[机械电子]冷冲压概述

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10.数控车床 数控机床是一种通过数字信息，控制机 床按给 定的运 动轨迹 ，进行 自动加 工的机 电一体 化的加 工装备 ，经过 半个世 纪的发 展，数 控机床 已是现 代
制造业的重要标志之一，在中国制造 业中， 数控机 床的应 用也越 来越广 泛，是 一个企 业综合 实力的 体现。 数控车 床是数 字程序 控制车 床的简 称，它 集
1─拉深变形力曲线；2─冲床压力曲线；3─冲裁力曲线。
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公称压力：当滑块离下止点前一位置或曲柄旋转到离下止点前 一角度时滑块上所承受的最大压力，是压力机的主参数。
图1-25 偏心压力机结构简图
图1-21开式压力机工作台形式
1脚踏板 2工作台 3垫板 4滑块 5连杆 a)固定式 b)可倾式 c)升降台式
6偏心套 7制动器 8主轴 9离合器 10电动机 11床身
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图1-19 平刃剪床裁剪示意图 1- 上刀片 2-板材 3-下刀片 4-工作台 5-滑块
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图１-２１曲柄压力机简图
图1-23 双动压力机结构简图
1- 滑块 2- 连杆 3-曲柄 4-离合器 5-齿轮 1凸轮 2电动机 3离合器 4制动器 5连杆
6-电动机 7-带轮 8-制动器 9-床身 10-工作台
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6工作台 7压边滑块 8拉深滑块
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图1-22 闭式双点压力机
备下列三种基本机能： 车刀 1.冷硬性－在常温时的硬度，又名耐磨 性。
2.红硬性－在高温下还能保持切削所需 的硬度 。
3.韧性－能
承受振动和冲击负荷的机能。
高速钢(又名风钢、锋钢或白钢)
高速钢是一种含钨和铬较多的合金 钢。近 年来我 国试制 成功了 B202无 铬高速
钢、B201无钴特种高速钢，B212、B214无钴 超硬高 速钢及 B211、 B213低钴高 机能高 速钢。 节约了 价值昂 贵的稀 有金属 。高速 钢的机 能：硬 度较高 ，
哈尔滨职业技术学院模具教研室
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总目录
模块一 冷冲压概述 模块二 电机定子冲裁模 模块三 U形件弯曲模 模块四 玻璃升降器外壳落料拉深复合模 模块五 自行车脚踏内板成形模
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模块一 冷冲压概述
哈职院模具教研室
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绪论
1. 冷冲压概念 冷冲压：常温下利用安装在压力机上的模具对材料施加压力， 使其产生冲压分离、压制成形或接合，从而获得一定形 状、尺寸和性能的零件加工方法。 冲模：加压使金属或非金属板料或型材分离、成形或接合而 得到制件的工艺装备。
求，可转位刀片制成各种断屑槽槽形 。 编辑本段车床保养 装夹校正工件时的注意事项
在装夹工件前，必须先把碳在工件中的 砂泥等 杂质清 除掉免 杂质嵌 进拖板 滑动面 ，加剧 导软磨 损或“ 咬坏” 导轨。 在装夹及校正一些尺寸校大、形状复 杂而装 夹而积 又较小 的工件 时，应 预先在 工件下 面的车 床床面 上安放 一块木 制的床 盖板， 同时用 压板或 活络顶 针
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课题一 冷冲压基本工序与冷冲模
一、冷冲压基本工序 根据材料的变形性质划分：分离工序、变形工序
分离工序：是指坯料在模具刃口作用下，沿一定 的轮廓线分 离而获得冲件的加工方法。主要包括落料、冲孔、切 边等。
变形工序：是指坯料在模具压力作用下，使坯料产 生塑性变形，但不产生分离而获得的具有一定形状 和尺寸的冲件的加工方法。主要有弯曲、拉深、翻 边等。
顶住工件，防止它掉下来砸坏车床， 如发现 工件的 位置不 正确或 歪斜， 切忌用 力敲击 ，以免 影响车 床主轴 的精度 ，必须 先将夹 爪、压 板或顶 针略微 松
开，再进行有步骤的校正。 工具和车刀的安放
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课题二 金属塑性变形基本知识
一、塑性及塑性变形 塑性：是固体材料在外力作用下发生永久
位刀片的刀具。因此，对硬质合金可 转位刀 片的运 用是数 控机床 操纵者 必需了 解的内 容之一 。
选用机夹式可转位刀片，首先要了 解可转 位刀片 型
号表示规则。按国际尺度ISO 1832—1985，可转位刀片的代码表 示方法 是由10位字符 串组成 的，其 排列如 下在一 般情况 下，第8和9位 的代码 在有要 求
变形，而不破坏其完整性的能力 塑性变形：是物体在外载荷的作用下发生
的永久变形。 变形抗力：金属在变形时反作用于运动着
的工具的力称为变形抗力。
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二、金属塑性变形的基本规律
在金属的塑性变形过程中不可避免地伴随 有弹性变形。
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拉深试验曲线图
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加工硬化导致变形抗力不断增加的现象。
HRC62-65。约为45号钢硬度的2.7倍 。具有 一定的 红热硬 度，耐 温程度 可达560－600摄氏度 。韧性 和加工 机能较 好。高 速钢刀 具制造 简朴， 刃磨利 便，
为精车刀之用，但因红硬性不如硬质 合金， 故不易 用于高 速切削 。高速 钢材料 有带黑 皮的和 表面磨 光的两 种；前 者是未 经热处 理的高 速钢， 后者是 经
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图1-21 Jc23-63开式压力机
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图1-28 摩擦压力机
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图1-27 摩擦压力机结构简图 1-带轮 2、5-摩擦盘 3-轴 4-飞轮 6-螺杆 7-圆螺母 8-支架 9、12-传动杆 10-横梁 11-挡块 13-工作台 14-手柄 15-机身 16-滑2块6
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⑵钢板标记示例
按国家标准规定，可以用以下标记方式在图 样和工艺文件上标记所用钢板的牌号：
钢板
上式表示：钢板牌号为20，尺寸为 2.0mm×1000mm×1500mm，轧制精度为 B级，表面质量组别为Ⅱ，拉深级别为S级。
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⒉有色金属板料或卷料
常用的有色金属板料或卷料主要有铜板（或 铜带）、黄铜板和铝板（或铝带）。牌号 有T1、T2、T3、H68、H62、QSn4-4-2.5、 1060、1050A、1200、2A12、3A21及3A02 等。
通用性好的万能型车床、加工精度高 的精密 型车床 和加工 效率高 的专用 型车床 的特点 于一身 ，是国 内使用 量最大 ，覆盖 面最广 的一种 数控机 床。 11.马鞍车床
马鞍车床在车头箱处的左端床身为下沉 状，能 够容纳 直径大 的零件 。车床 的外形 为两头 高，中 间低， 形似马 鞍，所 以称为 马鞍车 床。马 鞍车床 适
合加工径向尺寸大，轴向尺寸小的零 件，适 于车削 工件外 圆、内 孔、端 面、切 槽和公 制、英 制、模 数、经 节螺纹 ，还可 进行钻 孔、镗 孔、铰 孔等工 艺
，特别适于单件、成批生产企业使用 。马鞍 车床在 马鞍槽 内可加 工较大 直径工 件。机 床导轨 经淬硬 并精磨 ，操作 方便可 靠。车 床具有 功率大 、转速 高
真实应力-应变曲线
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课题三 冷冲压材料
一、冷冲压材料的基本要求
1．对冲压成形性能的要求 ⑴有足够的塑性使得冲裁时不开裂； ⑵材料硬度要比冲模工作部分的硬度小得多。 2．对表面质量的要求
冷冲压材料的表面应光洁、平整，无氧化皮、无 划伤、无裂纹。 3．对材料厚度公差的要求
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表面质量：按国标GB/T 710-2008规定，优质碳 素结构钢薄钢板和钢带表面质量分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、 Ⅳ四组。其中Ⅰ：特别高级的精整表面；Ⅱ：高 级的精整表面；Ⅲ：较高级的精整表面；Ⅳ：普 通的精整表面。
拉深级别：分为Z、S、P三级。其中Z：最深拉深； S：深拉深；P：普通拉深。
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热处理的高速钢，又叫作白钢。
硬质合金 硬质合金由难熔材料的碳化钨、碳 化钛和 钴的粉 末，在 高压下 成形， 经1350－1560摄氏度 高温烧
结而成的。具有极高的硬度，常温下 可达HR A92， 仅次于 金刚石 ；红硬 性很好 ，在1000摄氏 度左右 仍能保 持良好 的切削 机能； 具有较 高使用 强度， 抗弯
，刚性强、精度高、噪音低等特点。
12.仪表车床
仪表车床属于简单的卧式车床，一般来 说最大 工件加 工直径 在250mm以下 的机床 ，多属 于
仪表车床。仪表车床分为普通型、六 角型和 精整型 。这种 车床主 要由工 人手工 操作， 适用于 单件、 简单零 部件的 大批生 产。 编辑本段车刀
车刀是车床加工必不可少的部分。车刀 是由刀 头和刀 杆两部 门组成 。刀杆 一般是 碳素结 构钢制 成。刀 头是担 任切削 工作的 ，所使 用的材 料必需 具
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三、冲压设备的选用
1.压力机类型的选择
根据工序性质、生产批量、冲件质量等要求进行选择。
2.压力机规格的选择
（1）公称压力
（2）滑块行程长度
（3）行程次数
（4）连杆调节长度
（5）压力机的闭合高度
（6）模具的闭合高度
曲柄回转角β（º）
图1-30 压力机压力曲线与压力机变形力曲线的关系
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冷冲压应用示例
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模具图
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2.冷冲压加工的特点
优点： 材料废料少、利用率高、满足一般 装配和使用要求、零件在形状和尺 寸精度方面互换性较好 、操作简单 、生产率高、机械强度提高 对工人的技术要求较低
缺点： 噪音大 安全性较差
应用： 冲压适于批量生产 日常冲压产品、高科技冲压产品
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二、常用冷冲压材料
⒈黑色金属板料 ⑴技术指标 ⑵钢板标记示例 ⒉有色金属板料或卷料
⒊非金属材料
冷冲压用的非金属材料主要有纸板、胶木 板、橡胶板、塑料板、纤维板以及皮革等 。
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⑴技术指标
轧制精度：按国标GB/T 708-2006规定，对于厚 度在4mm以下的轧制薄钢板，按轧制精度分为A、 B、C三级，其中A级为高级精度，B级为较高精度， C级为普通精度。
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三，板料的冲压成形性能
板料重要的冲压成形指标如下： 1.均匀伸长率δb与总伸长率δ 2．屈强比σs/σb 3．硬化指数n 4．板厚方向性系数R（又称塑性应变比） 5．板平面方向性（凸耳参数）
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图1-17 拉深件的凸耳
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课题四 冷冲压设备
一、常见冲压设备
强度高达100-170公斤每立方毫米；但 性脆、 韧性差 、怕振 ；这些 缺点， 可通过 刃磨公 道的角 度予以 克服。 因此， 硬质合 金被广 泛应用 车刀
常用车刀种类
1、 尖形车刀 2、圆弧形车刀
3、成形车刀
4、机夹可转位不重磨车刀5、Leabharlann 槽刀（切断刀）常用车刀用途
①可转位刀片代码。从刀具的材料应用 方面， 数控机 床用刀 具材料 主要是 各类硬 质合金 。从刀 具的结 构方面 ，数控 机床主 要采用 镶嵌式 机夹可 转
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二、冷冲模 1.冲模的分类
（1）根据工艺性质分 冲裁模、弯曲模、拉深模 （2）根据工序的组合程度分 简单模： 单工序、单工位 级进模： 多工序、多工位 复合模： 多工序、单工位
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2.模具组成零件
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3.模具组成零件
冲模一般由上模和下模两部分组成。主要包括以下 几类零件： 工作零件：对材料直接施加压力，完成冲压工作的 零件。主要包括凸模、凹模和凸凹模。 定位零件：用以确定坯料在模具中的正确位置。 卸料与出件零件：用于保障模具的连续动作所需的 辅助装置。 导向零件：保证上模与下模之间的相对位置。 支撑、紧固与连接零件：完成模具各零件的相互连 接与稳固定位作用
时才填写。此外，各公司可以另外掭 加一些 符号， 用连接 号将其 与ISO代码相 连接(如 一PF代 表断屑 槽型) 。可转 位刀片 用于车 、铣、 钻、镗 等不同 的加
工方式，其代码的详细内容也略有不 同。
②可转位刀片的断屑槽槽形。为满足切 削能断 屑、排 屑流畅 、加工 表面质 量好、 切削刃 耐磨等 综合性 要
摩擦压力机 机械压力机（以Jxx表示其型号）
曲柄压力机 液压机（以Yxx表示其型号） 油压机
水压机 剪板机 专用设备 折弯机
数控冲床
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二、常见设备的工作原理
1. 曲柄压力机结构简图 2. 曲柄压力机开式与闭式结构图 3. 摩擦压力机结构简图 4. 压力机的结构简图 ⒌ 平刃剪板机裁剪示意图