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1、绪论一、冷冲压及其模具的一般概念（看实物，思考零件的加工方法，引出概念）1、冷冲压：指常温下，利用模具在压力机的作用下，对毛坯施压，使其产生塑性变形或分离，从而得到一定形状，尺寸和性能要求的零件的加工工艺。2、冷冲模：将板料加工成零件或半成品的一种特殊工艺装备。二、冷冲压加工优点及其在现代生产中的地位和作用1、优点：1）少、无切屑（如：牙膏壳）2）冲件精度高、尺寸稳定、互换性好3）表面质量好，重量轻4）生产率高，便于实现机械化、自动化2、地位和作用：“产品要发展，模具是关键”应用：电子仪器、仪表的小零件，汽车上的大零件金属板料或非金属板料三、冷冲模发展1、 国内：早在春秋战国时期，用于生产兵器
2、、盔甲等。但真正发展在解放后，可分为三个阶段：五十年代：单工序模六十年代：多工序模，有了成型磨削、电加工等七十年代：多工序复杂的模具，向“三高一简”发展八十年代中后期：CAD/CAM制作模具九十年代：CAD/CAM制作模具得到推广与应用2、国外：模具生产已从辅助生产向着商品化生产发展，70年代就开始采用CAD/CAM技术，从48年开始采用数控机床加工，模具结构相当于小型精密机床。2、 发展趋势1 ）工艺分析计算方法现代化2 ）模具设计制造技术现代化3 ）冲压生产机械化和自动化4 ）采用新工艺新技术5 ）改进板料的冲压性能总之：高精度,A、大批量生产向高效率I采用CAD/CAM技术高寿命采用硬质
3、合金材料制作B、小批量多品种生产向精易模具发展C、标准化、专业化生产四、本课程学习内容、特点及基本要求1、内容：冲压工艺设计1冲压模具设计2、特点：应充分应用已学过的知识，如制图、金属工艺学、机制基础、模具加工机床、公差等专业基础课，且与模具制造工艺学有着密切的关系，特点：理论性实践性都较强，应多参加实践。3、基本要求：1）合理制定冲压工艺方案2）掌握冲模的设计与计算方法，试运用有关资料，设计出中等复杂模具，对复杂模具的结构有一定的分析能力。3）能正确选用冲压设备，能采用提高模具寿命的有效措施。五、本课程主要参考资料模具设计与制造简明手册（冯柄尧等编、上海科技出版社出版）冷冲模具设计与制造技术
4、（陈炎嗣、邹景仪主编北京出版社出版）冷冲工艺及模具设计（湖南科技出版社出版）第1章冲压模具成形基础本章主要介绍冲压的一些基本知识，通过本章学习，着重明确冲压工序分类的基本方法，金属塑性变形的基本概念，熟悉常用冲压材料与设备。1-1冲压工序分类一、按材料的变形性质分：1、 变形工序：外力使材料变形部分的相当应力（TV在bs-bb内，稳定改变其形状与尺寸的工序。2、分离工序：当外力使材料变形部分erverb时二、按基本变形方式分：1 、冲裁：即分离工序，最常用的有：落料、冲孔等（见实物）。2、弯曲：将板料压成一定的形状或角度：如压弯等（见实物）。3、引伸：将平板-开口空心件（见实物）。4、成形：局
5、部塑性变形，如翻边等（见实物）。5、立体冲压：使一定体积材料重新分配，如冷挤等（见实物）。表1-1为常见冲压工序（按表讲解）1-2冲压成形的基本理论一、金属塑性变形的概念（一）金属的塑性与塑性变形1、塑性：指固体材料在外力作用下发生永久性变形，但不破坏其完整性的能力。塑性与材料本身性质、变形条件有关如：铅，一般情况下变形时，塑性好，受三向等拉应力作用时，脆性破坏。又如：大理石，一般情况下变形时，毫无塑性，三向压应力作用时，会产生一定塑变。2、塑性变形：作用于物体的外力卸载后，物体不能完全恢复自己的原始形状和尺寸，这样的变形塑性变形。（二）金属塑性变形对组织和性能的影响：1、晶粒形状和方位的改变
6、晶粒拉长-纤维-变形抗力-各向异性2、产生了内应力：晶粒之间、晶粒内部造成一些相平衡的内应力，即所谓附加应力，变形终止后，应力将遗留在金属中残余应力金属开裂和变形的内应力。3、晶内和晶间的局部破坏：晶内破坏：由滑移层的局部碎裂造成晶间破坏：由晶粒界面面积的改变以及晶间变形，破坏晶粒界面由于破坏晶体中造成了许多的空隙金属物理机械性质发生变化。4、产生了加工硬化：见图1-9变形一一温度指标（HB、bS）T和塑性指标（8、p）J继续变形的抗力增大的现象加工硬化（三）影响金属塑性变形的因素：1、金属的成分和组织结构：组成金属元素可塑性T,滑移系统数量T,机械性能越一致，晶界强度Tf可塑性T。2、变形时
7、应力状态：拉应力成份J,压应力成份T,可塑性T3、变形温度：一般，TT塑性T,但应注意避免兰脆区、红脆区。4、变形速度一方面：变形速度T,金属变形易产生挛动，-滑移和脆区动的临界剪应力和破坏极限应力，fpTf可塑性J。另一方面：变形速度T-TT-塑性得到改善二、塑性变形时的应力应变；（一）应力及主应力状态图：内力：外力作用于金属，使金属发生塑性变形时产生的与作用、反作用力摩擦力相互平衡的力应力：内力的强度，理解为一极小面积的内力与该面积比值的极限。在金属的塑性变形中，力以不同方向作用于金属一一复杂应力状态为了便于研究变形体内各点的应力状态，在变形体内取出一个无穷小的六面体素，并以此微体的应力状
8、态来代表总的应力状态在材力学习中，我们知道，存在三个互相，面，在其平面上只有正应力，而无剪应力，如图示。名词：主平面一一剪应力为零的平面主轴与主平面，的各条轴线主应力一一作用在主平面上的正压力。主应力状态一一以主应力表示的应力状态。主应力状态图一一表示主应力与方向的图形。可能有的主应力图为：（九种）（二）应变及主应变状态图：应变：微小六面体素的变形。主应变：沿主轴方向的法向应变主应变状态图：表示微体三个主轴方向的应变及方向的图。可能的应变图：（三种）应变的表示方法：（1）绝对主应变：公差h=h-Hb=b-BL=l-L（2）相对主应变：相对尺寸变化量（3）实际主应变：以某一瞬间的微量变化与该瞬间
9、实际尺寸的比值的积分表示。结论：（1）塑变时，只有形状改变无体积变化即：1+2+3=0（2）必有一个主应变与其它两个主应变符号相反（3）已知：e1、e2必知31-3冲压用材料一、材料冲压的冲压成形性能：1、 具有良好的冲压性能：指材料对各种冲压加工方法的适应能力。材料冲压性能指标与：材料硬度、刚度、塑性、各向异性等密切相关。如屈强比J、弹性模数3塑性指数3厚向异性指数（宽厚应变比）T,板料平面各向异性指数J等有利冲压塑变。2、具有较高的表面质量表面要求：光滑、无氧化层、无裂纹、划伤等。我国对优质碳素钢、合金结构钢板按GB710-88规定： 1-特高级表面质量分为22-高级卜精整表面3-较高级工
10、4-普通级每组按拉伸级别分Z-最深拉深JS-深拉深P-普通拉深3、材料厚度公差应4合国标：按GB708-88规定厂（A）高级 （B）较高级匚（C）普通级冲压工艺与图纸上的标记举例如下：例：08钢，厚：2mm,较高精度、高级的精整表面，深拉深钢板。B-2-GB708T8表示：钢板：08；SGB5213T8二、板料冲压性能及试验方法简介：1、间接试验法：拉伸试验：常用J剪切试验硬度试验L金相检查以上方法材力及材料工艺学中均已学过，不同的是采用板料作试验，而不是用棒料。2、直接试验：I1）弯曲试验：用于t2,看往复弯曲次数。2）胀形试验：测量发生裂纹时，凸模的压入深度（杯突试验）。3）引伸性能试验：
11、用不同直径毛坯，破裂时K值，K值越大，性能越好。三、冲压常用材料：普通碳素钢板：Q235A、Q255A1r黑色金属，优质结构钢板：08、10、15金属I合金结构钢板：65Mn黄铜钢板：H62、H68有色金属紫铜：T1、T2、T3铝板及其合金2h3）行程次数：考虑：生产率1允许变形速度4）工作台面：长宽模具底座5070mm孔漏件或弹顶器装模5。闭合高度：指滑块在下死点位置时，滑块下端面到工作台面的距离。若其值减去垫板一一高度（Hmax-H1）-5H（Hmin-H1）+106）电动机功率：对大型件或深引伸时，应校核。表1-4为国产压力机主要技术参数。小结：本章重点讲解了冲压工序分类及其特点、板料的
12、冲压性能，常用冲压材料；常用冷冲压设备的原理、特点以及选用；同学们应熟练掌握。还介绍了板料冲压性能的试验与鉴定的几种方法。对于“冲压工序分类及其特点”主要掌握“变形工序、分离工序”及常用的“冲裁、弯曲、弓I伸”等基本工序。第2章冲裁工艺及冲裁模设计本章讨论的“冲裁”是冲压工艺中最常见也是最基本的工序，是本课程的重点内容，详讲。2-1冲裁变形过程分析提出问题：冲件的断面是否光亮？（看实物、讨论）一、冲裁变形过程（见挂图及课件）（三个阶段）1、弹性变形阶段：凸模下降，由于Z存在，表面产生拉伸应力和压缩应力，产生弹性压缩与弯曲，此时bV（TS,若凸模上升，恢复原形。2、塑性变形阶段：凸模继续下降，当bsbvbb刃口侧面材料产生微裂纹，
