、特点及优缺点,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。 冲压所用的材料主要是金属材料：普通碳素钢、不锈钢和黄铜板、铝板。有时也用非金属材料，如胶木板、纤维板等。 冲压模具是冲压生产的主要工艺设备。冲压件的冲压质量、生产效率以及生产成本等都与模具类型及其结构设计有直接关系。冲压生产对模具结构的基本要求是：在保证冲出合格压件前提下，不仅应与生产批量相适应，而且还要具有结构简单，操作简单、安全，使用寿命长，易于制造、维修，成本低廉等选特点。,工作原理,冷冲压工艺有两

4、大类：分离工序及成形工序 1、分离工序：被加工的材料在外力作用下，使材料（板料）沿一定的轮廓线剪切破裂而分离，从而制得零件的冲压工序，通常称为冲裁。冲裁是利用模具使板料沿一定的轮廓形状产生分离的一种冲压工序。冲裁包括落料、冲孔、尺寸、精度等工序。2、成形工序：指毛坯在受外力作用下，在破坏的条件下发生塑性变形而得到所需的零件，这时应力超过材料的屈服极限。,特点 1 它是无屑加工：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。2 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。3 所用的原材料多为金属和非金属的板料。,优、缺点,1

5、）优点： 1在压床简单冲压下，能得到形状复杂的零件，而这些零件用其它的方法是不可能或者很难得到的。 2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。 3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。 4材料利用率高，一般为70-85%。,5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（安全操作）。同时，毛坯和零件形状规则，便于实现机械化和自动化。 6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。 7在大量生产的条件下，产品的成本低。,缺 点 对模具本身要求高、制造复杂、周期长

6、、制造费昂贵，因而在小批量生产中受到限制。另外，冲压件的精度取决于模具精度，如零件的精度要求过高，用冷冲压生产就难以达到。,冲裁力的计算,冲床的吨位取决于冲床每一冲程必须冲制的工作量。压板的供应商可以给出用户所采用板材的抗剪强度。通常，纸基层压板约为12000磅/平方英寸，而环氧-玻璃布层压板材为20000磅/平方英寸。冲掉部分的总周长乘以板材厚度就可得出模具冲剪面积。如果所有尺寸均用英寸表示，则冲剪面积为平方英寸。冲裁力的计算： P冲=1.3ST0 式中：S冲裁周长T板材厚度 0板材的抗剪强度,1 英 寸 2.5400 厘 米 1 英 尺 12 英 寸 0.3048 米 1 码 3 英 尺

7、0.9144 米 1 英 里 1760 码 1.6093 千 米 1磅=0.453592公斤,模具的设计与使用,冲压模具零件的分类可按照它们在模具中的作用，分为工艺性零件和结构性零件两大类。工艺性零件包括成形零件（凸、凹、凸凹模）、定位零件、和压料、卸料零件。结构性零件包括导向零件、固定零件及其它紧固件。 凸模、凹模、凸凹模,凸模,按凸模工作性质分，有冲裁凸模、弯曲凸模、拉深凸模、冷挤凸模等 按工作断面形状分，有圆形、方形、矩形、异形凸模等。 按凸模的结构分，有整体凸模和拼镶凸模 按固定方式分，有背台式、叠装式、压块式、插入式、铆接式、护套式、组合式等。 凸模本身按其作用可分为工作部分（刃口）

8、和固定部分。 凸模结构形式主要分为有固定台阶式和无固定台阶式两种。 凸模的长度一般为4060mm，,尺寸设计,（1）压应力校核（最小工作部位直径） 对于圆形凸模： mm、Mpa、 Mpa 对于其它断面： N,（2）弯曲应力校核 对于圆形凸模： 凸模允许的最大自由长度、凸模最小直径、冲压力、无导向（K0=30），有导向（K0=85）,对于其它断面：,最小断面的轴惯性矩,无导向（K0=30），有导向（K0=85）,凹 模,按刃口孔形区分有以下几种：圆柱形孔口凹模，锥形孔口凹模 按结构分：整体式凹模和拼镶式凹模 卸料（弹簧、像胶） 导向、模架 冲裁力的计算、弯曲模尺寸计算、拉深模工作部分尺寸计算 根

9、据工艺性分类：冲裁模、弯曲模、拉深模、复合模 根据工序组合程度分类 单工序模、复合模、级进模,压力机的规格：公称压力。下滑过程中的冲击力为压力机的压力。随滑块下滑的位置不同而不同。 对冲压材料的基本要求： 对冲压性能的要求。冲裁性能好，板料的塑性变形好，硬度不高，冲裁后易获得断面光滑和倾斜很小的工件。弯曲性能好，拉深性能好（含碳量0.14%，软钢、软黄铜、纯铝和铝合金等）,冲压生产最常用的材料是金属材料，非金属材料只用冲裁 黑色金属：碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢、合金结构钢等 有色金属：纯铜、黄铜、表铜、铝等。 非金属材料：约板、校木板、橡胶板、塑料板等。 冲裁过程三阶段：弹性变形阶

10、段、塑性变形阶段、断裂分离阶段 生产方法：一般机械加工、数控机床加工、精密机械加工、钳工加工、电火花加工、电火花线切割加工,模具的维护与修复,加工顺序一般遵循先粗后精，先基准后其他，先面（平面）后孔，先切后特，且工序要适当集中的原则。 合理的使用并正确维护、保养工作善恶劣的冲压模具，是保证冲压生产正常进行、提高模具耐用度、延长模具使用寿命的必要措施。冲模的维护、保养工作始终贯穿在模具的使用、维护和保养工作的各个环节。冲模在使用一段时间后会出现各种故障和问题，从而影响冲压生产的正常进行，甚至造成冲模的破坏或发生安全事帮，为保证冲模安全、可靠地工作，必须十分重视模具的维护工作。,开机使用前的检查

11、1.检查模具钢各主要零部件是否完好无损，凸、凹模有无裂纹、压（碰）伤情况 2.检查所用模具和设备是否符合工艺文件的要求，将设备的打料暂时调整到最高位置，待装上模具后再调整至最佳位置；装模具时应将上、下模板、设备的滑块底面及工作台面擦拭干净。 3.模具装好后再仔细检查模具内、外在无异物，安装是否坚固无误。,使用过程中维护与检查 1.会同质量人员及现场工人员对产品的产件质量和安全可靠性认可后，方能正式投入生产。 2.应定时对模具的型腔、凹模刃口、导向零部件和各活动配合表面等加油润滑。注意此项工作必须停机进行。 3.一旦发现毛坯有硬折、严重氧化皮及厚薄差别太大和翘曲现象时，应立即停止工作。 4.操作

12、时严禁多片重叠冲压,5.随时注意工装、设备有无异常现象，工件质量是否良好，如有问题要及停机处理后方能继续生产。要注意清理工作台面及冲模上的于废料、残余冲压件及其他杂物。对坯料要预先失措干净并涂少量润滑油。 6.质检人员要进行巡检，随时注意产品质量的变化并做好记录，旗工人员（调整工）亦应经常到现场观察工装、设备的使用情况，对声音万人坑委托人现象要立即制止，对严重违规者应勒令其停止作业，并认真处理。,使用完毕后的保管 模具使用完毕后应及时拆卸入库，拆卸时应注意有关事项并确保安全。入库模具应擦拭干净并涂防锈油后，随同尾件及质检人员、施工人员关于产品质量情况、模具技术状态的反映及产量记录一同入库，这些

13、材料缺一不可，以保证历史卡片记录的可靠性。,冲模的维护工作,更换易损件 原因：1.定位零件磨损，造成定位不准 2.级进模导板、挡耦合块磨损，行成 精度降低 3.复合模推杆弯曲（1更换新定位件2. 调整到合适位置或更新零件3.校正 原推杆或换新推杆）,刃磨凸、凹模刃口 原因：冲裁械使用中凸、凹模刃吕逐渐钙化，冲裁件有明显的行刺及撕裂。（用油石在刃口上轻轻修订或卸下凸、凹模在平面磨床上刃磨后再继续使用）,调整卸料距离 原因：由于凸、凹模刃口多次修订，合凑合高度不同瓦，致使复合时卸耦合器与凸模不在同一平面上。继续使用则出现上厝压卸耦合板的情况，合卸耦合弹簧变形。（应在凸、凹模底部加垫板，保持原来的位

14、置高度）,修磨与抛光 原因：1.拉深模与弯曲模因长期使用后磨损，模具型面质量不同降低，产生划痕。（用油石、细砂将型面轻轻打光，然后用氧化铬抛光）,模具的紧固 原因：1.模具在使用一段时间后，由于振动与冲击，使紧固螺钉松动，失去紧固作用。（在模具使用一段时间后，应对螺钉进行紧固） 调整定位器：由于长期使用及冲击振动，使定位器位置发生变化（随时检查，调到合适位置）,模具使用注意事项,1）根据设计冲模所需的冲裁力及冲模大小与闭合高度，选取合适的冲床型号。2）首先应启动冲床，认真检查刹车，及保护装置应完好，离合器以及冲床操作机构的运行是否正常，滑块是否有连冲现象。如发现有不正常现象时，应排除故障后再进

15、行冲模安装。3）检查调整冲床闭合高度与代装模等高（实际上应高于一高度以免装模时碰击，代安装完成后再调节冲孔深度）；检查模柄直径是否与冲头滑空相符，如模柄小，需在模柄上加适当的开口套筒。,4）冲模下面的垫块必须平直，等高、合理安放。原则上是在不阻塞落料的性况下，尽量把垫块向冲模中心靠扰。5）压板、压板螺丝、垫铁等必须根据冲模大小、冲模吨位来选取螺丝必须拧紧，防止冲模在工作时滑动造成意外事故。6）安装压板时，螺帽、螺栓头部应与导套下口保持一定距离，以免上模下降时碰击而损坏冲床或冲模。,轧制工艺及其对轧钢的性能影响,轧制过程是靠旋转的轧辊与轧件之间形成的摩擦力将轧件拖进辊缝之间，并使之受到压压缩产生塑