冷沖壓工藝與模具設計經(jīng)典課件--第1章

1、第1章 冷沖壓基礎,本章內容：沖壓基本工序、沖壓術語、沖模標準和塑性變形基本知識；常見沖壓設備及工作原理、選用原則；沖壓成形基本原理和規(guī)律；常見沖壓材料等 。,1,第1章 冷沖壓基礎,學習目的與要求： 1.掌握沖壓和沖模概念、沖壓工序和沖模分類； 2 .了解常用沖模術語以及沖模標準； 3.掌握屈服準則、塑性變形時應力應變關系、體積不變條件、硬化規(guī)律、卸載彈性恢復規(guī)律和反載軟化現(xiàn)象、最小阻力定律等沖壓成形基本規(guī)律；

2、 4.了解沖壓成形性能與機械性能關系，認識常見沖壓材料； 5.認識常見沖壓設備，掌握選用原則等。,2,第1章 冷沖壓基礎,重點： 沖壓成形基本概念、沖壓設備及選用、沖壓成形基本規(guī)律及應用、沖壓成形性能與機械性能關系、 沖模術語和標準。難點： 沖壓成形基本規(guī)律、沖壓成形性能與機械性能關系。,3,第1章 冷沖壓基礎,1.1 冷沖壓基本工序與冷沖模 1.1.1 冷沖壓基本工序

3、 根據(jù)材料的變形特點分：分離工序、成形工序。 分離工序：指該道沖壓工序完成后，材料變形部分的應力達到了該材料破壞應力σb的 數(shù)值，造成材料斷裂而分離。如沖孔、落料、切斷、切邊等工序。,4,第1章 冷沖壓基礎,變形工序： 指該道沖壓工序完成后，材料變形部分的應力超過了該材料屈服應力σs的數(shù)值但未達到破壞應力σb的數(shù)值，從而使材料產(chǎn)生塑性變形，并且改變了材料原有的形狀和尺寸。如彎曲、拉深、翻邊、脹形等工序。,5

4、,第1章 冷沖壓基礎,1.1.2 冷沖模 1 .沖模術語：重點介紹常用術語。2 .沖模分類：（1）根據(jù)工藝性質分類：沖裁模、彎曲模、拉深摸、成形模等。（2）根據(jù)工序組合程度分類：單工序模、復合模、級進模,6,單工序模；復合模；級進模 ；自動模 ；精沖模 ；模架；工作零件 ；凸模 ；凹模 ；凸凹模鑲件 ；拼塊 ；定位零件；定位銷；定位板；擋料銷； 導正銷；導料板；定距側刃；側刃擋塊；止退鍵；始用擋料銷；打桿；廢料切斷

5、刀； 彈頂器；導向零件；導柱；導套；上模座；下模座；墊板；模柄；浮動模柄；斜楔；滑塊；沖模壽命；送料方向等。,第1章 冷沖壓基礎,1 .沖模術語,7,第1章 冷沖壓基礎,2 .沖模零件分類工藝零件：該類零件直接參與完成沖壓工藝過程并和坯料直接發(fā)生作用。包括工作零件(凸模、凹 模、凸凹模)，定位零件(擋料銷和導正銷、導料板、定位銷和定位板、側壓板、側刃)，壓料、卸 料及出件零部件(卸料板、壓邊圈、頂件器、推件器)。 結構

6、零件：該類零件不直接參與完成沖壓工藝過程，也不和坯料直接發(fā)生作用，只是對模具完成工 藝過程起保證作用和對模具的功能起完善作用。包括導向零件(導柱、導套、導板、導筒)，固 定零件(上模座、下模座、模柄、凸模固定板、凹模固定板、墊板、限位固定裝置)，緊固件以及其他零件(螺釘、銷釘、鍵、斜楔、滑塊等)。,8,第1章 冷沖壓基礎,1.1.3 模具標準化 1 .意義2 .體系3 .沖模標準,9,1 . 2 金屬塑性變形基本知識,1

7、.2.1 主應力與主應變 應力：內力在物體截面上分布的密集程度即稱為應力，應力又可分為正應力和切 應力，分別用σ和τ來表示。應變：物體內部微小平行六面體的變形稱為應變。點的應力狀態(tài)：是指坯料內每一點的應力狀況，即該點上所作用的應力的大小、數(shù)目與方向 。點的應變狀態(tài)：點的應變狀態(tài)通過單元體的變形來表示；應變是變形體由應力引起的。,第1章 冷沖壓基礎,10,點的主應力狀態(tài),主應力圖,主應變圖,第1章 冷沖壓基礎,11,1

8、.2.2 塑性與變形抗力 塑性： 表示材料塑性變形能力。它是指固體材料在外力作用下發(fā)生永久變形而不破壞其完整性能力。 塑性指標： 衡量金屬塑性高低的參數(shù)。常用塑性指標為延伸率δ和斷面收縮率ψ。,第1章 冷沖壓基礎,12,1.2.2 塑性變形的影響因素 1.變形溫度對塑性變形的影響 2.變形速度對金屬塑性的影響3.應力狀態(tài)對塑性變形的影響,第1章 冷沖壓基礎,13,主應力對金屬塑性影響排序,第1章

9、 冷沖壓基礎,14,1.2.3 超塑性成形 超塑性：在特定的條件下，拉伸金屬試樣時，其變形抗力大大地降低，而伸長率超過100%。 方式：1.細晶超塑性 2.相變超塑性,第1章 冷沖壓基礎,15,1.2.4 金屬塑性變形基本規(guī)律彈塑性變形共存規(guī)律 ： 金屬塑性變形階段必然同時伴隨有彈性變形 。真實應力 -應變曲線（硬化曲線）：表示硬化規(guī)律。這種變化規(guī)律可近似用指數(shù)曲線表示。

10、 σ=Aεn,第1章 冷沖壓基礎,16,真實應力-應變曲線,室溫下幾種金屬的真實應力-應變曲線,第1章 冷沖壓基礎,17,1.2.4 金屬塑性變形基本規(guī)律兩個屈服準則： 1.屈雷斯加屈服準則 2.密席斯屈服準則,第1章 冷沖壓基礎,18,1.2.4 金屬塑性變形基本規(guī)律塑性變形應力應變關系： 1.塑性變形時體積不變規(guī)律 ε1+ε2+ε3 = 0

11、2.反載軟化現(xiàn)象：卸載后反向加載(比如先拉伸后壓縮)，彈性模數(shù)E沒有變化;但反向加載時，材料的屈服點有所降低，我們稱這種現(xiàn)象為反載軟化現(xiàn)象。,第1章 冷沖壓基礎,19,1.2.4 金屬塑性變形基本規(guī)律 塑性變形應力應變關系： 3.塑性變形全量理論及應用,,伸長類變形及破壞形式壓縮類變形及破壞形式,第1章 冷沖壓基礎,20,1.2.5 變形趨向性及控制 最小阻力定律：變形體的各質點總是沿著其最小的阻

12、力方向移動，稱此為最小阻力定律。 弱區(qū)先變形，變形區(qū)為弱區(qū),,第1章 冷沖壓基礎,21,1.2.5 變形趨向性及控制,,第1章 冷沖壓基礎,22,,鋼球活座套的沖壓工藝實例,第1章 冷沖壓基礎,23,,1.3.1 冷沖壓材料的基本要求 對沖壓成形性能的要求 對表面質量的要求 對材料厚度公差的要求 1.3.2 常用沖壓材料 黑色金屬、有色金屬、非金屬材料,第1

13、章 冷沖壓基礎,24,,1.3.3 板料沖壓成形性能指標1 均勻伸長率 與總伸長率2 屈強比 3 硬化指數(shù) 4 板厚方向性系數(shù) 5 板平面方向性 1.3.4 板料沖壓成形性能試驗方法和指標1 脹形成形性能試驗(又稱杯突試驗、愛利克辛試驗)2.拉深 -脹形成形性能試驗(又稱福井試驗、錐杯試驗),第1章 冷沖壓基礎,25,,拉伸試驗用試樣,拉伸曲線,第1章 冷沖壓基礎,26,,第1章 冷沖壓基礎

14、,27,,拉深件的凸耳,第1章 冷沖壓基礎,28,,本節(jié)內容最好結合生產(chǎn)及教學設備，進行現(xiàn)場教學。,第1章 冷沖壓基礎,29,,1.4.1 剪板機(剪床),平刃剪床,1—上刀片;2—板材;3—下刀片;4—工作臺;5—滑塊,第1章 冷沖壓基礎,30,,1.4.2 曲柄壓力機,1.組成2.分類3.規(guī)格型號及主參數(shù),第1章 冷沖壓基礎,31,,曲柄壓力機,第1章 冷沖壓基礎,32,,曲柄壓力機,第1章

15、 冷沖壓基礎,33,,1.4.3 摩擦壓力機,第1章 冷沖壓基礎,34,,摩擦壓力機傳動系統(tǒng)1-電機;2-傳送帶;3、5-摩擦盤;4-軸; 6-飛輪;7、10-連桿;8-螺母;9-螺桿; 11-擋塊;12-滑塊;13-手柄,第1章 冷沖壓基礎,35,,1.4.4 油壓機,第1章 冷沖壓基礎,36,1.4.5 壓力機的選用,第1章 冷沖壓基礎,37,,(三)模具的安裝一般次序：1.檢查臺面、閉合

16、高度、打料裝置等。 2.根據(jù)沖模的閉合高度調整壓力機滑塊的高度， 并分別固定上、下模部分。3. 試沖。,第1章 冷沖壓基礎,38,,壓力機許用壓力曲線：,沖裁、彎曲時壓力機的噸位應比計算的沖壓力大30%左右。,壓力機的許用壓力曲線1─壓力機許用壓力曲線;2─沖裁工藝沖裁力實際變化曲線;3─拉深工藝拉深力實際變化曲線,滑塊下滑到距下極點某一特定的距離Sp或曲柄旋轉到距下極點某一特定角度α時，所

17、產(chǎn)生的沖擊力稱為壓力機的公稱壓力。,實際沖壓力曲線與與壓力機許用壓力曲線不同步。,拉深時壓力機噸位應比計算出的拉深力大60%～100%。,公稱壓力：,第1章 冷沖壓基礎,39,,模具閉合高度與裝模高度的關系,指滑塊在下止點時，滑塊底面到工作臺上平面（即墊板下平面）之間的距離。,指壓力機的閉合高度減去墊板厚度的差值。,指沖模在最低工作位置時，上模座上平面至下模座下平面之間的距離。,Hmin-H１+10≤H≤Hmax-H１-5,壓力

18、機的閉合高度：,壓力機的裝模高度：,模具的閉合高度：,第1章 冷沖壓基礎,40,,數(shù)控沖床,第1章 冷沖壓基礎,41,,偏心壓力機傳動系統(tǒng)1-滑塊;2-連桿;3-制動裝置; 4-偏心軸;5-離合器;6-皮帶輪;7-電機;8-操縱機構,第1章 冷沖壓基礎,42,,曲軸壓力機傳動系統(tǒng)1-電機;2-皮帶輪;3、4-齒輪;5-離合器;6-連桿 7-滑塊,第1章 冷沖壓基礎,43,,常用冷沖壓設備的工作原理和特