最新冷冲压工艺与模具设计经典课件第6章
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冷冲压工艺及模具设计(绪论)页PPT文档
板料冲压。冷冲压和板料冲压的涵义差
不多，而冷冲压的涵义要广泛些，包括 了立体冲压。
图0－l 冲压过程
绪论
1.基本概念（续）
加工对象：主要是金属板材 加工依据：板材冲压成形性能（主要是塑性） 加工设备：主要是压力机 加工工艺装备：冲压模具
冲压模具： 在冲压加工中，将材料加工成零件（或半成品）
的一种特殊工艺装备，称为冲压模具（俗称冲 模）。
绪论
冲压加工是制造业中最常用的一种材料成形加工方法。
冲压成形产品示例一——日常用品 冲压成形产品示例二——高科技产品
绪论
二、冲压工序的分类
根据材料的变形特点分：分离工序、成形工序
分离工序： 冲压成形时，变形材料内部的应力超过强度极限σ b，
使材料发生断裂而产生分离，从而成形零件。分离 工序主要有剪裁和冲裁等。
②模具标准化程度低； ③模具设计方法和手段、模具制造工艺及设备落后； ④模具专业化水平低。
所以，结果导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期
等方面与先进工业发达国家的模具相比差距相当大。
绪论
三、冲压技术现状与发展方向（续）
2.冲压技术发展方向 产品市场变化： 多品种、少批量，更新换代速度快
技术发展： 计算机技术、制造新技术
④材料利用率高，一般为70％－85％。
绪论
⑤生产率高，冲床冲一次一般可得 一个零件，而冲床一分钟的行程少 则几次，多则几百次。同时，毛坯 和零件形状规则，便于实现机械化 和自动化。
⑥冲压零件的质量主要靠冲模保证， 所以操作方便，要求的工人技术等 级不高，便于组织生产。
⑦在大量生产的条件下，产品的成本低。
绪论
1.基本概念（续）
冲
压 合理的冲压工艺 生
不多，而冷冲压的涵义要广泛些，包括 了立体冲压。
图0－l 冲压过程
绪论
1.基本概念（续）
加工对象：主要是金属板材 加工依据：板材冲压成形性能（主要是塑性） 加工设备：主要是压力机 加工工艺装备：冲压模具
冲压模具： 在冲压加工中，将材料加工成零件（或半成品）
的一种特殊工艺装备，称为冲压模具（俗称冲 模）。
绪论
冲压加工是制造业中最常用的一种材料成形加工方法。
冲压成形产品示例一——日常用品 冲压成形产品示例二——高科技产品
绪论
二、冲压工序的分类
根据材料的变形特点分：分离工序、成形工序
分离工序： 冲压成形时，变形材料内部的应力超过强度极限σ b，
使材料发生断裂而产生分离，从而成形零件。分离 工序主要有剪裁和冲裁等。
②模具标准化程度低； ③模具设计方法和手段、模具制造工艺及设备落后； ④模具专业化水平低。
所以，结果导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期
等方面与先进工业发达国家的模具相比差距相当大。
绪论
三、冲压技术现状与发展方向（续）
2.冲压技术发展方向 产品市场变化： 多品种、少批量，更新换代速度快
技术发展： 计算机技术、制造新技术
④材料利用率高，一般为70％－85％。
绪论
⑤生产率高，冲床冲一次一般可得 一个零件，而冲床一分钟的行程少 则几次，多则几百次。同时，毛坯 和零件形状规则，便于实现机械化 和自动化。
⑥冲压零件的质量主要靠冲模保证， 所以操作方便，要求的工人技术等 级不高，便于组织生产。
⑦在大量生产的条件下，产品的成本低。
绪论
1.基本概念（续）
冲
压 合理的冲压工艺 生
冷冲压工艺与模具设计教学课件
F KLt b
对在曲柄压力机上用薄料（t<1.5mm）对小 工件（面积 <2000mm2）压肋或压肋兼有校形工 序时的变形力按式计算。
F KAt2
K-系数，取0.7～1； L-加强肋长度（mm）； t-材料料厚（mm）； b —材料的抗拉强度（Mpa）； A-局部成形面积；
二、压凸包
D 4 dp
握胀形模的结构及工作原理。
教学要求： 掌握常见胀形模的工作过程，能够根据模具
设计手册，进行胀形模的设计。
胀形：利用模具使坯料局部塑性变形，材料变薄， 表面积增大的冲压方法。
5.1.1 胀形成形的特点和分类 外部材料不进入变形区，变形区材料受双向
拉应力，产生拉伸变形，材料变薄。
当坯料外径与成形直径的比值Ｄ/ｄ＞３时， 其成形完全依赖于直径为ｄ的圆周以内金属厚度 的变薄实现表面积的增大而成形。
（4）翻边力的计算
翻边力一般不大，非圆孔翻边力比圆孔翻边力小
圆柱形凸模：
F=1.1 (D-d0 )ts
圆锥形（球形）凸模：
F=1.2 tDms
(m=0.05～0.25)
5.2.2 外缘翻边 沿毛坯的曲边，使材料的拉伸或压缩，形成
高度不大的竖边。
1.分类 （1）外凸外缘翻边：属压缩类翻边，近似于局
课后思考
1、胀形的变形特点怎样？为什么采用胀形 工序加工的零件表面质量好？
2、什么叫胀形？胀形方法一般有哪几种？ 各有什么特点？
3、胀形模的主要结构特点是什么？
5.2 翻边
学习目标： 能够掌握翻边的概念、成形特点及分类，掌
握翻边模的结构及工作原理。
教学要求： 掌握常见翻边模的工作过程，能够根据模具
胀形和液压胀形。
《冷冲压工艺与模具设计》第6章冷挤压工艺与模具设计
/webnew/
6.3.1 冷挤压的应力与应变状态
/webnew/
6.3.2 冷挤压的变形程度
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6.3.2 冷挤压的变形程度
2. 冷挤压的极限变形程度 极限变形程度是指冷挤压时，在模具强度允许的条件下一次挤压所能达
(4) 冷挤压时材料在冷态下发生塑性变形，应选用组织致密和杂质少的材料，避免加工过程过多的 中间退火；冷挤压件一般都不进行精加工，所以必须选用精度高的坯料；在冷挤压加工前，毛坯常进行 软化退火和表面磷化等润滑处理。
(5) 冷挤压的适用范围广，既可挤压塑性良好的铜、铝等材料，又可挤压采用锻造等方法较难加工 的一些金属(因金属处于强烈的三向压应力状态，能充分提高金属坯料的塑性)；既可以生产截面形状简 单的管、棒等型材，又可生产截面极其复杂的或具有深孔、薄壁以及变截面的零件。
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第6章 冷挤压工艺与模具设计简介
案例导入： 下列各图所示零件的工作负荷很大，要求有极高的强度和韧
性，用切削工艺加工会将材料中的纤维组织切断，对材料的 强度和韧性有一定的影响，而且材料利用率较低，改用冷冲 压工艺加工，可以直接制造出高精度的零件或切削量很小的 零件毛坯，在材料的内部还能形成更高强度的纤维组织，大 大提高材料的综合性能，而且能够最大限度地节约原材料和 能源。冷冲压加工是一种少切削或无切削而使金属成形的塑 性加工工艺。
(1) 在冷态下挤压成形，挤压件质量好，精度高，表面粗糙度值小，一般尺寸精度可以达到 IT8~IT9，表面粗糙度可达Ra3.2~0.4μm；冷挤压后材料产生冷作硬化，零件内部的纤维组织连续， 基本沿零件外形分布而不被切断，零件的强度远高于原材料的强度；合理的冷挤压工艺还可使零件表面 形成压应力，从而提高疲劳强度；但冷挤压零件的塑性、冲击韧性变差，而且零件的残余应力大，容易 引起零件变形和耐腐蚀性的降低(产生应力腐蚀)。
6.3.1 冷挤压的应力与应变状态
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6.3.2 冷挤压的变形程度
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6.3.2 冷挤压的变形程度
2. 冷挤压的极限变形程度 极限变形程度是指冷挤压时，在模具强度允许的条件下一次挤压所能达
(4) 冷挤压时材料在冷态下发生塑性变形，应选用组织致密和杂质少的材料，避免加工过程过多的 中间退火；冷挤压件一般都不进行精加工，所以必须选用精度高的坯料；在冷挤压加工前，毛坯常进行 软化退火和表面磷化等润滑处理。
(5) 冷挤压的适用范围广，既可挤压塑性良好的铜、铝等材料，又可挤压采用锻造等方法较难加工 的一些金属(因金属处于强烈的三向压应力状态，能充分提高金属坯料的塑性)；既可以生产截面形状简 单的管、棒等型材，又可生产截面极其复杂的或具有深孔、薄壁以及变截面的零件。
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第6章 冷挤压工艺与模具设计简介
案例导入： 下列各图所示零件的工作负荷很大，要求有极高的强度和韧
性，用切削工艺加工会将材料中的纤维组织切断，对材料的 强度和韧性有一定的影响，而且材料利用率较低，改用冷冲 压工艺加工，可以直接制造出高精度的零件或切削量很小的 零件毛坯，在材料的内部还能形成更高强度的纤维组织，大 大提高材料的综合性能，而且能够最大限度地节约原材料和 能源。冷冲压加工是一种少切削或无切削而使金属成形的塑 性加工工艺。
(1) 在冷态下挤压成形，挤压件质量好，精度高，表面粗糙度值小，一般尺寸精度可以达到 IT8~IT9，表面粗糙度可达Ra3.2~0.4μm；冷挤压后材料产生冷作硬化，零件内部的纤维组织连续， 基本沿零件外形分布而不被切断，零件的强度远高于原材料的强度；合理的冷挤压工艺还可使零件表面 形成压应力，从而提高疲劳强度；但冷挤压零件的塑性、冲击韧性变差，而且零件的残余应力大，容易 引起零件变形和耐腐蚀性的降低(产生应力腐蚀)。
冷冲压工艺与模具设计经典课件
翘曲：冲裁件呈曲面不平现象。它是由于间隙过大、弯矩
增大、变形拉伸和弯曲成分增多而造成的，另外材 料的各向异性和卷料未矫正也会产生翘曲。
扭曲：冲裁件呈扭歪现象。它是由于材料的不平、间隙不
均匀、凹模后角对材料摩擦不均匀等造成的。
变形：由于坯料的边缘冲孔或孔距太小等原因，因胀形而产
生的。
2.1.3 冲裁间隙
K——系数。一般取K＝1.3。
2.辅助力的计算
卸料力：从凸模上卸下箍着
的料所需要的力。
推件力：将梗塞在凹模内的料顺
冲裁方向推出所需要的力。
顶件力：逆冲裁方向将料从凹模
内顶出所需要的力。
卸料力
FX K X F
推件力 顶件力
FT nKT F
FD KD F
上式中 KX、KT、KD ——卸料力、推件力、顶件力系数。 n——同时卡在凹模内的冲裁件(或废料)数。
Z=DA—dT
1.冲裁间隙对冲裁工艺的影响
(1)间隙对冲裁件质量的影响：间隙是影响冲裁件质量的 主要 因素。
(2)间隙对冲裁力的影响：随间隙的增大冲裁力有一定程 度的降低，但影响不是很大。 间隙对卸料力、推件力的影 响比较显著。随间隙增大，卸料力和推件力都将减小。
(3)间隙对模具寿命的影响：小间隙将使磨损增加，甚至 使模具与材料之间产生粘结现象，并引起崩刃、凹模胀裂、 小凸模折断、凸凹模相互啃刃等异常损坏。为了延长模具寿
=0.75。
落料凹模的基本尺寸计算如下：
第一类尺寸：磨损后增大的尺寸
a凹
(80
0.5
0.42)
0
1 4
0.42
mm
79.79
0.105 0
mm
b凹
(40
0.75
增大、变形拉伸和弯曲成分增多而造成的，另外材 料的各向异性和卷料未矫正也会产生翘曲。
扭曲：冲裁件呈扭歪现象。它是由于材料的不平、间隙不
均匀、凹模后角对材料摩擦不均匀等造成的。
变形：由于坯料的边缘冲孔或孔距太小等原因，因胀形而产
生的。
2.1.3 冲裁间隙
K——系数。一般取K＝1.3。
2.辅助力的计算
卸料力：从凸模上卸下箍着
的料所需要的力。
推件力：将梗塞在凹模内的料顺
冲裁方向推出所需要的力。
顶件力：逆冲裁方向将料从凹模
内顶出所需要的力。
卸料力
FX K X F
推件力 顶件力
FT nKT F
FD KD F
上式中 KX、KT、KD ——卸料力、推件力、顶件力系数。 n——同时卡在凹模内的冲裁件(或废料)数。
Z=DA—dT
1.冲裁间隙对冲裁工艺的影响
(1)间隙对冲裁件质量的影响：间隙是影响冲裁件质量的 主要 因素。
(2)间隙对冲裁力的影响：随间隙的增大冲裁力有一定程 度的降低，但影响不是很大。 间隙对卸料力、推件力的影 响比较显著。随间隙增大，卸料力和推件力都将减小。
(3)间隙对模具寿命的影响：小间隙将使磨损增加，甚至 使模具与材料之间产生粘结现象，并引起崩刃、凹模胀裂、 小凸模折断、凸凹模相互啃刃等异常损坏。为了延长模具寿
=0.75。
落料凹模的基本尺寸计算如下：
第一类尺寸：磨损后增大的尺寸
a凹
(80
0.5
0.42)
0
1 4
0.42
mm
79.79
0.105 0
mm
b凹
(40
0.75
冷冲压工艺与模具设计绪论课件
学习目的与要求：
1．掌握冲压和冲模概念、冲压工序和冲模分类； 2．了解冷冲模的发展方向。
《冷冲压工艺与模具设计》
第一次课 冷冲压工艺与模具设计概述
重点：
冲压成形基本概念、冲模工序分类。
难点：
冲压成形基本规律、冲模工序分类。
《冷冲压工艺与模具设计》
第一次课 冷冲压工艺与模具设计概述
俗话说：“没有规矩不成方圆”世界上的许许多多东西 都 是从他们各具特色的“规矩”中诞生出来得。东西-----产品， 规矩-------模具。
《冷冲压工艺与模具设计》
第一次课 冷冲压工艺与模具设计概述
二、冲压工序的分类如图（续）
成形工序：冲压成形时，变形材料内部应力超过屈服极限σ ， s 但未达到强度极限σb，使材料产生塑性变形，从而 成形零件。成形工序主要有弯曲、拉深、翻边等。 （如图）
《冷冲压工艺与模具设计》
第一次课 冷冲压工艺与模具设计概述
1.基本概念（续） 加工对象：主要金属板材 加工依据：板材冲压成形性能（主要是塑性） 加工设备：主要是压力机 加工工艺装备：冲压模具
冲压模具：在冲压加工中，将材料加工成零件（或半成品）
的一种特殊工艺装备，称为冲压模具（俗称冲 模）。
《冷冲压工艺与模具设计》
第一次课 冷冲压工艺与模具设计概述
一、冲压与冲模概念
片面追求生产效率、模具精度和使用寿命必然导致成本的 增加，只顾降低成本和缩短制造周期而忽视模具精度和使用寿 命必然导致质量的下降。
《冷冲压工艺与模具设计》
第一次课 冷冲压工艺与模具设计概述
六、冲压技术现状与发展方向
1.我国冲压技术现状 技术落后、经济效益低。 主要原因：①冲压基础理论与成形工艺落后；
包括：工作零件、定位零件、卸料与压料零件等；
1．掌握冲压和冲模概念、冲压工序和冲模分类； 2．了解冷冲模的发展方向。
《冷冲压工艺与模具设计》
第一次课 冷冲压工艺与模具设计概述
重点：
冲压成形基本概念、冲模工序分类。
难点：
冲压成形基本规律、冲模工序分类。
《冷冲压工艺与模具设计》
第一次课 冷冲压工艺与模具设计概述
俗话说：“没有规矩不成方圆”世界上的许许多多东西 都 是从他们各具特色的“规矩”中诞生出来得。东西-----产品， 规矩-------模具。
《冷冲压工艺与模具设计》
第一次课 冷冲压工艺与模具设计概述
二、冲压工序的分类如图（续）
成形工序：冲压成形时，变形材料内部应力超过屈服极限σ ， s 但未达到强度极限σb，使材料产生塑性变形，从而 成形零件。成形工序主要有弯曲、拉深、翻边等。 （如图）
《冷冲压工艺与模具设计》
第一次课 冷冲压工艺与模具设计概述
1.基本概念（续） 加工对象：主要金属板材 加工依据：板材冲压成形性能（主要是塑性） 加工设备：主要是压力机 加工工艺装备：冲压模具
冲压模具：在冲压加工中，将材料加工成零件（或半成品）
的一种特殊工艺装备，称为冲压模具（俗称冲 模）。
《冷冲压工艺与模具设计》
第一次课 冷冲压工艺与模具设计概述
一、冲压与冲模概念
片面追求生产效率、模具精度和使用寿命必然导致成本的 增加，只顾降低成本和缩短制造周期而忽视模具精度和使用寿 命必然导致质量的下降。
《冷冲压工艺与模具设计》
第一次课 冷冲压工艺与模具设计概述
六、冲压技术现状与发展方向
1.我国冲压技术现状 技术落后、经济效益低。 主要原因：①冲压基础理论与成形工艺落后；
包括：工作零件、定位零件、卸料与压料零件等；
冷冲压工艺和模具设计课程设计课件
设计计算与说明
6、初选冲压设备
根据总冲压力和有关设备资料，选择压力机。
冲孔落料工序: PΣ=325.4(kN)，选 JG23-40型 曲柄压力机 首次弯曲工序: P1=122.2(kN)，选 JG23-25型 曲柄压力机 第二次弯曲工序:PΣ2=20.9(kN)，选 JG23-16型 曲柄压力机
冲2-6 孔工序: PΣ=45.4(kN)，选 JG23-16型 曲柄压力机
取系数χ=0.5
R3，取IT14级，Δ3=0.3，R3-0.3 ，取系数χ=0.5
落料间隙Zmin=0.46，Zmax=0.64
凸、凹模制造公差：103.5-0.87 δp=0.025, δd=0.035
36-0.64 ，δp=0.02，δd=0.03
(凸、凹模刃口制造公差也可按IT6、IT7取)
--由于尺寸103.5、36为圆弧连接，应取相同制造公差
设计计算与说明
(一) 编制冲压工艺规程
1、冲压件的工艺分析： 材料：08F—塑性好，良好的冲裁性能
尺寸精度：孔10+0.15为 IT12级
尺寸600.23 IT13级 其余:自由公差(未注公差尺寸)
一般冲压 方法可以 达到
设计计算与说明
结构工艺性： 冲裁结构工艺性---
项目 形状
冲压件形状/尺寸 矩形，形状简单
设计计算与说明
2、确定毛坯形状、尺寸 零件展开为矩形
5段—直边（L1~L5） 4段—长度相等的园弧（l1~l4） 须判断、考虑中性层内移 r/t=4/3=1.33<4，中性层内移
查表0=0.34 ∑li=4 l1=4×(r+0t)/2
L=2L1+2L2+L3+∑li=103.5(mm) 毛坯尺寸为 103.5×36(mm)
冷冲模具教材课件
（4）成形模 是将毛坯或半成品工件按图凸、凹模的形状直接复制成形，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、冷锻模（冷挤压）、压花模、等。
2.2 根据工序组合程度分类
（1）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。 （它 们可能是沖孔、落料、拉深、折弯或成形等不同单独工序）
3.4 折弯模零件介绍
名称
上模座 上垫板 凸模板 脱料板 上、下限位柱 折弯成形块
下模板
材质选用
A3、45#、50# 45# CR12
CR12mov SKD11 CR12MOV SKD11
45#
CR12mov SKD11
CR12mov SKD11
下夹板
下模座 下垫块 下托板
45#
A3、45#、50# A3、45#、50# A3、45#、50#
适应范围: 多条折弯边折弯，折弯高度比
较高,折弯边需避让等，折弯角度90度 直角，或折斜角度等。
闭 模 状 态
3.2 顶料销脱料折弯模结构图
开模状态 闭模状态
1-上模座、2-上垫板、3-凸模板、4脱背板、5-折弯块、6-下夹板、7-下 限位柱、8-下模座、9-下垫块、10下托板、11-上限位柱、12-顶料销、 13-外定位
（2）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 两道或两道以上冲压工序的模具。（它们可能是沖孔、落料、拉深、折弯或成 形等不同工序的组合）
（3）级进模（也称连续模） 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，在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的 模具。
适应范围: 多条折弯边折弯，
折弯高度较低,折弯边无避 让等，折弯角度90度直角， 或折斜角度等。
2.2 根据工序组合程度分类
（1）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。 （它 们可能是沖孔、落料、拉深、折弯或成形等不同单独工序）
3.4 折弯模零件介绍
名称
上模座 上垫板 凸模板 脱料板 上、下限位柱 折弯成形块
下模板
材质选用
A3、45#、50# 45# CR12
CR12mov SKD11 CR12MOV SKD11
45#
CR12mov SKD11
CR12mov SKD11
下夹板
下模座 下垫块 下托板
45#
A3、45#、50# A3、45#、50# A3、45#、50#
适应范围: 多条折弯边折弯，折弯高度比
较高,折弯边需避让等，折弯角度90度 直角，或折斜角度等。
闭 模 状 态
3.2 顶料销脱料折弯模结构图
开模状态 闭模状态
1-上模座、2-上垫板、3-凸模板、4脱背板、5-折弯块、6-下夹板、7-下 限位柱、8-下模座、9-下垫块、10下托板、11-上限位柱、12-顶料销、 13-外定位
（2）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 两道或两道以上冲压工序的模具。（它们可能是沖孔、落料、拉深、折弯或成 形等不同工序的组合）
（3）级进模（也称连续模） 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，在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的 模具。
适应范围: 多条折弯边折弯，
折弯高度较低,折弯边无避 让等，折弯角度90度直角， 或折斜角度等。
6——冲压理论和工艺基础
①对断面质量：Z过大，断面质量不好；
②对模具寿命：Z加大，提高寿命；
③对冲裁力：Z加大，可减小冲裁力。
合理选择间隙值Z （根据材料种类、料厚、精度要求等确定）
①当断面质量要求较高时，应选较小的间隙值； ②当断面质量无严格要求时，应尽可能加大间隙。
经验公式：Z＝mδ
（m是系数，δ是料厚）
冲裁软钢、铝合金、铜合金等软材料时：
2）最小弯曲半径： 即坯料弯曲时最外层纤维濒于拉裂时内表面 的弯曲半径，用符号rmin表示。 故在生产中：r＞rmin。 3）回弹---由于外力去除后弹性变形的恢复， 造成工件的弯曲角度、曲率半径与模具不一致 的现象。 故一般在设计弯曲模时，模具角度应比成 品角度略小一个回弹角度；或改进工件结构、 弯曲方式及模具结构来减少回弹。
拉深、翻边变形区内主应力方向
2、应变的表示
（1）相对应变与对数应变 由塑性力学可知，塑性应变的表示有 相对应变和对数应变两种。
3、常用的塑性理论
1）塑性条件 3）全量理论 5）板料拉伸失稳理论 7）板材各向异性理论 9）剪切变形理论 2）体积不变假设 4）增量理论 6）板料压缩失稳理论 8）加工硬化理论
3．开发并应用计算机辅助设计和制造系 统（CAD/CAM），发展高精度、高寿命模具。 4．推广应用数控冲压设备、冲压柔性加 工系统（FMS）、多工位高速自动冲压机以 及智能机器人送料取件，进行机械化与自动 化的流水线冲压生产。 5.不断发展和应用精冲与半精冲、液压成 形、旋压成形、爆炸成形、电水成形、电磁 成形、超塑成形等技术,取代传统的冲压加 工方法
⑶拉深： 也称为拉延，是使板料成形为空心件而厚 度基本不变的加工方法。 d ★ 拉深模与冲裁模的主要区别: 工作部分不是锋利的刃口而是 圆角； 凸模与凹模的间隙显著增加， 一般单侧间隙应稍大于板厚。
②对模具寿命：Z加大，提高寿命；
③对冲裁力：Z加大，可减小冲裁力。
合理选择间隙值Z （根据材料种类、料厚、精度要求等确定）
①当断面质量要求较高时，应选较小的间隙值； ②当断面质量无严格要求时，应尽可能加大间隙。
经验公式：Z＝mδ
（m是系数，δ是料厚）
冲裁软钢、铝合金、铜合金等软材料时：
2）最小弯曲半径： 即坯料弯曲时最外层纤维濒于拉裂时内表面 的弯曲半径，用符号rmin表示。 故在生产中：r＞rmin。 3）回弹---由于外力去除后弹性变形的恢复， 造成工件的弯曲角度、曲率半径与模具不一致 的现象。 故一般在设计弯曲模时，模具角度应比成 品角度略小一个回弹角度；或改进工件结构、 弯曲方式及模具结构来减少回弹。
拉深、翻边变形区内主应力方向
2、应变的表示
（1）相对应变与对数应变 由塑性力学可知，塑性应变的表示有 相对应变和对数应变两种。
3、常用的塑性理论
1）塑性条件 3）全量理论 5）板料拉伸失稳理论 7）板材各向异性理论 9）剪切变形理论 2）体积不变假设 4）增量理论 6）板料压缩失稳理论 8）加工硬化理论
3．开发并应用计算机辅助设计和制造系 统（CAD/CAM），发展高精度、高寿命模具。 4．推广应用数控冲压设备、冲压柔性加 工系统（FMS）、多工位高速自动冲压机以 及智能机器人送料取件，进行机械化与自动 化的流水线冲压生产。 5.不断发展和应用精冲与半精冲、液压成 形、旋压成形、爆炸成形、电水成形、电磁 成形、超塑成形等技术,取代传统的冲压加 工方法
⑶拉深： 也称为拉延，是使板料成形为空心件而厚 度基本不变的加工方法。 d ★ 拉深模与冲裁模的主要区别: 工作部分不是锋利的刃口而是 圆角； 凸模与凹模的间隙显著增加， 一般单侧间隙应稍大于板厚。
其它冷冲压成形工艺与模具设计ppt课件
图6-7 聚氨酯橡胶胀形模示意
1．上凹模 2．凸模 3．下凹模 4．顶柱
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（2）软模胀形
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第一节 胀形
学习目的与要求：
1．了解胀形工序的变形特点； 2、了解胀形模的结构特点。 • 重点及难点： • 胀形工序的变形特点、工艺计算和模具结构特点
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第一节 胀形
胀形：在模具的作用下，迫使毛坯厚度减薄和表
面积增大，以获取零件几何形状的冲压加工方法。 一、平板的胀形 1．胀形的变形特点
为150~200。
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第一节 胀形
• 二、 空心毛坯的胀形
• 空心毛坯的胀形：是将空心工序件或管状毛坯沿
径向往外扩张的冲压工序，如壶嘴、皮带轮、波 纹管、各种接头等。
• 1．空心毛坯胀形的变形程度
如图6-3所示
如果管子的长度不是很长，胀
形时管子的长度就会缩短。这
表明胀形区以外的材料向胀形
行时，将迫使分体凸模2沿锥面导向轴3下滑，随 着直径的增大而产生径向压力，在下止点处完成 对工件底部两侧的胀形。在回程时，弹顶装置(图 中未画出)的压力通过顶杆6和顶板5将分体凸模连 同工件一起顶起。分体凸模在弹性卡圈4箍紧力的 作用下，将始终紧贴着导向轴上升。同时直径不 断减小，至上止点能保证胀形完的工件顺利从分 体凸模上抽出。
7
3．平板毛坯胀形力的计算
• 采用刚性凸模对平板毛坯进行胀形时所需的胀形 力按下式估算：
• • 式中，
FKLbtN
(6-2)
• L ----胀形区周边长度，mm；
• t ----板料厚度，mm；
• σ----板料抗拉强度，MPa；
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径向挤压(冷镦)模具
1-导向套; 2-组合上模外圈; 3-组合下模外圈; 4-限位套
(3)生产效率高； (4)节约原材料。
纯铝仪表零件
加工工艺比较
6.2 冷挤压工艺
6.2.1 冷挤压变形程度
1.冷挤压变形程度的表示方法 冷挤压变形程度可以用断面变化率、挤压比以及对数挤压 比等形式来表示。
2.极限变形程度 影响极限变形程度的因素主要有： (1)模具本身的许用单位压力(模具钢的单位压力一般不 宜超过2500～3000 MPa)； (2)挤压金属产生塑性变形所需要的单位挤压力。
6.2.2 冷挤压材料
1.冷挤压材料要求。 2.冷挤压常用材料：常用的冷挤压材料见表6-2。
6.2.3 坯料尺寸及挤压力计算
1.冷挤压对毛坯的要求
毛坯的基本形状 2.毛坯尺寸计算
[例6-1] 求挤压件的坯料形状及尺寸。
采用正挤压和径向挤压复合成形。
H0
V0 F0
2278 = (38 2 10 2 )
壳体
坯料
工序件
6.2.4 坯料润滑
润滑剂有以下两个作用:
(1)降低材料和模具之间的摩擦系数；
(2)防止材料和模具热胶着，若两者间产生热胶着，摩擦就 会强烈化，降低模具寿命，还可能挤裂或划伤挤压件表面。
有色金属的润滑：有色金属常用的润滑剂有液态的(如动物 油、植物油、矿物油等)，也有固态的(如硬脂酸锌、硬脂 酸钠、二硫化钼、石墨等)，它们可以单独使用，也可以混 合使用。
冷冲压工艺与模具设计经典课 件第6章
6.1 冷挤压概述
6.1.1 冷挤压分类
1．正挤压 2．反挤压 3．复合挤压 4．径向形区塑性好，变形抗力大； (2)冷挤压零件质量高，其尺寸公差一般可以达到IT7
级，表面粗糙度Ra可以达到1.6～0.2μm；
反挤压模具
1- 下 模 座 ;2- 下 模 座 ;3拉 杆 ;4- 导 套 ;5- 上 模 座 ;6 、 29- 螺 母 ;8- 压 柱;9-定位圈;10、11-螺 钉 ;12- 模 柄 ;13- 凸 模 ;15- 加 强 圈 ;16- 紧 固 圈 ;17- 卸 料 圈 ;18- 卸 料 板 ;19- 压 力 垫 块 ;20- 凹 模 ;21- 预 应 力 圈 ;22- 弹 簧 ;23- 压 板 ;24- 螺 钉;25-顶出杆;26、27、 14-垫块;28-顶板;30-拉 簧 ;31- 活 动 板 ;32- 顶 杆;33-斜块
4
=2.2 mm
3.冷挤压毛坯制备常用的方法 在批量不大对毛坯质量要求严格时常用车削、 砂轮切割、锯切法加工挤压毛坯。
大批量生产时棒料和管料用剪切法下料，板料 用冲裁法下料。
4.挤压力计算
实际应用中常采用由实验结果整理出来的经验公 式或图表来求得。
单位挤压力的经验公式计算法：
pxnb
冷挤压工艺进行设计计算示例
6.2.5 坯料的表面处理
不同材料需用不同的处理方法： (1)碳钢和低合金钢用磷化处理 ； (2)奥氏体不锈钢的表面处理与润滑：
6.2.6 冷挤压件质量分析
1.零件断面形状与尺寸 2.挤压件表面质量 3.挤压件组织与性能
6.3 冷挤压模具实例
正挤压模具
1-凸模固定圈;2-凹模;3-上模板;4、12、14-螺钉;5-凹模固定板;6-导套; 7-导柱;8-垫块;9、13-垫板;10-顶出杆;11-下模板;15-凸模芯轴;16-凸模