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1、 材料成型与控制专业塑性加工工程学课程 塑性加工工程学 冲压成型理论 主讲人曹建刚 材料成型与控制专业课程 授课学时 4学时 课程任务 1 了解常见冲压工序的变形规律 2 认识冲压成形理论的构成 3 掌握拉伸失稳与压缩失稳理论 4 具备在冲压工艺编制 冲模设计 冲模制造中应用冲压理论的能力 课程情况总体简介 冲压成型基本理论 内容简介 本部分内容讲述 冲压成型基础冲压变形基本规律 塑性加工过程中的失稳 冲压成形成型过程中的硬化 学习目的与要求 1 掌握冲压和冲模概念 冲压工序和冲模分类 2 了解冲压基本理论的构成 3 了解常见的冲压变形规律 4 了解板冲压性能的基本参数 冲压成形性能 硬化规律
2、 卸载弹性恢复规律和反载软化现象 6 掌握冲压加工过程中的拉伸失稳与压缩失稳 冲压成型基本理论 冲压成形基本概念 冲压成形基本规律 冲压成形性能 冲压成型过程中的失稳 重点 难点 冲压成形基本规律 冲压成形性能 冲压成型过程中的失稳 冲压成型基本理论 第一节冲压成形概述 冲压 一 冲压与冲模概念 第一章冲压成型基础 1 基本概念 冲压加工是借助于冲压设备的动力 使板料在模具里进行变形 从而获得一定形状 尺寸和性能的产品零件的生产技术 冲压工艺 冲压加工中的具体方法或技术经验可称为冲压工艺 冲压 冲压生产场景 室温下压力机模具材料分离或塑性变形 第一章冲压成型基础 加工对象 主要金属板材 加工依
3、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 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 第一章冲压成型基础 第一章冲压成型基础 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 第一章冲压成型基础 2 冲压成形加工特点 冲压设备的行程次数为每分钟几十次 高速冲床每分钟达数百次 千次以上低耗 高效 低成本
4、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 第一章冲压成型基础 冲压加工在国民经济各个领域中应用广泛宇航 航空 军工 机械 农机 电机 电子 信息 铁道 邮电 交通 化工 日用电器及轻工等 每个人的生活都直接与冲压产品发生联系飞机 火车 汽车 拖拉机 计算机 手表等上就有很多大 中 小型冲压件 第一章冲压成型基础 冲压加工是制造业中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 第一章冲压成型基础 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
5、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 第一章冲压成型基础 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 第一章冲压成型基础 1 冲模的分类 三 冲模 冲裁模 弯曲模 拉深模 成形模等 2 根据工序组合程度分类 单工序模 复合模 级进模 1 根据工艺性质分类 第一章冲压成型基础 2 冲模组成零件 冲模通常由上 下模两部分构成 组成模具的零件主要有两类 结构零件 工艺零件 直接参与工艺过程的完成并和坯料有直接接触 包括 工作零件 定位零件
6、 卸料与压料零件等 不直接参与完成工艺过程 也不和坯料有直接接触 只对模具完成工艺过程起保证作用 或对模具功能起完善作用 包括 导向零件 紧固零件 标准件及其它零件等 第一章冲压成型基础 四 冲模设计与制造的要求 冲模设计与制造流程图 第一章冲压成型基础 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 五 冲压技术现状与发展方向 第一章冲压成型基础 2 冲压技术发展方向 产品市场变化
7、技术发展 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 多品种 少批量 更新换代速度快 计算机技术 制造新技术 第一章冲压成型基础 1 冲压成形理论及冲压工艺加强理论研究 开展CAE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 2 冲压技术发展方向 第一章冲压成型基础 2 模具先进制造工艺及设备 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
8、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 第一章冲压成型基础 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 第一章冲压成型基础 在现代生产制造技术中 冲压加工占有很重要的地位 在20世纪60年代 美国用金属板料经冲压加工后就已创造出了相当于原材料价值12倍的增值 其所创造的总价值占到国
9、民生产总值的1 10 第一章冲压成型基础 经济发达国家的模具总产值已超过了机床的总产值日本 1982年模具总产值为86亿美元 同期机床总产值为78亿美元 1987年前者为124亿美元 后者为102亿美元 1991年前者为131亿美元 后者为120亿美元 其中冲压模具在所有模具 锻造模 压铸模 注塑模 中 无论从数量 套数 重量 吨位 或是从价值 金额 上都位居榜首 第一章冲压成型基础 冲模设计与制造场景 冲模设计 冲模制造 第一章冲压成型基础 多工位精密级进模 第一章冲压成型基础 冲压成形产品示例一 日常用品 第一章冲压成型基础 冲压成形产品示例二 高科技产品 汽车覆盖件 飞机蒙皮 第一章冲压成型基础 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 第一章冲压成型基础 五轴车铣中心 多轴联动 复合加工 五轴加工中心 第一章冲压成型基础 慢走丝线切割技术加工精度可达到 1 5 m 加工表面粗糙度Ra0 1 0 2 m 第一章冲压成型基础 精密坐标磨床 成型磨床 数控光学曲线磨床 精密磨削 微细加工技术 第一章冲压成型基础 3R装夹系统 统一工艺基准定位系统 应用 先进工艺装备技术 第一章冲压成型基础 三坐标数控测量 第一章冲压成型基础 第一章冲压成型基础 第一章冲压成型基础 第一章冲压成型基础
