1冲压技术基础资料.docx

1 冲压技术根底1.1 冲压成形与模具技术概述1.1.1 定义冲压—在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料 施加压力，使其产生分别或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法由于它主要用于加工板料零件，所以也叫板料冲压由于多数在冷态〔或室温〕下进展，所以又称冷冲压冷冲压工艺广泛应用于汽车、电器、仪器仪表、航空、航天以及各种民用轻工等行业，是现代工业生产的重要手段和进展方向冲压模具——在冲压加工中，将材料〔金属或非金属〕加工成零件〔或半成品〕的一种特别工艺装备，称为冲压模具〔冷冲压模具， 冷冲模〕冲压零件生产三要素——合理的冲压成形工艺、先进的模具、高效的冲压设备1.1.2 特点1） 冲压生产率高、材料利用率高如自动送料高速冲压 1500-2023次/分2） 生产的制件精度高、简单程度高、全都性高如电机定、转子3） 模具精度高、技术要求高、生产本钱高如电机定、转子复合模冲压成形加工必需具备相应的模具， 模具是技术密集型产品，其制造属单件小批量生产，只有在冲压零件生产批量大的状况下，冲压成形加工的优点才能充分表达适应场合：大批量生产1.1.3 冲压工序的分类依据材料的变形特点可将冷冲压工序分为：分别工序——是指坯料在冲压力作用下，变形局部的应力到达强度极限 σb 以后，使坯料发生断裂而产生分别。

分别工序主要有剪裁和冲裁成形工序——是指坯料在冲压力作用下，变形局部的应力到达屈服极限 σs，但未到达强度极限 σb，使坯料产生塑性变形，成为具有肯定外形、尺寸与精度制件的加工工序 成形工序主要有弯曲、拉深、翻边、旋压1.1.4 冲压模具冲压模具是冲压生产必不行少的工艺装备，冲压件的质量、生产效率以及生产 本钱等，与模具设计和制造有直接关系模具设计与制造技术水平的凹凸，是衡量一个国家产品制造水平凹凸的重要标志之一 ，在很大程度上打算着产品的质量、效益和产品的开发力量冲压模具的形式很多，一般可按以下几个主要特征分类1.1.4.1 依据工艺性质分类冲裁模——沿肯定的轮廓线使板料产生分别的模具如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等弯曲模——使材料毛坯沿着直线〔或弯曲线〕产生一定角度变形的模具拉深模——把板料毛坯制成开口空心件，或使空心件 进一步转变外形和尺寸的模具成形模——将毛坯或半成品工件按凸、凹模的外形直接复制成形，而材料本身仅产生局部塑性变形的模具如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等1.1.4.2 依据工序组合程度分类单工序模——在压力机的一次行程中，只完成一道冲 压工序的模具。

复合模——只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一工位上同时完成两道或以上冲压工序的模具级进模 ——在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工位，在压力机的一次行程中，在不同的工位上，完成两道或以上冲压工序的模具〔也称连续模〕1.1.4.3 依据材料的变形特点分类1.1.4.4 模具典型构造图 1.1.2 落料模图 1.1.2 是一副带导柱导套的落料模，由上、下模两局部构成上模由模柄 5、上模座 3、导套 2、凸模 10、垫板 8、固定板 7、卸料板 14 和螺钉、销钉等零件组成；下模由下模座 17、导柱 1、凹模 11、导料板 15、承料板 18 和螺钉、销钉等零件组成上模通过模柄 5 被安装在压力机滑块上，随滑块作上下往复运动，因此称为活动部分〔动模〕下模通过下模座被固定在压力机工作台上，所以又称为固定局部〔定模〕1.1.4.5 模具零件构成通常模具是由二类零件组成：工艺零件——这类零件直接参与工艺过程的完成并和坯料有直接接触包括有工作零件、定位零件、卸料与压料零件等构造零件——这类零件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。

包括有导向零件、紧固零件、标准件及其它零件等并不是全部的冲模都必需具备上述六种零件，尤其是单工序模但是工作零件和必要的固定零件等是不行缺少的1.1.5 模具设计与制造要求冲压技术工作包括冲压工艺设计、模具设计及冲模制 造三个方面尽管三者的内容不同，但三者之间都存在着相互关联、相互影响和相互依存的联系如图1.1.3 和表 1.1.4 所示应当指出，冷冲模设计与制造必需依据企业和产品生产批量的实际状况进展全面考虑，在保证产品质量的前提下，寻求最正确的技术经济性片面追求生产效率、模具精度和使用寿命必定导致本钱的增加，只顾降低本钱和缩短制造周期而无视模具精度和使用寿命必定导致质量的下降图 1.1.3 冲压产品的生产流程1.1.6 冲压现状与进展方向现代冲压产品呈现多品种、少批量，简单、大型、 周密，更换代速度快等特点，冲压模具向高效、周密、长寿命、大型化方向进展为适应市场变化，随着计算机技术和制造技术的快速进展，冲压模具设计与制造技 术正由手工设计、依靠人工阅历和常规机械加工技术向以计算机关心设计〔CAD〕、数控切削加工、数控电加工为核心的计算机关心设计与制造〔CAD/CAM〕技术转变1.1.6.1 冲压成形理论及冲压工艺加强冷冲压变形根底理论的争论，以供给更加准确、有用、便利的计算方法，正确地确定冲压工艺参数和模具工作局部的几何外形与尺寸，解决冷冲压变形中消灭的各种实际问题，进一步提高冲压件的质量。

争论和推广承受工艺，如精冲工艺、软模成形工艺、高能高速成形工艺、超塑性成形工艺以及其它高效率、经济成形工艺等，进一步提高冷冲压技术水平随着计算机技术的飞跃进展和塑性变形理论的进一步完善，近年来国内外已开头应用塑性成形过程的计算机模拟技术，利用有限元等数值分析方法模拟金属的塑性成形过程，通过分析数值技术结果，帮助设计人员实现优化设计1.1.6.2 模具先进制造工艺及设备模具制造技术现代化是模具工业进展的根底随着科学技术的进展，计算机技术、信 息技术、自动化技术等先进技术正不断向传统制造技术渗透、穿插、融合，对其实施改造， 形成先进制造技术模具先进制造技术的进展主要表达在如下方面：1〕高速铣削加工一般铣削加工承受低的进给速度和大的切削参数，而高速铣削加工则承受高的切削速度和小的切削参数，高速铣削加工相对于一般铣削加工具有如下特点：〔 1 〕 高效 高速铣削的主轴转速一般为 15000r/min～ 40000r/min， 最高可达100000r/min在切削钢时，其切削速度约为400m/min，比传统的铣削加工高5～10 倍；在加工模具型腔时与传统的加工方法(传统铣削、电火花成形加工等)相比其效率提高 4～5 倍。

2） 高精度 高速铣削加工精度一般为 10μm，有的精度还要高3） 高的外表质量 由于高速铣削时工件温升小〔约为 3°C〕，故外表没有变质层及微裂纹，热变形也小最好的外表粗糙度Ra 小于 1μm，削减了后续磨削及抛光工作量4） 可加工高硬材料 可铣削 50～54HRC 的钢材，铣削的最高硬度可达 60HRC高速加工在模具制造中正得到广泛应用，并逐步替代局部磨削加工和电加工2） 电火花铣削加工电火花铣削加工〔又称为电火花创成加工〕是电火花加工技术的重大进展，这是一种替代传统用成型电极加工模具型腔的技术像数 控铣削加工一样，电火花铣削加工承受高速旋转的杆状电极对工件进展二维或三维轮廓加 工，无需制造简单、昂贵的成型电极日本三菱公司最近推出的 EDSCAN8E 电火花创成加工机床，配置有电极损耗自动补偿系统、CAD/CAM 集成系统、自动测量系统和动态仿真系统，表达了当今电火花创成加工机床的水平3） 慢走丝线切割技术目前，数控慢走丝线切割技术进展水平已相当高，功能相当完善，自动化程度已到达无人看管运行的程度最大切割速度已达300mm2/min，加工精度可到达±1.5μm，加工外表粗糙度 Ra0.1～0.2μm。

直径 0.03～0.1mm 细丝线切割技术的开发，可实现凹凸模的一次切割完成，并可进展 0.04mm 的窄槽及半径0.02mm 内圆角的切割加工锥度切割技术已能进展 30°以上锥度的周密加工4） 磨削及抛光加工技术磨削及抛光加工由于精度高、外表质5量好、外表粗糙度值低等特点，在周密模具加工中广泛应用目前，周密模具制造广泛使用数控成形磨床、数控光学曲线磨床、数控连续轨迹座标磨床及自动抛光机等先进设备和技术〕数控测量产品构造的简单，必定导致模具零件外形的简单传统的几何检测手段已无法适应模具的生产现代模具制造已广泛使用三坐标数控测量机进展模具 零件的几何量的测量，模具加工过程的检测手段也取得了很大进展 三坐标数控测量机除了能高精度地测量简单曲面的数据外，其良好的温度补偿装置、牢靠的抗振保护力量、严 密的除尘措施以及简便的操作步骤，使得现场自动化检测成为可能模具先进制造技术的应用转变了传统制模技术模具质量依靠于人为因素，不易掌握的状况，使得模具质量依靠于物化因素，整体水平简洁掌握，模具再现力量强1.1.6.3 模具材料及热、表处理随着产品质量的提高，对模具质量和寿命要求越来越高提高模具质量和寿命最有效的方法就是开发和应用模具材料及热、表处理工艺,不断提高其使用性能,改善加工性能。

1) 模具材料冲压模具使用的材料属于冷作模具钢，是应用量大、使用面广、种类最多的模具钢主要性能要求为强度、韧性、耐磨性目前冷作模具钢的 进展趋势是在高合金钢 D2〔相当于我国 Cr12MoV〕性能根底上，分为两大分支：一种是降低含碳量和合金元素量，提高钢中碳化物分布均匀度，突出提高模具的韧性如美国钒 合金钢公司的 8CrMo2V2Si、日本大同特别钢公司的DC53(Cr8Mo2SiV)另一种是以提高耐磨性为主要目的，以适应高速、自动化、大批量生产而开发的粉末高速钢如德国的320CrVMo13 等2) 热处理、表处理工艺为了提高模具工作外表的耐磨性、硬度和耐蚀性，必需承受热、表处理技术，尤其是外表处理技术除人们生疏的镀硬 铬、氮化等外表硬化处理方法外，近年来模具外表性能强化技术进展很快，实际应用效果 很好其中，化学气相沉积〔CVD〕、物理气相沉积〔PVD〕以及盐浴渗金属〔TD〕的方法是几种进展较快，应用最广的外表涂覆硬化处理的技术它们对提高模具寿命和削减 模具昂贵材料的消耗，有着格外重要的意义1.1.6.4 模具 CAD/CAM 技术计算机技术、机械设计与制造技术的快速进展和有机结合，形成了 计算机关心设计与计算机关心制造〔CAD/CAM〕这一型技术。

CAD/CAM 是改造传统模具生产方式的关键技术，是一项高科技、高效益的系统工程，它以计算机软件的形式为用户供给一种有效的关心工具，使 工程技术人员能借助计算机对产品、模具构造、成形工艺、数控加工及本钱等进展设计和 优化模具 CAD/CAM 能显著缩短模具设计及制造周期、降低生产本钱、提高产品质量已成为人们的共识随着功能强大的专业软件和高效集成制造设备的消灭，以三维造型为根底、基于并 行工程〔CE〕的模具 CAD/CAM 技术正成为进展方向，它能实现面对制造和装配的设计，实现成形过程的模拟和数控加工过程的仿真，使设计、。