第1章 冲压成形概述

一、概述
冲压：在常温下利用模具在压力机上对板料施加压力，使其产生分离或
塑性变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件的加工方法。
冲 压 生 产 场 景
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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（简称冲模）：
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。
②结构零件： 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：导向零件、紧固零件、
标准件及其它零件等.
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六、冲模设计与制造的要求
冲压产品生产流程：
（冲压）产品设计
相互关联
相互影响
冲压成形工艺设计
冲压模具设计
冲模制造
冲压产品生产
冲模设计与制造流程图
先进特种加工技术
精密磨削、微细加工技术
先进工艺装备技术 数控测量
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3.模具新材料及热、表处理
• 模具新材料 • 热处理、表面处理新工艺
4.模具CAD/CAM技术
• 以三维造型为基础、基于并行工程
5.快速经济制模技术
• 加快模具的制造速度，降低模具生产成本。 适应小批量试制。
6.先进生产管理模式
• 现代系统管理技术
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冲模设计与制造的要求（续）
冲压模具设计与制造包括冲压工艺设计、模具设计与模具
制造三大基本工作。
冲压工艺设计是冲模设计的基础和依据。
冲模设计的目的是保证实现冲压工艺。
冲模制造则是模具设计过程的延续，目的是使设计图样，通 过原材料的加工和装配，转变为具有使用功能和使用价值的模 具实体。
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冲模设计与制造的要求（续）
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工作原理： 与曲柄压力机相同，但其刚度、精度、 行程次数都比较高，一般带有自动送 料装置、安全检测装置等辅助装置。 特点： 生产率很高，适用于大批量生产，模 具一般采用多工位连续模。
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高速冲床
工作原理： 利用摩擦盘与飞轮之间相互接触并 传递动力，借助螺杆与螺母相对运 动原理而工作。 特点： 结构简单，当超负荷时，只会引起 飞轮与摩擦盘之间的滑动，而不致 损坏机件。 但飞轮轮缘磨损大，生产率低。 适用于中小型件的冲压加工，对于 校正、压印和成形等冲压工序尤为 适宜。
利用帕斯卡原理，以水或油为工作介质， 压力大，而且是静压力。但生产 采用静压力传递进行工作，使滑块上、 率低，适用于拉深、挤压等成形 下往复运动。 工序。
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液压机
油压机 水压机
二、曲柄压力机的主要技术参数
1.标称压力 2.滑块行程：滑块从上极点到下极点 所经过的距离。 3.行程次数：滑块每分钟往复的次数。 4.闭合高度 5.工作台尺寸：应大于冲模的最大平面尺寸。 6.漏料孔尺寸： 7.模柄孔尺寸 8.电动机功率
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
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三、冲压技术的现状和发展方向
1.冲压成形理论及冲压工艺
冲压变形基础理论研究
新工艺的研究和推广
2.模具先进制造工艺及设备
模具设计与制造的现代化是模具工业发展的基础。
计算机技术、信息技术等先进技术在模具技术中得到广泛的应用.
数控化、高速化、复合化加工技术
曲柄压力 机
利用曲柄连杆机构进行工作，电机通过 皮带轮及齿轮带动曲轴传动，经连杆使 滑块作直线往复运动。曲柄压力机分为 偏心压力机和曲轴压力机，二者区别主 要在主轴，前者主轴是偏心轴，后者主 轴是曲轴。偏心压力机一般是开式压力 机，而曲轴压力机有开式和闭式之分。
高速冲床
工作原理与曲柄压力机相同，但其刚度、 生产率很高，适用于大批量生产， 模具一般采用多工位连续模。 精度、行程次数都比较高，一般带有自 动送料装置、安全检测装置等辅助装置。
摩擦压力机传动系统 1-电机 2-传送带 3、5-摩擦盘 4-轴 6-飞轮 7、10-连杆 8-螺母 9-螺杆 11-挡块 12-滑块 13-手柄
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工作原理： 利用曲柄连杆机构进行工作，电机通过 皮带轮及齿轮带动曲轴传动，经连杆使 滑块作直线往复运动。 特点： 生产率高。适用于各类冲压加工。
曲轴压力机传动系统 1-电机 2-皮带轮 3、4-齿轮 5-离合器 6-连杆 7-滑块
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第一篇 冲压成形工艺及冲压模
内容简介：
本篇讲述冲压工艺与模具设计的基础知识。 涉及冲压和冲模概念、冲压工序和冲模分类；常见冲压 设备及工作原理、选用原则；冲压成形基本原理和规律；冲 压成形性能及常见冲压材料；常用的几种冲压工艺设计及计
算，冲压模具典型结构及设计的基本知识等 。
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1.1 冲压成形特点与分类
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五、冲压模具
1.冲模的分类
a. 根据工艺性质分类： 冲裁模、弯曲模、拉深模、局部成形模等。 b. 根据工序组合程度分类：
单工序模、复合模、连续模
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2.冲模组成零件 冲模通常由上、下模两部分构成。组成模具的零件主要有两类： ①工艺零件：直接参与工艺过程的完成并和坯料有直接接触，包 括：工作零件、定位零件、卸料与压料零件等；
曲柄滑块机构示意图
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二、曲柄压力机的型号
JB23-63
机械压力机 第二种变形 630KN 开式可倾压力机
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三、液压机的主要技术参数（三梁四柱式）
1.公称压力：液压机名义上能产生的最大压力。 2.最大净空距：指活动横梁停止在上限位置时，从工 作台上表面到活动横梁下表面的距离。 3.最大行程：活动横梁能够移动的最大距离。 4.顶出器公称压力及行程： 5.工作台尺寸：工作台面上可以利用的有效尺寸。 6.回程力： 7.活动横梁速度：分工作行程速度、空行程速度及回程速度。 8.允许最大偏心距：指工件变形接近压力时所能允许的最大偏
模具设计与制造专业人才 是制造业紧缺人才。
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四、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：
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。
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成形工序：
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具有一定形状和尺寸的冲件的
加工方法。成形工序主要有弯曲、拉深、翻边等。
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工作原理： 利用帕斯卡原理，以水或油为工 作介质，采用静压力传递进行工 作，使滑块上、下往复运动。 特点： 压力大，而且是静压力。但生产 率低，适用于拉深、挤压等成形 工序。
油压机
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第一章 冲压模具设计与制造基础
数控高速铣削加工 高效 、高精度 、高的表面质量 、可加工高硬材料
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第一章 冲压模具设计与制造基础
压力机的许用压力曲线 1─压力机许用压力曲线 2─冲裁工艺冲裁力实 际变化曲线 3─拉深工艺拉深力实际变化曲线
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压力机的闭合高度：指滑块在下极点时，滑块底面到工作
台上平面（即垫板下平面）之间的距离。
压力机的装模高度： 指压力机的闭合高度减去垫板厚度的
差值。 Hmin Hmax
模具的闭合高度： 指冲模在最低工作位置时，上模座上平
面至下模座下平面之间的距离。 H
理论上为：
Hmin-H1≤H≤Hmax－H1
实用上为：
Hmin-H１＋10≤H≤Hmax-H１－5
模具闭合高度与装模高度的关系
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冲 压 成 形 产 品 示 例 一 日 常 用 品
——
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汽 车 覆 盖 件
冲压成形产品示例二—— 高科技产品
飞 机 蒙 皮
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冲 压 生 产 的 三 要 素
合理的冲压工艺
先进的模具
高效的冲压设备
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二、冲压加工的特点及其应用
优质、高效、低成本
1.生产的制件精度高、复杂程度高、一致性好;
“一模一样”、质量稳定、互换性
好 可加工薄壁、复杂零件
2.冲压生产率高和材料利用率高;
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3.模具加工精度高、技术要求高、生产成本高。
冲压成形适宜批量生产 冲压加工是制造业中最常用的一种材料成形加工方法。
第一篇 冲压成形工艺及冲压模
第一章 第二章 冲压成形概述 冲裁工艺与冲裁模
第三章
第四章 第五章 第六章
弯曲工艺与弯曲模
拉深工艺与拉深模 级进冲压工艺与模具 冲压工艺设计
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第一篇 冲压成形工艺及冲压模
第1章
冲压成形概述
1.1 冲压成形特点与分类
1.2 冲压成形的基本理论
1.3 冲压常用材料 1.4 冲压设备
wk.baidu.com
心值。
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三、液压机的型号
YA32-315
液压机 第一种变形 3150KN 四柱液压机
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作业
• 复习 • 课后思考题1、2、6
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标称压力： 滑块下滑到距下极点
某一特定的距离ha或曲柄旋转 到距下极点某一特定角度α 时， 所产生的冲击力称为压力机的 公称压力。
压力机许用压力曲线：
实际冲压力曲线与压力机 许用压力曲线不同步。 冲裁、弯曲时压力机的吨 位应比计算的冲压力大30%左 右。 拉深时压力机吨位应比计 算出的拉深力大60%～100%。
冲模设计与制造必须有系统观点，必须考虑企业实际情况 和产品生产批量，在保证产品质量的前提下，寻求最佳的技术
经济性。
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。
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1.4 冲压设备
一、冲压设备分类
摩擦压力机
机械压力机（以Jxx表示其型号） 曲柄压力机
先进工艺装备技术
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第一章 冲压模具设计与制造基础
三坐标数控测量
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高速冲床
液压压力机（以Yxx表示其型号）
油压机 水压机
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类型 机械压 力机
设备名称 摩擦压力 机
工作原理 利用摩擦盘与飞轮之间相互接触并传递 动力，借助螺杆与螺母相对运动原理而 工作。
特点 结构简单，当超负荷时，只会引 起飞轮与摩擦盘之间的滑动，而 不致损坏机件。但飞轮轮缘磨损 大，生产率低，适用于中小型件 的冲压加工，对于校正、压印和 成形等冲压工序尤为适宜。 生产率高。适用于各类冲压加工。
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冲压技术现状与发展方向（续）
模具工业是国民经济的基础工业，是高技术行业。模 具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造 水平高低的重要标志之一。
模具技术是先进制造技术的重要代表，模具工业是高 新技术产业的一个重要组成部分。
模具在日本被誉为“进入富裕社会的原动力”、在德 国被称为“金属加工业中的帝王”。
五轴车铣中心
五轴加工中心 多轴联动、复合加工
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第一章 冲压模具设计与制造基础
慢走丝线切割技术 加工精度可达到±1.5μm， 工表面粗糙度Ra0.1～0.2μm。 加
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第一章 冲压模具设计与制造基础
精密坐标磨床
成型磨床
数控光学曲线磨床
精密磨削、微细加工技术
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第一章 冲压模具设计与制造基础
3R装夹系统（统一工艺基准定位系统）应用