第一章 冷冲压成形工艺概论.ppt
第一章 冷冲压成形工艺概论,一、冷冲压工艺概述,1、冷冲压工艺基本概念,冷冲压工艺是靠模具与冲压设备完成的加工过程。,冷冲压是建立在金属塑性变形的基础上，在常温下利用冲模和冲压设备对材料施加压力，使材料产生塑性变形或分离，从而获得一定形状、尺寸、和性能的工件。,冷冲压的工艺特点：,在常温下加工，金属板料必须具有足够的塑性和较低的变形抗力。金属板料经冷变形强化，并获得一定的几何形状后，结构轻巧，强度和刚度较高。冲压件尺寸精度高，质量稳定，互换性好，一般不需机械加工即可作零件使用。冲压生产操作简单，生产率高，便于实现机械化和自动化。可以冲压形状复杂的零件，废料少。冲压模具结构复杂，精度要求高，制造费用高，只适用于大批量生产。,2、冲压工序分类,分离工序和塑性成形工序,使坯料的一部分与另一部分分离的工序,分离工序,冲孔和落料、修整、切断、精密冲裁、切口,（1）冲孔和落料（冲裁）,冲孔是在板料上冲出孔洞,落料是得到与孔洞同样形状的板料,（2）修整,利用修整模沿冲裁件的外缘或内孔，切去一薄层金属，以除去塌角、剪裂带和毛刺，提高尺寸精度和降低表面粗糙度。,指用剪刃或冲模将板料沿不封闭轮廓进行分离的工序。剪刃安装在剪床上，把大板料剪成条料或平板零件。,（3）切断,（4）精密冲裁,（5）切口,用压边圈使板料冲裁区处于静压作用下，抑制剪裂纹的发生，实现塑性变形分离的冲裁方法。目前已大规模采用。,将材料沿不封闭的曲线部分地分离开，其分离部分的材料发生弯曲的冲压方法。,塑性成形工序,（1）拉深,使坯料的一部分相对于另一部分产生相对位移而不破裂的工序,拉伸、弯曲、翻边、成形等,是使平面板料变为开口的中空形状零件的冲压工序，又称拉延。,（2）弯曲,弯曲是将平直板料弯成一定角度和圆弧的工序。,弯曲时应使实际弯曲半径大于材料允许的最小半径，并使拉应力方向和锻造流线方向一致。,（3）翻边,使平板坯料上的孔（外圆）获得内、外凸缘的变形工步。,翻 边,二、模具分类及结构,冲压工序,组合程度,模具,落料模、冲孔模、切断模切边模、切断模、拉伸模翻边模等,导向装置,简单模、级进模、复合模,无导向模、导板导向模、导柱导向模、导套导向模,1、模具分类,1、模具结构,(1)冲裁模,冲裁模部件的分类与功能,(2)弯曲模,工作部件,定位部件,卸料压料部件,导向部件,支撑部件,连接部件,(3)拉伸模,工作部件,定位部件,卸料压料部件,导向部件,支撑部件,连接部件,三、冷冲压工艺常用材料,1、冲压常用材料,材料的特性,金属材料、非金属材料,分离与成形工序,分离工序,材料的形式,板材、带材,2、冲压材料的要求,材料的尺寸精度材料的表面质量材料的冷冲压加工性,冲剪性、成形性、定型性,3、新型冲压材料的展望,高强度钢板 屈服点高、抗拉强度高固溶、析出、结晶、组织、时效（添加合金成分和热处理工艺）、加工强化等。减轻冲压件的重量，节省能源和降低冲压产品成本耐腐蚀钢板 抗腐蚀双相钢板涂层板复合板材,图1.2.5单向拉应力应变曲线,1）材料在A点屈服后，应力应变不再是线 性关系，继续加载，沿ABC线变化；2）C点卸载时应力应变关系沿CD线变化3）卸载后再加载，应力应变关系沿DC线 上升，与初始加载时OABC路线不同，所以是不可逆的。,4、冷冲压工艺中模具常用材料,（1）选材原则,首先保证使用性能，兼顾工艺性和经济性,（2）模具选材时应考虑的因素,模具的工作条件模具的工作性质模具结构因素模具的加工手段热处理要求,（3）模具材料常见缺陷,模具材料的质量问题,非金属夹杂物、碳化物偏析、中心疏松或白点,模具制造过程中的质量问题,模具毛坯成形方式、模具加工方式、热处理,（4）常见模具材料,冷作模具钢的选用举例,四、冲压设备,1、压力机的分类和型号,压力机的结构形式,开式压力机,JF系列开式压力机,闭式压力机,双柱压力机,单柱压力机,可倾式压力机,固定台压力机,活动台压力机,单点压力机,双点压力机,四点压力机,双动压力机,单动压力机,2 常用压力机的结构形式,曲柄压力机组成,传动系统工作机构操作系统支撑系统辅助系统,传动系统,工作机构,操作系统支撑系统辅助系统,离合器、制动器、电气控制装置,床身、工作台等,润滑系统、保护装置、气垫等,曲柄压力机技术参数,双动拉伸压力机组成,传动系统工作机构操作系统支撑系统辅助系统,双动拉伸压力机的工作特点,内外滑块的行程与运动相配合外滑块的压力可调内外滑块的速度相互协调,摩擦压力机,利用摩擦盘与飞轮之间的相互接触，传动动力，并根据螺杆和螺母的相互运动，使滑块产生上、下往复运动的锻压机械。,工艺适应性好结构简单制造使用成本低,液压压力机,工作行程长负荷稳定效率低,3 冲压设备的选择,压力机的类型、压力机的规格,类型的选择原则,中小型冲裁件、弯曲件或拉伸件应采用开式机械压力机大中型冲裁件多采用闭式机械压力机小批量厚板件多采用液压压力机小批量薄板件多采用摩擦压力机大批量多采用高速压力机或多工位自动压力机,规格的选用原则,压力机的标称压力必须大于冲压工序所需压力压力机滑块行程应满足工件在高度上的所需尺寸压力机的行程次数应满足生产率和材料变形速度的要求压力机的闭合高度、工作台面尺寸、滑块尺寸、模柄尺寸等应满足模具的正确安装要求,
