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1、本章课件 设计实例 冲压技术发展趋势 冲压知识简述 冲裁力、卸料力及推件力的计算 精密冲裁工艺与模具简介 冲裁工艺设计 冲裁件的排样 冲裁力和压力中心的计算 冲裁模工作部分的设计计算 冲裁模具间隙 冲裁变形分析 冲裁工艺及冲裁模设计,综述冲压知识简述关于冲压绪论： 冷冲压是一种金属加工方法，在金属塑性变形的基础上，利用模具和冲压设备对板料金属进行加工，以获得所需要的零件形状和尺寸. 冷冲压和切削加工比较，具有生产率高、加工成本低、材料利用率高、产品尺寸精度稳定、操作简单、容易实现机械化和自动化等一系列优点，特别适合于大量生产。 由于板料零件具有重量轻，有足够的强度和刚度，可以根据不同的用途，采
2、用不同的材料加工成各种形状尺寸的零件，以满足产品的需要。冷冲压工艺大致可分为分离工序与成形工序两大类分离工序工序名称简图特点及应用范围落料用冲模沿封闭轮廓曲线冲切，冲下部分是零件，用于制造各种形状的平板零件冲孔用冲模按封闭轮廓曲线冲切，冲下部分是废料切断用剪刀或冲模沿不封闭曲线切断，多用于加工形状简单的平板零件切边将成形零件的边缘修切整齐或切成一定形状剖边把冲压加工零件的半成品切开成为二个或数个零件，多用于不对称零件的成双或成组冲压成形之后成形工序工序名称简图特点及应用范围弯曲把板材沿直线弯成各种形状，可以加工形状极为复杂的零件卷圆把板材端部接近封闭的圆头，用于加工类似铰链的零件扭曲把冲裁后的
3、半成品扭转成一定角度拉深把板材毛坯成形制成各种空心的零件变薄拉深把拉深加工后的空心半成品进一步加工成为底部厚度大于侧壁厚度的零件翻孔在预先冲孔的板材上或未经冲孔德板材冲制成竖立的边缘翻边把板材半成品的边缘曲线或圆弧成形成竖立的边缘拉弯在拉力与弯矩共同作用下实现弯曲变形，可得精度较好的零件胀形在双向拉应力作用下实现的变形，可以成形各种空间曲面形状的零件起伏在板材毛坯或零件的表面上用局部成形的方法制成各种形状的突起与凹陷扩口在空心毛坯或管状毛坯的某个部位上使其径向尺寸扩大的变形方法缩口在空心毛坯或管状毛坯的某个部位上使其径向尺寸减小的变形方法旋压在旋转状态下用辊轮试毛坯逐步成形的方法校形为了提高已
4、成形零件的尺寸或获得小的圆角半径而采用的成形方法 1、冲压技术发展的特征 关键问题是破裂、起皱与回弹，涉及可成形性预估、成形方法的创新，以及成形过程的分析与控制。，纵观上世纪的发展历程可见： 冲压技术的发展涉及材料、能源、模具、设备等各方面。工艺方法的创新及其过程的科学分析与控制是技术发展的核心；模具技术是冲压技术发展的体现，是决定产品制造周期、成本、质量的重要因素。2、先进成形技术的发展 冲压技术的发展与材料和结构密切相关。（1）铝合金覆盖件等车身零件的冲压技术。国外已有实用的工艺及模具设计数据资料。 （2）多种厚度激光拼焊板坯的冲压技术。 （3）挤压管坯的内高压成形技术。 （4）复合板的成
5、形技术等。 以液体直接或间接作为半模或传感应介质的各种液压成形技术，属于半模成形或软模成形，有很多优点（已有近60年历史），是飞机钣金零件的主要制造方法。近十多年来在高压源及高压密封问题解决后，得以迅速发展，在汽车工业中获得重要应用。液压成形包括液压橡皮囊成形、充液拉深成形和内高压胀管成形。液压橡皮成形已从航空工业的传统应用扩大到汽车的复杂内外板件的成形，在100-140Mpa的压力下，成形质量很好，适用于试制和小批量生产。新兴的内高压成形技术已经实用化、工业化，生产发动机的支架、排气管、凸轮轴及框架件等，达到了很好的效率和效益。 预计液压成形、拼焊毛坯冲压成形及激光焊接装配将是未来汽车轻量化
6、的三项关键技术。 此外粘介质压力成形、磁脉冲成形，以及各种无模成形技术的研究也有很大进展，显现出越来越多的工艺柔性。 二，随着科学技术的不断进步和工业生产的发展，冷冲压技术也在不断革新和发展，主要表现在以下几个方面： （1）工艺分析计算方法的现代化。例如，生产汽车覆盖件的冲压工艺，传统方法系根据己有的设计 资料和设计者的经验，进行对比分析，确定工艺方案和有关参数，然后按设计实验模具，进行试冲，经过 反复实验和修改，才能转入批量生产。近几年来，国外已经开始采用有限变形的弹塑性的有限元法，对覆 盖件成型过程进行应力应变分析和计算模拟，以预测某一工艺方案对零件成型的可能性和将会发生的问题，将结果显示
7、在图形终端上，供设计人员进行修改和选择。这样，不仅可以节省昂贵的模具试验费用，缩短 新产品的试制周期。而且可以逐步建立一套能紧密结合生产实际的先进设计方法，既促进了冷冲压工艺的 发展，也将使塑性成型理论逐步达到对生产实际的指导作用。 （2）模具设计制造技术现代化。为了加快机电产品的更新换代，缩短工装设计、制造周期，许多先 进国家正大力发展计算机辅助设计和制造（CAD/CAM）的研究，并在生产中开始应用。模具CAD/CAM技术应 用得较早的领域是冷冲模。根据国外的经验，采用这一技术，一般可以提高模具设计制造效率的2-3倍， 使模具制造周期缩短1/2-2/3，发展这一技术的最终目的，要达到模具CA
8、D/CAM一体化，而模具图纸只是 作为检验模具使用。采用模具CAD/CAM后，还可提高模具质量，大大减少设计而制造人员的重复劳动，使设计者有可能把精力放在创新开发上。(3)冷冲压生产的机械化和自动化，为了满足大量生产的需要，冲压设备已由单工位低速压力机发 展到多工位高速压力机。一般中小型冷冲件，既可在多工位压力机上生产，也可以在高速压力机上采用多工位级进模加工，是冷冲压生产达到高度自动化。大型冲压件（如汽车覆盖件）可在 多工位压力机上利用自动送料、取件装置，进行机械化流水线生产，从而减轻劳动强度和提高劳动生产率 。（4）为了满足产品更新换代快和生产批量少的发展趋势，发展了一些新的成型工艺（如高
9、能成行和 旋压等）、简易模具（如软模和低熔点合金模等）、通用组合模具、数控冲压设备和冲压柔性制造系统 （FMS）等。这样，就使冷冲压生产既适合大量生产，也同样可以使用于小批量生产。 （5）不断改进板料性能，以提高其成形能力和使用效果。例如，研制高强度钢板，用来生产汽车覆盖件，以减轻零件重量和提高其结构强度。 冲压工艺学是一门实用性很强的课程。对初学者来说，应在学习这门课程以前，对冲压工艺在生产中的应用范围和特点，具有初步感性知识，才能在学习的时候联系实际，容易引起兴趣和加深理解。由于这门课程安排在塑性成形原理之后和冲压工艺课程设计之前，因此，要求学生能将塑性成形理论的分析方法，具体运用到各个冲
10、压工序的分析中去。并对板料在变形过程中的应力、应变分布及影响因素，有一个比较清晰的概念，为制定正确的工艺方案和设计合理的模具结构打下基础。通过本课程学习和课程设计，能初步掌握分析、制订工艺方案和冷冲模具的方法。第二章 冲压件工艺过程设计的内容及步骤不论冲压件的几何形状和尺寸大小如何,其生产过程一般都是从原材料剪切下料开始，经过各种冲压工序和其他必要的辅助工序（如退火，酸洗，表面处理等）加工出图纸所要求的零件。对于某些组合冲压件或精度要求较高的冲压件，还需要经过切削，焊接或铆接等加工，才能完成。冲压件工艺过程的制定和模具设计是冷冲压课程设计的主要内容。进行冲压设计就是根据已有的生产条件，综合考虑
11、影响生产过程顺利进行的各方面因素，合理安排零件的生产工序，最优地选用，确定各工艺参数的大小和变化范围，设计模具，选用设备等，以使零件的整个生产过程达到优质，高产，低耗，安全的目的。2.1 工艺过程设计的基本内容冲压工艺规程是模具设计的依据，而良好的模具结构设计，又是实现工艺过程的可靠保证，若冲压工艺有改动，往往会造成模具的返工，甚至报废。冲制同样的零件，通常可以采用几种不同方法。工艺过程设计的中心就是依据技术上先进，经济上合理，生产上高效，使用上安全可靠的原则，使零件的生产在保证符合零件的各项技术要求的前提下，达到最佳的技术效果和经济效益。冲压件工艺过程设计的主要内容和步骤是：一. 分析零件图
12、(冲压件图)产品零件图是分析和制定冲压工艺方案的重要依据，设计冲压工艺过程要从分析产品的零件图人手。分析零件图包括技术和经济两个方面：1. 冲压加工的经济性分析冲压加工方法是一种先进的工艺方法，因其生产率高，材料利用率高，操作简单等一系列优点而广泛使用。由于模具费用高，生产批量的大小对冲压加工的经济性起着决定性作用，批量越大，冲压加工的单件成本就越低，批量小时，冲压加工的优越性就不明显，这时采用其他方法制作该零件可能有更好的经济效果。例如在零件上加工孔，批量小时采用钻孔比冲孔要经济；有些旋转体零件，采用旋压比拉深会有更好的经济效果。所以，要根据冲压件的生产纲领，分析产品成本，阐明采用冲压生产可
13、以取得的经济效益。2. 冲压件的工艺性分析冲压件的工艺性是指该零件在冲压加工中的难易程度。在技术方面，主要分析该零件的形状特点，尺寸大小，精度要求和材料性能等因素是否符合冲压工艺的要求。良好的工艺性应保证材料消耗少，工序数目少，模具结构简单，且寿命长，产品质量稳定，操作简单，方便等。在一般情况下，对冲压件工艺性影响最大的是冲压件结构尺寸和精度要求，如果发现零件工艺性不好，则应在不影响产品使用要求的前提下，向设计部门提出修改意见，对零件图作出适合冲压工艺性的修改。另外，分析零件图还要明确冲压该零件的难点所在，对于零件图上的极限尺寸，设计基准以及变薄量，翘曲，回弹，毛刺大小和方向要求等要特别注意，
14、因为这些因素对所需工序的性质，数量和顺序的确定，对工件定位方法，模具制造精度和模具结构形式的选择，都有较大影响。二. 确定冲压件的总体工艺过程在综合方析，研究零件成形性的基础上，以材料的极限变形参数，各种变形性质的复合程度及趋向性，当前的生产条件和零件的产量质量要求为依据，提出各种可能的零件成形总体工艺方案。根据技术上可靠，经济上合理的原则对各种方案进行对比，分析，从而选出最佳工艺方案（包括成形工序和各辅助工序的性质，内容，复合程度，工序顺序等），并尽可能进行优化。1. 选择冲压基本工序剪裁，落料，冲孔，切边，弯曲，拉深，翻边等是常见的冲压工序，各工序有其不同的性质，特点和用途。有些可以从产品零件图上直观地看出冲压该零件所需工序的性质。例如平板件上的各种型孔只需要冲孔，落料或剪切工序；开口筒形件则需拉深工序。有些零件的工序性质，必须经过分析和计算才能确定。如图2-1 (a)和(b)分别为油封内夹圈和外夹圈冲压件，两个冲压件形状基本相同，只是直边高度和外径不同经分析计算，内夹圈可选用落料冲孔和翻边，共两道工序；而外夹圈选用落料，拉深，冲孔和翻边等四道工序来加工较为合理。图2-1 油封内夹圈和外夹圈的冲压工艺过程a) 油封内夹圈 b)油封外夹圈材料：08钢，厚度：0.8mm2. 确定冲压次数和冲压顺序冲压
