冲压工艺与模具设计

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1、第一部分总论1、什么是冲压加工？冲压加工：是在室温下，利用安装在冲压设备上的冲模对材料施加压力，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。2、什么是冲模在冲压加工中，将材料加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冲模（又称冲压模具）。3、冲压加工与冲模的关系•冲模是一种特殊工艺装备•冲模与冲压件是“一模一样”的关系•冲模没有通用性•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。4、冲压生产的三要素高效的冲压设备、合适的冲压材料与合理的冲压工艺、先进的模具5、压力机的规格参数1.公称压力；2.压力机的行程长度；

2、3.行程次数；4.工作台面尺寸；5.滑块模柄孔尺寸；6.闭合高度公称压力曲柄旋转到距下极点30°时所产生的冲击力称为压力机的公称压力。这个特定角度α称为公称压力角。压力机公称压力的选择u实际冲压力曲线与压力机理论压力曲线不同步。u冲裁、弯曲时压力机的吨位应比计算的冲压力大30%左右。u拉深时压力机吨位应比计算出的拉深力大60%～100%。6、冲裁时冲压设备的选择压力机的公称压力必须大于或等于冲裁工艺力的总和F总：F压力机≥F总一般情况：F压力机＝1.3F总如果冲裁过程同时存在卸料力、推件力、顶件力，则总的冲裁工艺冲压力为：F总＝F冲裁+F卸+F推+F顶7、弯曲时压力机

3、吨位的确定自由弯曲时，压力机吨位为：校正弯曲时，压力机吨位为：拉深时与压力机吨位的选择1）对于单动压力机：公称压力F机应大于拉深工艺总压力F总。即：F机≥F总，其中工艺总压力为：F总＝F＋FQ在实际生产中，可以按下式来确定压力机的公称压力F机：浅拉深：深拉深:2）对于双动压力机：F内＞F,F外＞FQ第8页共8页当拉深工作行程较大，尤其落料拉深复合时，应使工艺力曲线位于压力机滑块的许用压力曲线之下。1、压力中心计算目的：为了保证压力机和模具的正常工作，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心线相重合。模具的压力中心必须与冲压力合力的作用点重合压力机的闭合高度：指滑块在下止点

4、时，滑块底面到工作台上平面之间的距离。模具的闭合高度：指冲模在最低工作位置时，上模座上平面至下模座下平面之间的距离。模具闭合高度与压力机闭合高度的关系：Hmax－5≥H≥Hmin＋102、金属塑性变形对材料组织有什么影响？1）晶粒形状和方位的改变——发生纤维组织改变——变形抗力增加——产生各向异性2）产生内应力——形成残余应力，导致金属开裂3）产生加工硬化现象——材料的强度指标随变形程度的增加而增加,塑性随之降低。3、金属塑性变形有什么基本规律？1）弹性卸载恢复规律；2）反载软化现象；3）体积不娈定律4）最小阻力定律——在冲压加工中，板料在变形时总是沿着阻力最小的方

5、向发展。4、塑性应变比(厚向异性指数)r反映材料变化的什么状况？（r是单向拉伸试样宽度应变和厚度应变之比。）r值越大，表示板料不易出现变薄或增厚，厚度方向起皱的可能性小。5、凸耳系数△r（板平面方向性系数）反映材料的什么性质？△r值越大，表示板料平面内的各向异性越严重，拉深时零件口部会出现不平整的凸耳现象。6、样排：冲裁件在板料、条料或带料上的布置方法。合理的排样：1）提高材料利用率、降低成本；2）有利于保证冲件质量；3）有利于延长模具寿命的有效措施。搭边：排样时冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间留下的工艺废料。搭边的作用：1）补偿定位误差和剪板误差，确保冲出合格零件

6、；2）增加条料刚度，方便条料送进，提高劳动生产率；第8页共8页1）搭边还可以避免冲裁时条料边缘的毛刺被拉入模具间隙，从而提高模具寿命。确定搭边值需注意：搭边值过大，材料利用率低。搭边值过小，搭边的强度和刚度不够，冲裁时条料边缘易拉入模具间隙，损坏模具。废料的分类：冲裁所产生的废料分为两类：一类是结构废料；另一类是工艺废料。1、弯曲件坯料展开尺寸计算1.概算法：弯曲件的坯料长度应等于中性层的展开长度按中性层展开的原理，坯料总长度应等于弯曲件直线部分和圆弧部分长度之和。适宜r>0.5t的弯曲件2.经验法：按变形前后体积不变条件确定坯料长度。适宜r<0.5t的弯曲件2、直壁

7、旋转体拉深件的毛坯尺寸计算1）拉深件毛坯尺寸计算的原则（1）面积相等原则：按照拉深前坯料表面积与拉深后冲件表面积近似相等，计算坯料尺寸。（2）形状相似原则：拉深前坯料的形状与冲件断面形状相似。而且坯料的周边必须是光滑的曲线连接。2）直壁旋转体拉深件毛坯尺寸计算注意事项u考虑切边工序：拉深件口部不整齐，需留切边余量。u形状复杂的拉深件：需多次试压，反复修改，才能最终确定坯料形状。u拉深件的模具设计顺序：先设计拉深模，坯料形状尺寸确定后再设计冲裁模。3、冲压工序的基本类型：根据材料的变形特点分：分离工序与成形工序4、模具的基本组成：冲模通常由上、下模两部