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1、材料成型与控制专业塑性加工工程学课程主讲人 曹建刚材料成型与控制专业课程授课学时：4学时 课程任务：1.了解了解常见冲压工序的变形规律；2.认识认识冲压成形理论的构成；3.掌握掌握拉伸失稳与压缩失稳理论；4.具备具备在冲压工艺编制、冲模设计、冲模制造中应用冲压理论的能力。课程情况总体简介 冲压成型基本理论冲压成型基本理论内容简介：内容简介：本部分内容讲述本部分内容讲述:冲压成型基础冲压成型基础冲压变形基本规律；冲压变形基本规律；塑性加工过程中的失稳；塑性加工过程中的失稳；冲压成形成型过程中的硬化冲压成形成型过程中的硬化。学习目的与要求：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、2了解冲压基本理论的构成；3了解常见的冲压变形规律；4了解板冲压性能的基本参数、冲压成形性能、硬化规律、卸载弹性恢复规律和反载软化现象；6掌握冲压加工过程中的拉伸失稳与压缩失稳。冲压成型基本理论冲压成型基本理论 冲压成形基本概念、冲压成形基本规律、冲压成形性能、冲压成型过程中的失稳。重点：重点：难点：难点：冲压成形基本规律、冲压成形性能、冲压成型过程中的失稳。冲压成型基本理论冲压成型基本理论第一节 冲压成形概述冲压冲压：一、冲压与冲模概念第一章 冲压成型基础冲压成型基础1.基本概念基本概念冲压加工是借助于冲压设备的动力，使板料在模具冲压加工是借助于冲压设备的动力，使板料在模具里进行变形，从而获
3、得一定形状、尺寸和性能的产里进行变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的产品零件的生产技术品零件的生产技术冲压工艺冲压工艺：冲压加工中的具体方法或技术经验可称为冲冲压加工中的具体方法或技术经验可称为冲压工艺压工艺。冲压冲压：冲压生产场景室温下 压力机 模具 材料 分离或塑性变形。第一章 冲压成型基础冲压成型基础加工对象：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：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）。第一章 冲压成型基础冲压成型基础合理的冲压工艺先进的模具高效的冲压设备冲压生产
4、的三三要要素素第一章 冲压成型基础冲压成型基础特别强调：冲压模具重要性冲压模具重要性 冲模一种特殊特殊工艺装备。冲模与冲压件有 “一模一样”的关系。冲模没有通用性。冲模是冲压生产必不可少必不可少的工艺装备，决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。冲模的功能和作用、冲模设计与制造方法和手段，决定了冲模是技术密集、高附加值技术密集、高附加值型产品。第一章 冲压成型基础冲压成型基础2冲压成形加工特点冲压设备的行程次数为每分钟几十次；高速冲床 每分钟达数百次、千次以上低低耗耗、高效高效、低低成本成本 “一一模模一一样样”、质质量量稳稳定定、高高一一致致性性 可加工薄壁薄壁、复杂复杂零件 板材有良好的
5、冲压成形性能良好的冲压成形性能 模具成本高模具成本高 所以，冲压成形适宜批量批量生产生产。第一章 冲压成型基础冲压成型基础冲压加工在国民经济各个领域中应用广泛冲压加工在国民经济各个领域中应用广泛 宇航、航空、军工、机械、农机、电机、电子、信息、铁道、邮电、交通、化工、日用电器及轻工等。每个人的生活都直接与冲压产品发生联系每个人的生活都直接与冲压产品发生联系 飞机、火车、汽车、拖拉机、计算机、手表等上就有很多大、中、小型冲压件。第一章 冲压成型基础冲压成型基础冲压加工是制造业中最常用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第一章 冲压成型基础冲压成型基
6、础二、冲压工序的分类 根据材料的变形特点分：分离工序分离工序：分离工序、成形工序冲压成形时，变形材料内部的应力超过强度极限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。第一章 冲压成型基础冲压成型基础成形工序成形工序：冲压成形时，变形材料内部应力超过屈服极限s，但未达到强度极限b，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。第一章 冲压成型基础冲压成型基础1.冲模的分类三、冲模冲裁模、弯曲模、拉深模、成形模等。（2）根据工序组合程度分类：单工序模、复合模、级进模（1）根据工艺性质分类：第一章 冲压成型基础冲压成型基础2.冲模组成零件冲模通常由上
7、、下模两部分构成。组成模具的零件主要有两类：结结构零件构零件：工工艺艺零件零件：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；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.第一章 冲压成型基础冲压成型基础四、冲模设计与制造的要求冲模制造冲压产品生产流程：（冲压）产品设计冲压成形工艺设计冲压模具设计冲压产品生产相互影响相互关联冲模设计与制造流程图第一章 冲压成型基础冲压成型基础 1.我国冲压技术现状 技术落后、经济效益低。主要原因：冲压基础理论与成形工艺落
8、后；模具标准化程度低；模具设计方法和手段、模具制造工艺及设备落后；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。五、冲压技术现状与发展方向第一章 冲压成型基础冲压成型基础2.冲压技术发展方向产品市场变化：技术发展：牵引推动冲压模具设计与制造技术正由手工设计、依靠人工经验和常规机械加工技术向以计算机辅助设计（CAD）、数控切削加工、数控电加工为核心的计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）技术转变。多品种、少批量，更新换代速度快计算机技术、制造新技术第一章 冲压成型基础冲压成型基础(1)冲压成形理
9、论及冲压工艺 加强理论研究，开展CAE技术应用。开发和应用冲压新工艺。满足产品开发在满足产品开发在T(Time)T(Time)、Q(Quality)Q(Quality)、C(Cost)C(Cost)、S(Service)S(Service)、E(Environment)E(Environment)的要求。的要求。2.冲压技术发展方向第一章 冲压成型基础冲压成型基础(2)模具先进制造工艺及设备2.冲压技术发展方向（续）数控化、高速化、复合化加工技术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效率和质量效率和质量是制造业的永恒主题。第一章 冲压成型基础冲压成型基础(3)模具新材料
10、及热、表处理 提高使用性能,改善加工性能，提高寿命。(4)模具CAD/CAM技术 二、三维相结合的数字化设计技术与数字化制造技术。模具行业是最早应用CAD/CAM技术的行业之一。(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 并行工程思想、标准化、专业化生产。第一章 冲压成型基础冲压成型基础 在现代生产制造技术中，冲压加工占有很重在现代生产制造技术中，冲压加工占有很重要的地位要的地位。在20世纪60年代，美国用金属板料经冲压加工后就已创造出了相当于原材料价值12倍的增值，其所创造的总价值占到国民生产总值的110。第一章 冲压成型基础冲压成
11、型基础经济发达国家的模具总产值已超过了机床的总产值经济发达国家的模具总产值已超过了机床的总产值 日本,1982年模具总产值为86亿美元，同期机床总产值为78亿美元；1987年前者为124亿美元，后者为102亿美元；1991年前者为131亿美元，后者为120亿美元。其中冲压模具在所有模具（锻造模、压铸模、注塑模.）中，无论从数量（套数）、重量（吨位），或是从价值（金额）上都位居榜首。第一章 冲压成型基础冲压成型基础冲模设计与制造场景冲模设计冲模制造第一章 冲压成型基础冲压成型基础多工位精密级进模第一章 冲压成型基础冲压成型基础冲压成形产品示例一日常用品第一章 冲压成型基础冲压成型基础冲压成形产品
12、示例二高科技产品汽车覆盖件飞机蒙皮第一章 冲压成型基础冲压成型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 第一章 冲压成型基础冲压成型基础五轴车铣中心多轴联动、复合加工五轴加工中心第一章 冲压成型基础冲压成型基础 慢走丝线切割技术加工精度可达到1.5m，加工表面粗糙度Ra0.10.2m。第一章 冲压成型基础冲压成型基础精密坐标磨床 成型磨床数控光学曲线磨床 精密磨削、微细加工技术第一章 冲压成型基础冲压成型基础3R装夹系统（统一工艺基准定位系统统一工艺基准定位系统）应用先进工艺装备技术第一章 冲压成型基础冲压成型基础三坐标数控测量第一章 冲压成型基础冲压成型基础第一章 冲压成型基础冲压成型基础第一章 冲压成型基础冲压成型基础第一章 冲压成型基础冲压成型基础