冲压模具设计与制造基础

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1、第一章冲压模具设计与制造基础冲压--是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，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。冲压模具--在冷冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具（俗称冷冲模）。在冲压零件的生产中，合理的冲压成形工艺、先进的模具、高效的冲压设备是必不可少的三要素，如图１.１.１所示.冲压工艺分类冲压加工因制件的形状、尺寸和精度的不同，所采用的工序也不同。根据材料的变形特点可将冷冲压工序分为分离工序和成形工序两类。分离工序——是指坯料在冲压力作用下，变形部分的应力

2、达到强度极限σb以后，使坯料发生断裂而产生分离。分离工序主要有剪裁和冲裁等。成形工序——是指坯料在冲压力作用下，变形部分的应力达到屈服极限σs，但未达到强度极限σb，使坯料产生塑性变形，成为具有一定形状、尺寸与精度制件的加工工序。成形工序主要有弯曲、拉深、翻边、旋压等。有关冲压工序的详细分类与特征，见表１.１.１和表１.１.2冲压模具分类冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。冲压件的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。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，在很大程度上决定着产

3、品的质量、效益和新产品的开发能力。冲压模具的形式很多，一般可按以下几个主要特征分类：１．根据工艺性质分类（１）冲裁模沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。15（２）弯曲模使板料毛坯或其他坯料沿着直线（弯曲线）产生弯曲变形，从而获得一定角度和形状的工件的模具。（３）拉深模是把板料毛坯制成开口空心件，或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。（４）成形模是将毛坯或半成品工件按图凸、凹模的形状直接复制成形，而材料本身仅产生局部塑性变形的模具。如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等。２．根据工

4、序组合程度分类（１）单工序模在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的模具。（２）复合模只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。３）级进模（也称连续模）在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工位，在压力机的一次行程中，在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具。压力机类型的选择(1）中、小型冲压件选用开式机械压力机；(2）大、中型冲压件选用双柱闭式机械压力机；(3）导板模或要求导套不离开导柱的模具，选用偏心压力机；形模等。(4）大量生产的冲压件选用高速压力机或多工位自动压力机；(5）校平、整形和温热挤

5、压工序选用摩擦压力机；(6）薄板冲裁、精密冲裁选用刚度高的精密压力机；(7）大型、形状复杂的拉深件选用双动或三动压力机；(8）小批量生产中的大型厚板件的成形工序，多采用液压压力机。2．压力机规格的选择(1）公称压力压力机滑块下滑过程中的冲击力就是压力机的压力。压力的大小随滑块下滑的位置不同，也就是随曲柄旋转的角度不同而不同，如图1.2.4中曲线Ｉ所示。压力机的公称压力----我国规定滑块下滑到距下极点某一特定的距离Sp（此距离称为公称压力行程，随压力机不同此距离也不同，如JC23-40规定为7mm,JA31-400规定为13mm，一般约为（0.05～0

6、.07）滑块行程）或曲柄旋转到距下极点某一特定角度α（此角度称为公称压力角，随压力机不同公称压力角也不相同）时，所产生的冲击力称为压力机的公称压力。公称压力的大小，表示压力机本身能够承受冲击的大小。压力机的强度和刚性就是按公称压力进行设计的。15压力机的公称压力与实际所需冲压力的关系----冲压工序中冲压力的大小也是随凸模（或压力机滑块）的行程而变化的。在图1.2.4中曲线2、3分别表示冲裁、拉深的实际冲压力曲线。从图中可以看出两种实际冲压力曲线不同步，与压力机许用压力曲线也不同步。在冲压过程中，凸模在任何位置所需的冲压力应小于压力机在该位置所发出的冲

7、压力。图中，最大拉深力虽然小于压力机的最大公称压力，但大于曲柄旋转到最大拉深力位置时压力机所发出的冲压力，也就是拉深冲压力曲线不在压力机许用压力曲线范围内。故应选用比图中曲线1所示压力更大吨位的压力机。因此为保证冲压力足够，一般冲裁、弯曲时压力机的吨位应比计算的冲压力大30%左右。拉深时压力机吨位应比计算出的拉深力大60%～100%。(７）电动机功率的选择必须保证压力机的电动机功率大于冲压时所需要的功率。常用压力机的技术参数可查阅有关手册。模具安装在压力机上安装与调整模具，是一件很重要的工作，它将直接影响制件质量和安全生产。因此，安装和调整冲模不但要熟

8、悉压力机和模具的结构性能，而且要严格执行安全操作制度。模具安装的一般注意事项----检查压力机