1、單元一沖壓成型基礎(chǔ)任務(wù)一沖壓成形與沖壓模具概述一、沖壓成形1、沖壓沖壓：在室溫下，利用安裝在壓力機上的模具對被沖材料施加一定的壓力，使之產(chǎn)生分離和塑性變形，從而獲得所需要形狀和尺寸的零件（也稱制件）的一種加工方法。因為通常使用的材料為板料，故也常稱為板料沖壓。沖壓成形產(chǎn)品示例一一一日常用品：易拉罐、餐盤、墊圈等。沖壓成形產(chǎn)品示例二一一兵器產(chǎn)品：子彈殼等。沖壓成形產(chǎn)品示例三一一高科技產(chǎn)品：汽車覆蓋件、飛機蒙皮等。2、沖模沖壓模具：將材料加工成所需沖壓件的一種工藝裝備，稱為沖壓模具（俗稱沖模）3、沖壓生產(chǎn)的三要素：沖壓生產(chǎn)的三要素：合理的沖壓工藝、先進的模具、高效的沖壓設(shè)備4、沖壓模具分類按照工藝

2、性質(zhì)分類：沖裁模、彎曲模、拉深模、成形模按照工序組合程度分：單工序模、復(fù)合模、級進模和傳遞模根據(jù)產(chǎn)品加工方法分類：沖裁模具、彎曲模具、抽制模具、成型模具、壓縮模具。二、沖壓模具工作過程1、沖壓加工的特點(1)生產(chǎn)率高、操作簡單。高速沖床每分鐘可生產(chǎn)數(shù)百件、上千件。(2)一般無需進行切削加工，節(jié)約原料、節(jié)省能源。(3)沖壓件的尺寸公差由沖模來保證，產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定、互換性好。“一模一樣”(4)沖壓產(chǎn)品壁薄、量輕、剛度好，可以加工形狀復(fù)雜的小到鐘表、大到汽車縱梁、覆蓋件等。局限性：由于沖模制造是單件小批量生產(chǎn)，精度高，是技術(shù)密集型產(chǎn)品，制造成本高。因此，沖壓生產(chǎn)只適應(yīng)大批量生產(chǎn)。據(jù)不完全統(tǒng)計，沖壓件在

3、汽車、拖拉機行業(yè)中約占60%,在電子工業(yè)中約占85%,而在日用五金產(chǎn)品中占到約90%。如一輛新型轎車投產(chǎn)需配套2000副以上各類專用模具；一臺冰箱投產(chǎn)需配套350副以上各類專用模具.2、沖壓技術(shù)的發(fā)展趨勢(1)沖壓工藝方面為了提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本和擴大沖壓工藝的應(yīng)用范圍，研究(2)沖模設(shè)計與制造方面模具結(jié)構(gòu)與精度正朝著兩個方向發(fā)展一方面為了適用高速、自動、精密、安全等大批量自動化生產(chǎn)的需要，沖模正向高效、精密、長壽命、多工位、多功能方向發(fā)展。另一方面，為適用市場上產(chǎn)品更新?lián)Q代迅速的要求、各種快速成形方法和簡易經(jīng)濟沖模的設(shè)計與制造也得到迅速發(fā)展。模具設(shè)計與制造的現(xiàn)代化目前，最為突出的是

4、模具CAD/CAE/CAM。(3)沖壓設(shè)備及沖壓自動化方面（4）沖壓基本原理的研究三、沖壓加工基本工序1、冷沖壓概念冷沖壓是在室溫下，利用安裝在壓力機上的模具對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需沖件的一種壓力加工方法。冷沖壓加工實施條件：壓力機、模具、材料性能。冷沖壓加工的性質(zhì)：壓力加工。授課要點：比較壓力加工與切削加工；舉例說明冷沖壓加工的條件和性質(zhì)（例子為臉盆的生產(chǎn)）。2、冷沖壓加工的特點優(yōu)點：1）冷沖壓加工屬于少、無廢料加工，省能、低耗、高效所以沖件的成本低。2）質(zhì)量穩(wěn)定、互換性好。3）適于加工壁薄、重量輕、形狀復(fù)雜、表面質(zhì)量好、剛性好的零件。4）操作簡單、生產(chǎn)效率高，對

5、操作工人的技術(shù)要求低。缺點：1）生產(chǎn)環(huán)境差、噪音大、危險性高。2）生產(chǎn)零件精度較低，經(jīng)濟精度等級為IT11IT14。冷沖壓加工的應(yīng)用：應(yīng)用廣泛，但要求有一定的批量性。3、沖壓工序的分類分離工序：是指坯料在模具刃口作用下，沿一定的輪廓線分離而獲得沖件的加工方法。主要包括落料、沖孔、分離等。成形工序：是指坯料在模具壓力作用下，使坯料產(chǎn)生塑性變形，但不產(chǎn)生分離而獲得的具有一定形狀和尺寸的沖件的加工方法。主要有彎曲、拉深、翻邊等。4、模具的分類簡單模（單工序模）：在壓力機的一次行程中，只能完成一道沖壓工序的模具。單工序、單工位級進模（連續(xù)模）：在壓力機的一次行程中，在模具的不同工位上同時完成多道工序的

6、模具。多工序、多工位復(fù)合模：在壓力機的一次行程中，在模具的同一工位上同時完成多道工序的模具。多工序、單工位例：墊圈的生產(chǎn)使用簡單模生產(chǎn)，需要兩套模具一一落料模、沖孔模。使用級進模生產(chǎn)，需要一套模具一一在模具的第一個位置上沖孔，第二個位置上落料。使用復(fù)合模生產(chǎn)，需要一套模具一一在模具的同一個位置上同時完成落料和沖孔工序。任務(wù)二沖壓材料與沖壓設(shè)備材料首先應(yīng)具備使用性能，以保證產(chǎn)品的功用。此外，材料還應(yīng)具備適宜的工藝性能。一、沖壓材料1 .材料的機械性能從材料的工藝性能考慮，具有重要意義的是材料的塑性指標(biāo)。對于變形工序來說，塑性愈好，允許材料的變形程度愈大，材料的工藝性就愈好。對于分離工序來說，材料

7、應(yīng)具有適當(dāng)?shù)乃苄浴Ｋ苄赃^高，材料太軟，沖裁件的邊緣就易產(chǎn)生較多的毛刺，其尺寸也不易達到要求的精度，塑性過低，材料太硬太脆，模具壽命會受影響。2 .材料的化學(xué)成分一般來說，鋼的含碳最愈低，雜質(zhì)含量愈少，其塑性愈好，硬度也愈低。因此，沖壓材料廣泛采用低碳鋼和低合金鋼(含碳量低)。3 .材料的組織金屬材料的機械性能，不僅取決于其化學(xué)成分，而且取決于其組織結(jié)構(gòu)。一般來說，金屬的組織細(xì)，則塑性大，沖壓時對材料變形有利。但是，金屬的組織過細(xì)，又會使材料的強度和硬度增加。4 .材料的表面質(zhì)量材料的表面質(zhì)量，包括以下幾個方面：(1)材料的表面必須光潔平整，無劃痕，無雜質(zhì)，無氣孔和縮孔。(2)材料的斷面沒有分層

8、現(xiàn)象，沒有明顯的機械性能損傷。(3)材料表面無銹斑，無氧化皮及其他附著物。在沖壓過程中，表面質(zhì)最好的材料，可獲得表面光潔、質(zhì)盆較高的工件，并且在變形過程中不易破裂，不易損傷模具。5 .材料的厚度公差一定的沖模間隙，適于沖壓一定厚度的材料，如果用同一沖模間隙來沖壓厚度差異較大的材料，那么所得工件的質(zhì)量和精度就會降低，沖模也易損壞。尤其在拉延、翻邊及彎曲工序中，由于材料厚度不均，可能會導(dǎo)致廢品的產(chǎn)生。在大型工件整形時，甚至可以損壞壓力機。二、沖壓設(shè)備沖壓設(shè)備屬鍛壓機械。常見冷沖壓設(shè)備有機械壓力機(以Jxx表示其型號)和液壓機(以Yxx表示其型號)。1 、沖壓設(shè)備分類：2 ).機械壓力機按驅(qū)動滑塊機

9、構(gòu)的種類可分為曲柄式和摩擦式；3 ).按滑塊個數(shù)可分為單動和雙動；4 ).按床身結(jié)構(gòu)形式可分為開式(C型床身)和閉式(n型床身)；5 ).按自動化程度可分為普通壓力機和高速壓力機等。2、壓力機簡介機械壓力機：曲柄壓力機、摩擦壓力機等壓力機的分類J液壓機專用設(shè)備：折彎機、彎管機等3、壓力機類型的選擇(1)中、小型沖壓件選用開式機械壓力機；(2)大、中型沖壓件選用雙柱閉式機械壓力機；(3)導(dǎo)板模或要求導(dǎo)套不離開導(dǎo)柱的模具，選用偏心壓力機；形模等。(4)大量生產(chǎn)的沖壓件選用高速壓力機或多工位自動壓力機；(5)校平、整形和溫?zé)釘D壓工序選用摩擦壓力機；(6)薄板沖裁、精密沖裁選用剛度高的精密壓力機；(7

10、)大型、形狀復(fù)雜的拉深件選用雙動或三動壓力機；(8)小批量生產(chǎn)中的大型厚板件的成形工序，多采用液壓壓力機4、壓力機規(guī)格的選擇(1)公稱壓力壓力機滑塊下滑過程中的沖擊力就是壓力機的壓力。壓力的大小隨滑塊下滑的位置不同，也就是隨曲柄旋轉(zhuǎn)的角度不同而不同。壓力機的公稱壓力-我國規(guī)定滑塊下滑到距下極點某一特定的距離Sp?(此距離稱為公稱壓力行程，隨壓力機不同此距離也不同，如JC23-40規(guī)定為7mm,JA31-400規(guī)定為13mm一般名勺為(0.050.07?)滑塊行程)或曲柄旋轉(zhuǎn)到距下極點某一特定角度”(此角度稱為公稱壓力角，隨壓力機不同公稱壓力角也不相同)時，所產(chǎn)生的沖擊力稱為壓力機的公稱壓力。公

11、稱壓力的大小，表示壓力機本身能夠承受沖擊的大小。壓力機的強度和剛性就是按公稱壓力進行設(shè)計的。壓力機的公稱壓力與實際所需沖壓力的關(guān)系-沖壓工序中沖壓力的大小也是隨凸模(或壓力機滑塊)的行程而變化的。從圖中可以看出兩種實際沖壓力曲線不同步，與壓力機許用壓力曲線也不同步。在沖壓過程中，凸模在任何位置所需的沖壓力應(yīng)小于壓力機在該位置所發(fā)出的沖壓力。圖中，最大拉深力雖然小于壓力機的最大公稱壓力，但大于曲柄旋轉(zhuǎn)到最大拉深力位置時壓力機所發(fā)出的沖壓力，也就是拉深沖壓力曲線不在壓力機許用壓力曲線范圍內(nèi)。故應(yīng)選用比圖中曲線1所示壓力更大噸位的壓力機。因此為保證沖壓力足夠，一般沖裁、彎曲時壓力機的噸位應(yīng)比計算的沖

12、壓力大30姒右。拉深時壓力機噸位應(yīng)比計算出的拉深力大60%-100%滑塊行程長度是指曲柄旋轉(zhuǎn)一周滑塊所移動的距離，其值為曲柄半徑的兩倍。選擇壓力機時，滑塊行程長度應(yīng)保證毛坯能順利地放入模具和沖壓件能順利地從模具中取出。特別是成形拉深件和彎曲件應(yīng)使滑塊行程長度大于制件高度的2.53.0倍。(3)行程次數(shù)行程次數(shù)即滑塊每分鐘沖擊次數(shù)。應(yīng)根據(jù)材料的變形要求和生產(chǎn)率來考慮。(4)工作臺面尺寸工作臺面長、寬尺寸應(yīng)大于模具下模座尺寸，并每邊留出60100mm,以便于安裝固定模具用的螺栓、墊鐵和壓板。當(dāng)制件或廢料需下落時，工作臺面孔尺寸必須大于下落件的尺寸。對有彈頂裝置的模具，工作臺面孔尺寸還應(yīng)大于下彈頂裝

13、置的外形尺寸。（5）滑塊模柄孔尺寸模柄孔直徑要與模柄直徑相符，模柄孔的深度應(yīng)大于模柄的長度。（6）閉合高度壓力機的閉合高度-是指滑塊在下止點時，滑塊底面到工作臺上平面（即墊板下平面）之間的距離。壓力機的閉合高度可通過調(diào)節(jié)連桿長度在一定范圍內(nèi)變化。當(dāng)連桿調(diào)至最短（對偏心壓力機的行程應(yīng)調(diào)到最小），滑塊底面到工作臺上平面之間的距離，為壓力機的最大閉合高度；當(dāng)連桿調(diào)至最長（對偏心壓力機的行程應(yīng)調(diào)到最大），滑塊處于下止點，滑塊底面到工作臺上平面之間的距離，為壓力機的最小閉合高度。壓力機的裝模高度-指壓力機的閉合高度減去墊板厚度的差值。沒有墊板的壓力機，其裝模高度等于壓力機的閉合高度。模具的閉合高度是指沖

14、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。實驗一：沖壓設(shè)備與沖壓模認(rèn)知實驗?zāi)康呐c要求：1、了解沖壓設(shè)備，感受沖壓生產(chǎn)2、了解曲柄壓力機的結(jié)構(gòu)，工作原理，掌握沖壓生產(chǎn)安全知識及其他。3、了解沖壓模具分類及結(jié)構(gòu)特點。實驗用設(shè)備及其他：1、實驗設(shè)備冷沖機、拉伸機及1mnS的鋁帶。2、實驗工具級進模、落料模各一套，壓板、墊片一套。實驗內(nèi)容及步驟：1、沖壓設(shè)備認(rèn)知1）冷沖機結(jié)構(gòu)2）拉伸機結(jié)構(gòu)3）操作設(shè)備2、沖壓模認(rèn)知認(rèn)識沖裁模、拉伸模、彎曲模，觀察其結(jié)構(gòu)特點。3、教師評價總結(jié)4、清掃實驗室衛(wèi)生知識背景：一、沖壓加工安全操作規(guī)程1. 一般沖壓工安全操作規(guī)程(1)工作前應(yīng)穿戴好勞動護具。(2

15、)開車前應(yīng)詳細(xì)檢查機床各轉(zhuǎn)動部位安全裝置是否良好。主要緊固螺絲釘有無松動，模具有無裂紋，操作機構(gòu)、自動停止裝置、離合器、制動器是否正常，潤滑系統(tǒng)有無堵塞或缺油，并進行空車試驗，如有遲滯、連沖現(xiàn)象或其他故障要及時排除，禁止帶病作業(yè)。(3)安裝模具，必須將滑塊開到下死點，閉合高度必須正常，盡量避免偏心載荷，模具必須緊固，并通過試壓檢查。(4)使用的工具零件要清理干凈，沖壓引伸工具應(yīng)按規(guī)定使用(5)工作中注意力要集中，嚴(yán)禁將手和工具等物伸進危險區(qū)域內(nèi)，取放小工件要用專業(yè)的工具操作。(6)工作中沖床的轉(zhuǎn)動部位和模具不準(zhǔn)用錘打或手去擦。工件如沾在模具上及模具上有臟物及往沖具上注油時，必須用專業(yè)工具進行。

16、(7)發(fā)現(xiàn)沖床運轉(zhuǎn)或聲響異常(如連擊爆裂聲)應(yīng)停止送料，檢查原因，如系沖具有毛病或零件堵塞在模具內(nèi)需清理，或轉(zhuǎn)動部件松動，操縱裝置失靈等均應(yīng)停車檢修。(8)每次沖完一個工件時，手和腳必須離開按鈕或踏板，以防失誤操作，凡有腳踏板的沖床，須有腳踏板墊鐵，不操作或工作完畢時，一定要將墊鐵墊在閘板上。(9)如發(fā)現(xiàn)沖頭有自動落下，或有連沖現(xiàn)象時，應(yīng)立即停車檢查修理，決不準(zhǔn)帶病運行。(10)機床在運轉(zhuǎn)過程中，嚴(yán)禁到轉(zhuǎn)動部位檢查與修理，需到機床頂部工作時，必須停車關(guān)閉電源，下邊有人監(jiān)護才可進行。(11)兩人以上操作時，應(yīng)定人開車，要相互配合協(xié)調(diào)一致。(12)油壓沖床的各種儀表要保持正確靈敏。(13)大型曲軸

17、壓力機和油壓機等，上部安全欄桿和手扶梯子,必須保持完整牢靠，如有操作損壞及時修理。(14)工作完畢滑塊應(yīng)在落下位置，將模具落靠斷開電源(或水源)，并進行必要的清掃。2、折彎機安全操作規(guī)程1 .工作時要穿好工作服，扎緊袖口，戴好工作帽；嚴(yán)禁嬉戲打鬧，保持場地干凈整潔。2 .折彎機需潤滑部位要定期加油。3 .折彎前空轉(zhuǎn)運行檢查設(shè)備無異常后，方可進行操作。4 .安裝折彎模具時禁止開車。5 .正確選擇彎模具，上、下模緊固位置要正確，安裝上、下模操作時防止外傷。6 .折彎時不準(zhǔn)在上、下模之間堆放雜物和工量具。7 .多人操作時，要確認(rèn)主操作者，并由主操作者控制腳踏開關(guān)的使用，其他人員不得使用。8 .大型制

18、件折彎時，要防止板料上揚面?zhèn)恕? .正確選擇折彎壓力，偏載時壓力應(yīng)小于最大壓力的1/2。10 .最大折彎壓力折彎制件長度不得小于工作臺長度的1/311 .折彎機發(fā)生異常立即切斷電源，停止操作，通知有關(guān)人員及時排除故障。12 .完工后，切斷電源，清理工作場地。3、剪板機安全操作培訓(xùn)13 穿戴好安全防護用品，嚴(yán)禁戴手套，女工要戴工作帽。14 使用前要檢查機床各部是否正常，防護裝置是否完整齊全，刀刃是否爆裂，腳踏操作部分是否靈活，再開空車檢驗正常后才能開始剪料，嚴(yán)禁突然起動。15 禁止超長度和超厚度使用剪床，不得使用剪床剪切淬了火的鋼、高碳鋼、合金工具鋼、鑄鐵及脆性材料，以免損壞刀口及機件。16

19、開始工作前，將臺面的一切工具清除，以防發(fā)生意外。17 凡短于剪板上壓具的材料，不準(zhǔn)剪切。18 送料時要注意手指安全，特別是一張板料剪到末了時，不要將手指墊在板料下送料或?qū)⑹种杆腿肴锌凇?yán)禁兩人在同一剪床上同時剪兩件材料。剪床后不準(zhǔn)站人，接料19 校正材料時，不準(zhǔn)將手放在材料下面，同時必須注意使腳離開踏板開關(guān)，切勿誤碰發(fā)生危險。20 多人操作，應(yīng)由一個指揮。21 刀片的刃口必須保持銳利。切薄板時，刀片必須緊貼。上下刀片需要保持平行，刀片間的間隙不得大于板料厚度的三分之一。22 、經(jīng)常注意拉桿有無失靈現(xiàn)象，緊固螺釘有無松動。調(diào)整刀片（對刀）后，需要做用手板車的試驗和開空車檢驗，調(diào)整和清掃必須停車進

20、行。23 、工作完畢要立即切斷電源，擦拭機床，零件堆放整齊，工作場地清理干凈，認(rèn)真做好交接班工作。二、沖裁模的分類簡單模（單工序模）：在壓力機的一次行程中，只能完成一道沖壓工序的模具。單工序、單工位級進模（連續(xù)模）：在壓力機的一次行程中，在模具的不同工位上同時完成多道工序的模具。多工序、多工位復(fù)合模：在壓力機的一次行程中，在模具的同一工位上同時完成多道工序的模具。多工序、單工位單元二沖裁工藝與模具設(shè)計任務(wù)一沖裁變形過程分析及沖裁間隙一、沖裁變形過程沖裁工藝是指利用模具在壓力機上使板料產(chǎn)生分離的沖壓工藝。沖裁可直接沖出所需形狀的工件，也可為其他工序制備毛坯。沖裁時所使用的模具稱為沖裁模。工藝的種

21、類很多，常用的有落料、沖孔、切斷、切邊、切口等，其中落料和沖孔應(yīng)用最多。從板料上沖下所需形狀的工件（或毛坯）稱為落料；在口件（或毛坯）上沖出所需形狀的孔（沖去部分為廢料）稱為沖孔。沖裁的變形機理不同，沖裁工藝可以分為普通沖裁和精密沖裁兩大類。沖裁過程中，沖裁模的凸、凹模組成上、下刃口，在壓力機的作用下，凸模逐漸下降，接觸被沖壓材料并對其加壓，使材料發(fā)生變形直至產(chǎn)生分離。為了研究沖裁的變形機理，控制沖裁件的質(zhì)量，就需要分析沖裁時板料分離的實際過程。當(dāng)模具凸、凹模間隙正常時，板料的變形過程可分為三個階段1） .彈性變形階段當(dāng)凸模開始接觸板料并下壓時，凸、凹模刃口壓入材料中，刃口周圍的材料產(chǎn)生應(yīng)力集中，從而產(chǎn)生彈性壓縮、彎曲、拉伸等復(fù)雜變形。2） .塑性變形階段隨著凸模繼續(xù)壓入，材料的內(nèi)