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1、http:/ 冲压加工与冲压设备（时间：2次课，4学时）第1章 冲压加工与冲压设备n在机械制造业中，冲压加工是一种常用的加工方法，它主要用于加工金属和非金属的在机械制造业中，冲压加工是一种常用的加工方法，它主要用于加工金属和非金属的板料零件。冲压加工一般是在室温下进行的，所以也可以称为冷冲压。板料零件。冲压加工一般是在室温下进行的，所以也可以称为冷冲压。n冷冲压加工的三要素：冷冲压加工的三要素：n(1)冲床冲床 冲床供给变形所需的力；冲床供给变形所需的力；n(2)模具模具 冲压所用的工具是各种形式的冲模，冲模对板料塑性变形加以约束，并冲压所用的工具是各种形式的冲模，冲模对板料塑性变形加以约束，
2、并直接使板料变成所需的零件；直接使板料变成所需的零件；n(3)原材料原材料 冲压所用的原材料多为金属和非金属的板料。冲压所用的原材料多为金属和非金属的板料。n本章主要讲述冲压加工的各种基本工序、冲模的分类、各种冲压设备的工作原理和主本章主要讲述冲压加工的各种基本工序、冲模的分类、各种冲压设备的工作原理和主要技术参数。要技术参数。n本章要点：本章要点：冲压基本工序的分类、冲模分类、曲柄压力机的工作原理与主要技术参数、冲压基本工序的分类、冲模分类、曲柄压力机的工作原理与主要技术参数、液压机的工作原理与主要技术参数。液压机的工作原理与主要技术参数。n本章难点：本章难点：曲柄压力机的工作原理与主要技术
3、参数曲柄压力机的工作原理与主要技术参数 第1章 冲压加工与冲压设备n1.1 冲压工序与冲模分类冲压工序与冲模分类 n1.2 冲压设备简介冲压设备简介 绪绪 论论 n1.模具工业在国民经济中的地位n模具工业是模具工业是“百业之母百业之母”，是工业产品的，是工业产品的“效益放大器效益放大器”。各国对模具的美誉很多，美国工业界认为：。各国对模具的美誉很多，美国工业界认为：“模具工业是美国工业的基石模具工业是美国工业的基石”；日本模具协会认为：；日本模具协会认为：“模具是促进社会繁荣富裕的动力模具是促进社会繁荣富裕的动力”；国际模具；国际模具协会认为：协会认为：“模具是金属加工业的帝王模具是金属加工业
4、的帝王”。n模具在现代生产中，是生产各种工业产品的重要工艺装备，它以其特定的形状通过一定的方式使原材料模具在现代生产中，是生产各种工业产品的重要工艺装备，它以其特定的形状通过一定的方式使原材料成形。例如，冲压件和锻件是通过冲压或锻造方式使金属材料在模具内发生塑性变形而获得的，金属压成形。例如，冲压件和锻件是通过冲压或锻造方式使金属材料在模具内发生塑性变形而获得的，金属压铸件、粉末冶金零件以及塑料、陶瓷、橡胶、玻璃等非金属制品，绝大多数也是用模具成形的。由于模铸件、粉末冶金零件以及塑料、陶瓷、橡胶、玻璃等非金属制品，绝大多数也是用模具成形的。由于模具成形具有优质、高产、省料和低成本等特点，现已在
5、国民经济各个部门，特别是汽车、拖拉机、航空具成形具有优质、高产、省料和低成本等特点，现已在国民经济各个部门，特别是汽车、拖拉机、航空航天、仪器仪表、机械制造、家用电器、石油化工、轻工日用品等工业部门得到极其广泛的应用。据统航天、仪器仪表、机械制造、家用电器、石油化工、轻工日用品等工业部门得到极其广泛的应用。据统计，利用模具制造的零件，在飞机、汽车、拖拉机、电机电器、仪器仪表等机电产品中占计，利用模具制造的零件，在飞机、汽车、拖拉机、电机电器、仪器仪表等机电产品中占6070；在电视机、录音机、计算机等电子产品中占在电视机、录音机、计算机等电子产品中占80以上；在自行车、手表、洗衣机、电冰箱、电风
6、扇等以上；在自行车、手表、洗衣机、电冰箱、电风扇等轻工产品中占轻工产品中占85以上。据国际生产技术协会统计，到以上。据国际生产技术协会统计，到2000年，机械零件粗加工的年，机械零件粗加工的75和精加工的和精加工的50都由模具成形来完成。都由模具成形来完成。n世界上一些工业发达国家，模具工业的发展是很迅速的。据有关资料介绍，某些国家的模具总产值已超世界上一些工业发达国家，模具工业的发展是很迅速的。据有关资料介绍，某些国家的模具总产值已超过了机床工业的总产值，其发展速度超过了机床、汽车、电子等工业。模具工业在这些国家已摆脱了从过了机床工业的总产值，其发展速度超过了机床、汽车、电子等工业。模具工业
7、在这些国家已摆脱了从属地位而发展成为独立的行业，是国民经济的基础工业之一。模具技术，特别是制造精密、复杂、大型、属地位而发展成为独立的行业，是国民经济的基础工业之一。模具技术，特别是制造精密、复杂、大型、长寿命模具的技术，已成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志之一。为了适应工业生产对模具的需长寿命模具的技术，已成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志之一。为了适应工业生产对模具的需求，在模具生产中采用了许多新工艺和先进加工设备，不仅改善了模具的加工质量，也提高了模具制造求，在模具生产中采用了许多新工艺和先进加工设备，不仅改善了模具的加工质量，也提高了模具制造的机械化、自动化程度。电子计算机的应
8、用给模具设计和制造开辟了新的前景。预计工业发达国家的模的机械化、自动化程度。电子计算机的应用给模具设计和制造开辟了新的前景。预计工业发达国家的模具工业还将有新的发展。具工业还将有新的发展。绪绪 论论 n2.我国模具技术的现状与发展n近年来，我国的模具工业也有较大发展，全国已有模具生产厂数千个，拥有职工近年来，我国的模具工业也有较大发展，全国已有模具生产厂数千个，拥有职工数十万人，每年能生产上百万套模具。多工位级进模具和长寿命硬质合金模具的数十万人，每年能生产上百万套模具。多工位级进模具和长寿命硬质合金模具的生产及应用有了进一步扩大。为满足新产品试制和小批量生产的需要，我国模具生产及应用有了进一
9、步扩大。为满足新产品试制和小批量生产的需要，我国模具行业制造了多种结构简单、生产周期短、成本低的简易冲模，如钢皮冲模、聚氨行业制造了多种结构简单、生产周期短、成本低的简易冲模，如钢皮冲模、聚氨脂橡胶模、低熔点合金模具、锌合金模具、组合冲模、通用可调冲孔模等。数控脂橡胶模、低熔点合金模具、锌合金模具、组合冲模、通用可调冲孔模等。数控铣床、数控电火花加工机床、加工中心等加工设备已在模具生产中被采用。电火铣床、数控电火花加工机床、加工中心等加工设备已在模具生产中被采用。电火花和线切割加工已成为冷冲模制造的主要手段。为了对硬质合金模具进行精密成花和线切割加工已成为冷冲模制造的主要手段。为了对硬质合金模
10、具进行精密成型磨削，已研制成功了单层电镀金刚石成形磨轮和电火花成形磨削专用机床，使型磨削，已研制成功了单层电镀金刚石成形磨轮和电火花成形磨削专用机床，使用效果良好，对型腔的加工正在根据模具的不同类型采用电火花加工、电解加工、用效果良好，对型腔的加工正在根据模具的不同类型采用电火花加工、电解加工、电铸加工、陶瓷型精密铸造、冷挤压、超塑成形，以及利用照相腐蚀技术加工型电铸加工、陶瓷型精密铸造、冷挤压、超塑成形，以及利用照相腐蚀技术加工型腔皮革纹表面等多种工艺。模具的计算机辅助设计和制造腔皮革纹表面等多种工艺。模具的计算机辅助设计和制造(CADCAM)也已进行也已进行开发和应用。开发和应用。n尽管我
11、国的模具工业这些年来发展较快，模具制造的水平也在逐步提高，但和工尽管我国的模具工业这些年来发展较快，模具制造的水平也在逐步提高，但和工业发达国家相比，仍存在较大差距，主要表现在模具品种少、精度差、寿命短、业发达国家相比，仍存在较大差距，主要表现在模具品种少、精度差、寿命短、生产周期长等方面。生产周期长等方面。绪绪 论论 n3.本课程的适应性n近几年，随着模具工业的迅速发展，模具高技术人才紧缺，年薪近几年，随着模具工业的迅速发展，模具高技术人才紧缺，年薪30万也万也招不到高级模具技工曾轰动一时，能设计模具、操作数控与电加工设备招不到高级模具技工曾轰动一时，能设计模具、操作数控与电加工设备的人才非
12、常紧俏。为了适应我国国民经济发展的需要，发展我国的模具的人才非常紧俏。为了适应我国国民经济发展的需要，发展我国的模具工业，近几年来，我国的绝大多数工科类型的高等职业技术学院都开设工业，近几年来，我国的绝大多数工科类型的高等职业技术学院都开设了模具专业，招生与就业情况也都比较理想。了模具专业，招生与就业情况也都比较理想。n在学科门类中，模具专业与机电专业、数控专业、机制专业同为机械大在学科门类中，模具专业与机电专业、数控专业、机制专业同为机械大类的若干个分支之一，在专业基础、专业课程、专业实习等教学过程中类的若干个分支之一，在专业基础、专业课程、专业实习等教学过程中有许多相同与相近之处。模具专业
13、中的许多知识与技能是机电专业、数有许多相同与相近之处。模具专业中的许多知识与技能是机电专业、数控专业、机制专业学生深化本专业知识的理想选择。如机电专业学生可控专业、机制专业学生深化本专业知识的理想选择。如机电专业学生可深化学习模具的电加工技术与技能；数控专业的学生可深化模具的数控深化学习模具的电加工技术与技能；数控专业的学生可深化模具的数控加工与加工与CAM软件的应用；机制专业的学生可深化复杂模具的加工技能；软件的应用；机制专业的学生可深化复杂模具的加工技能；并且都可以学习模具的设计与结构知识。并且都可以学习模具的设计与结构知识。绪绪 论论 n4.本课程的性质、任务和要求n模具构造与制造是为非
14、模具专业学生选学模具课程而设置的专业课程。通过模具构造与制造是为非模具专业学生选学模具课程而设置的专业课程。通过本课程教学，并配合其他教学环节使学生初步掌握模具设计、模具构造的知识；本课程教学，并配合其他教学环节使学生初步掌握模具设计、模具构造的知识；掌握模具制造工艺规程的制定；掌握模具零件常规与特种加工知识与操作技能。掌握模具制造工艺规程的制定；掌握模具零件常规与特种加工知识与操作技能。为毕业后从事与模具相关的工作打下必要的基础。为毕业后从事与模具相关的工作打下必要的基础。n模具构造与制造涉及的知识面广，是一门综合性较强的课程。它综合了冲模具构造与制造涉及的知识面广，是一门综合性较强的课程。
15、它综合了冲塑设备、冲压模具设计、塑料成形工艺及塑料模具设计、模具制造塑设备、冲压模具设计、塑料成形工艺及塑料模具设计、模具制造工艺学等模具专业课程知识，并且与金属材料及热处理、数控技术、工艺学等模具专业课程知识，并且与金属材料及热处理、数控技术、机械制造工艺及设备等课程的有关内容都将在模具构造与制造课程中得机械制造工艺及设备等课程的有关内容都将在模具构造与制造课程中得到综合应用。因此在学习中善于综合应用相关课程的知识，对于学好模具构造到综合应用。因此在学习中善于综合应用相关课程的知识，对于学好模具构造与制造是十分重要的。与制造是十分重要的。n模具构造与制造是一门实践性较强的课程。因此。学生在学
16、习本课程时，除模具构造与制造是一门实践性较强的课程。因此。学生在学习本课程时，除了重视其中必要的基础知识、工艺方法等理论学习外，还应特别注意实践环节，了重视其中必要的基础知识、工艺方法等理论学习外，还应特别注意实践环节，要通过参观冲压厂、塑料厂、模具厂等生产现场教学和安排模具拆装、特种加工要通过参观冲压厂、塑料厂、模具厂等生产现场教学和安排模具拆装、特种加工等实训环节，增加感性认识，掌握实际操作技能。等实训环节，增加感性认识，掌握实际操作技能。1.1 冲压工序与冲模分类冲压工序与冲模分类u1.1.1 冷冲压概念冷冲压概念 u1.1.2 冲压加工的特点及其应用冲压加工的特点及其应用 u1.1.3
17、 冷冲压的现状和发展动向冷冲压的现状和发展动向 u1.1.4 冲压基本工序的分类冲压基本工序的分类 u1.1.5 冲模分类冲模分类 u1.1.6 常用冷冲压材料常用冷冲压材料 1.1 冲压工序与冲模分类冲压工序与冲模分类n在机械制造业中，冷冲压加工是一种常用的在机械制造业中，冷冲压加工是一种常用的加工方法。冷冲模就是冲压加工所用的工艺加工方法。冷冲模就是冲压加工所用的工艺装备。没有先进的冷冲模，先进的冲压工艺装备。没有先进的冷冲模，先进的冲压工艺就无法实现。就无法实现。1.1.1 冷冲压概念冷冲压概念n冷冲压是在常温下利用冲模在压力机上对材料施加压力，使其产生分离冷冲压是在常温下利用冲模在压力
18、机上对材料施加压力，使其产生分离或变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件的加工方法。它是压力或变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件的加工方法。它是压力加工方法的一种，是机械制造中先进的加工方法之一。因为它通常是在加工方法的一种，是机械制造中先进的加工方法之一。因为它通常是在室温下进行加工，所以称为冷冲压。又因为它主要是用板料加工成零件，室温下进行加工，所以称为冷冲压。又因为它主要是用板料加工成零件，所以又称为板料冲压。冷冲压不但可以加工金属材料，而且还可以加工所以又称为板料冲压。冷冲压不但可以加工金属材料，而且还可以加工非金属材料。非金属材料。1.1.2 冲压加工的特点及其应用冲压加工的
19、特点及其应用 n冷冲压加工与其他加工方法相比，有以下特点：冷冲压加工与其他加工方法相比，有以下特点：n(1)用冷冲压加工方法可以得到形状复杂、用其他加工方法难以加工的工件，如薄壳零用冷冲压加工方法可以得到形状复杂、用其他加工方法难以加工的工件，如薄壳零件等。冷冲压件的尺寸精度是由模具保证的，因此，尺寸稳定，互换性好。件等。冷冲压件的尺寸精度是由模具保证的，因此，尺寸稳定，互换性好。n(2)材料利用率高、工件重量轻、刚性好、强度高、冲压过程耗能少。因此，工件的成材料利用率高、工件重量轻、刚性好、强度高、冲压过程耗能少。因此，工件的成本较低。本较低。n(3)操作简单、劳动强度低、易于实现机械化和自
20、动化、生产率高。操作简单、劳动强度低、易于实现机械化和自动化、生产率高。n(4)冲压加工中所用的模具结构一般比较复杂，生产周期较长、成本较高。因此，在单冲压加工中所用的模具结构一般比较复杂，生产周期较长、成本较高。因此，在单件、小批量生产中采用冲压工艺受到一定限制。冲压工艺多用于成批、大量生产。近年来件、小批量生产中采用冲压工艺受到一定限制。冲压工艺多用于成批、大量生产。近年来发展的简易冲模、组合冲模、锌基合金冲模等为单件、小批量生产采用冲压工艺创造了条发展的简易冲模、组合冲模、锌基合金冲模等为单件、小批量生产采用冲压工艺创造了条件。件。n综上所述，冷冲压与其他加工方法相比，具有独到的特点，所
21、以在工业生产中，尤其在大综上所述，冷冲压与其他加工方法相比，具有独到的特点，所以在工业生产中，尤其在大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门都越来越多地采用冷冲压加工产品零部件，批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门都越来越多地采用冷冲压加工产品零部件，如汽车、拖拉机、电器、仪表、电子、国防以及日用品等行业。在这些工业部门中，冲压如汽车、拖拉机、电器、仪表、电子、国防以及日用品等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当大，不少过去用铸造、锻造、切削加工方法制造的零件，现在已被质件所占的比重都相当大，不少过去用铸造、锻造、切削加工方法制造的零件，现在已被质量轻、刚度好的冲压件所代替。据
22、粗略统计，在汽车制造业中有量轻、刚度好的冲压件所代替。据粗略统计，在汽车制造业中有60 70的零件是采的零件是采用冲压工艺制成的，冷冲压生产所占的劳动量为整个汽车工业劳动量的用冲压工艺制成的，冷冲压生产所占的劳动量为整个汽车工业劳动量的25 30。在。在机电及仪器、仪表生产中有机电及仪器、仪表生产中有60 70的零件是采用冷冲压工艺来完成的。在电子产品的零件是采用冷冲压工艺来完成的。在电子产品中，冲压件的数量约占零件总数的中，冲压件的数量约占零件总数的85以上。通过冲压加工制造，大大提高了生产率，降以上。通过冲压加工制造，大大提高了生产率，降低了成本。低了成本。1.1.3 冷冲压的现状和发展动
23、向冷冲压的现状和发展动向 n随着近代工业的发展，对冷冲压提出了越来越高的要求，因而也促进了冷冲压技术的迅速随着近代工业的发展，对冷冲压提出了越来越高的要求，因而也促进了冷冲压技术的迅速发展。发展。n1.冲压工艺方面n提高劳动生产率及产品质量，降低成本和扩大冲压工艺应用范围的各种冲压新工艺，是研提高劳动生产率及产品质量，降低成本和扩大冲压工艺应用范围的各种冲压新工艺，是研究和推广的大方向。究和推广的大方向。n冷挤压是一种生产率高、产品质量好的先进加工工艺。用冷挤压方法生产的零件一般不需冷挤压是一种生产率高、产品质量好的先进加工工艺。用冷挤压方法生产的零件一般不需要或只需要进行少量切削加工。目前，
24、冷挤压不但用于生产有色金属零件，而且还用于生要或只需要进行少量切削加工。目前，冷挤压不但用于生产有色金属零件，而且还用于生产黑色金属零件。随着模具设计与制造技术及模具材料的发展，冷挤压的应用范围将越来产黑色金属零件。随着模具设计与制造技术及模具材料的发展，冷挤压的应用范围将越来越广泛。越广泛。n精密冲裁是提高冲裁零件质量的有效方法。它可以扩大冲压加工范围。目前，精冲技术已精密冲裁是提高冲裁零件质量的有效方法。它可以扩大冲压加工范围。目前，精冲技术已用于大型、厚、硬材料的加工。精密冲裁加工零件的厚度已达用于大型、厚、硬材料的加工。精密冲裁加工零件的厚度已达25 mm。一部分过去用切。一部分过去用
25、切削加工方法生产的零件现在已改为用精密冲裁方法制造。不仅如此，三维精冲件已在生产削加工方法生产的零件现在已改为用精密冲裁方法制造。不仅如此，三维精冲件已在生产中开发和应用。中开发和应用。n超塑性成形方法具有突出的特点，即能在很低的变形抗力下得到非常大的变形，这对于制超塑性成形方法具有突出的特点，即能在很低的变形抗力下得到非常大的变形，这对于制造形状复杂和大型板料零件具有突出的优越性，可以用一次成形代替多道普通的冲压成形造形状复杂和大型板料零件具有突出的优越性，可以用一次成形代替多道普通的冲压成形工序。目前，这种新工艺虽然还处于开发和推广应用阶段，但在实际生产中已显示出其优工序。目前，这种新工艺
26、虽然还处于开发和推广应用阶段，但在实际生产中已显示出其优越性，可用超塑性加工的金属材料的品种也正在不断增加。越性，可用超塑性加工的金属材料的品种也正在不断增加。1.1.3 冷冲压的现状和发展动向冷冲压的现状和发展动向 n2.冲模方面n冲模是实现冲压生产的基本条件。在冲模的设计和制造上，目前正朝着以下两方面发展。一方面，为了冲模是实现冲压生产的基本条件。在冲模的设计和制造上，目前正朝着以下两方面发展。一方面，为了适应高速、自动、精密、安全等大批量现代化生产的需要，冲模正向高效率、高精度、高寿命、自动化适应高速、自动、精密、安全等大批量现代化生产的需要，冲模正向高效率、高精度、高寿命、自动化方向发
27、展。在我国，工位数达方向发展。在我国，工位数达37位甚至更多的级进模，寿命达千万次以上甚至亿次的硬质合金模，精位甚至更多的级进模，寿命达千万次以上甚至亿次的硬质合金模，精度和自动化程度相当高的冲模都已经应用在生产中。同时，由于这样的冲模对加工、装配、调整、维修度和自动化程度相当高的冲模都已经应用在生产中。同时，由于这样的冲模对加工、装配、调整、维修要求很高，因此各种高效、精密、数控、自动化的模具加工机床和检测设备也正在迅速发展，如我国的要求很高，因此各种高效、精密、数控、自动化的模具加工机床和检测设备也正在迅速发展，如我国的数控铣床、数控加工中心和坐标磨床等先进模具加工设备已达到一定的水平。另
28、一方面，为了产品更新数控铣床、数控加工中心和坐标磨床等先进模具加工设备已达到一定的水平。另一方面，为了产品更新换代和试制或小批量生产的需要，锌基合金模、聚氨酯橡胶模、薄板冲模、钢带冲模、组合冲模等各种换代和试制或小批量生产的需要，锌基合金模、聚氨酯橡胶模、薄板冲模、钢带冲模、组合冲模等各种简易冲模及其制造工艺也得到迅速发展。为适应汽车工业的发展，大型覆盖件冲模设计与制造水平也有简易冲模及其制造工艺也得到迅速发展。为适应汽车工业的发展，大型覆盖件冲模设计与制造水平也有很大提高，已能生产成套轿车覆盖件模具。很大提高，已能生产成套轿车覆盖件模具。n在模具材料及热处理、模具表面处理等方面，国内外都进行
29、了不少研制工作，并取得了很好的实际效果，在模具材料及热处理、模具表面处理等方面，国内外都进行了不少研制工作，并取得了很好的实际效果，如如65Nb、LDl、012Al、CG2等就是我国研制的性能优良的冲模材料。等就是我国研制的性能优良的冲模材料。n模具的标准化和专业化生产，已得到模具行业的广泛重视。这是由于模具标准化是组织模具专业化生产模具的标准化和专业化生产，已得到模具行业的广泛重视。这是由于模具标准化是组织模具专业化生产的前提，而模具的专业化生产是提高模具质量、缩短模具制造周期、降低成本的关键。我国已经颁布了的前提，而模具的专业化生产是提高模具质量、缩短模具制造周期、降低成本的关键。我国已经
30、颁布了冷冲压术语、冷冲模零部件的国家标准。冲模的专业化生产正处于积极组织和实施之中。但总的来说，冷冲压术语、冷冲模零部件的国家标准。冲模的专业化生产正处于积极组织和实施之中。但总的来说，我国冲模的标准化和专业化水平还是比较低的。我国冲模的标准化和专业化水平还是比较低的。n模具的计算机辅助设计模具的计算机辅助设计(CAD)与计算机辅助制造与计算机辅助制造(CAM)也已引起国内外模具行业的极大重视。可以说，计也已引起国内外模具行业的极大重视。可以说，计算机辅助设计与制造是冲压工艺编制及冲模设计与制造走向全盘自动化的重大措施。由于采用了算机辅助设计与制造是冲压工艺编制及冲模设计与制造走向全盘自动化的
31、重大措施。由于采用了CADCAM技术，不仅使冲模设计和制造周期大为缩短，而且提高了质量。因而它的开发和应用已成为当技术，不仅使冲模设计和制造周期大为缩短，而且提高了质量。因而它的开发和应用已成为当前冲模乃至其他模具技术发展中引人注目的课题。前冲模乃至其他模具技术发展中引人注目的课题。1.1.3 冷冲压的现状和发展动向冷冲压的现状和发展动向 n3.冲压设备和冲压生产自动化方面n性能良好的冲压设备是提高冲压生产技术水平的基本条件。高精度、高寿命、高效率的冲性能良好的冲压设备是提高冲压生产技术水平的基本条件。高精度、高寿命、高效率的冲模需要高精度、高自动化的压力机与之相匹配。目前主要是从两个方面予以
32、研究和发展：模需要高精度、高自动化的压力机与之相匹配。目前主要是从两个方面予以研究和发展：一是对目前我国大量使用的普通冲压设备加以改进，即在普通压力机的基础上加上送料装一是对目前我国大量使用的普通冲压设备加以改进，即在普通压力机的基础上加上送料装置和检测装置，以实现半自动化或全自动化生产，改进冲压设备结构，保证必要的刚度和置和检测装置，以实现半自动化或全自动化生产，改进冲压设备结构，保证必要的刚度和精度，提高其工艺性能，以提高冲压件精度，延长冲模使用寿命；二是积极发展高速压力精度，提高其工艺性能，以提高冲压件精度，延长冲模使用寿命；二是积极发展高速压力机和多工位自动压力机，开发数控压力机、冲压
33、柔性制造系统机和多工位自动压力机，开发数控压力机、冲压柔性制造系统(FMS)及各种专用压力机，及各种专用压力机，以满足大批量生产的需要。以满足大批量生产的需要。n4.冷冲压基本原理的研究n冷冲压工艺及冲模设计与制造方面的发展，均与冲压变形基本原理的研究取得进展是分不冷冲压工艺及冲模设计与制造方面的发展，均与冲压变形基本原理的研究取得进展是分不开的。例如，板料冲压工艺性能的研究，冲压成形过程应力应变分析和计算机模拟，板料开的。例如，板料冲压工艺性能的研究，冲压成形过程应力应变分析和计算机模拟，板料变形规律的研究，从坯料变形规律出发进行坯料与冲模之间相互作用的研究，在冲压变形变形规律的研究，从坯料
34、变形规律出发进行坯料与冲模之间相互作用的研究，在冲压变形条件下的摩擦、润滑机理方面的研究等，为逐步建立起紧密结合生产实际的先进的冲压工条件下的摩擦、润滑机理方面的研究等，为逐步建立起紧密结合生产实际的先进的冲压工艺及冲模设计方法打下了基础。因此，可以说冲压成形基本理论的研究是提高冲压技术的艺及冲模设计方法打下了基础。因此，可以说冲压成形基本理论的研究是提高冲压技术的基础。基础。1.1.4 冲压基本工序的分类冲压基本工序的分类 n冷冲压加工的零件，由于其形状、尺寸、精度要求、生产批量、原材料性能等各不相同，冷冲压加工的零件，由于其形状、尺寸、精度要求、生产批量、原材料性能等各不相同，因此生产中所
35、采用的冷冲压工艺方法也是多种多样的，但概括起来可分为分离工序和成形因此生产中所采用的冷冲压工艺方法也是多种多样的，但概括起来可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序是指使板料按一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和切断面质工序两大类。分离工序是指使板料按一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和切断面质量的冲压件量的冲压件(俗称冲裁件俗称冲裁件)的工序；成形工序是指坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获的工序；成形工序是指坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。得一定形状和尺寸的冲压件的工序。n上述两类工序，按冲压方式不同又可分为很多基本工序，见表上述两类工序，按冲压方式
36、不同又可分为很多基本工序，见表1.1、表、表1.2。n冲压生产的自动化是提高劳动生产率和改善劳动条件的有效措施。由于冷冲压操作简单，冲压生产的自动化是提高劳动生产率和改善劳动条件的有效措施。由于冷冲压操作简单，坯料和工序件形状比较规则，一致性好，所以容易实现生产的自动化。冲压生产的自动化坯料和工序件形状比较规则，一致性好，所以容易实现生产的自动化。冲压生产的自动化包括原材料的输送、冲压工艺过程及检测、冲模的更换与安装、废料处理等各个环节，但包括原材料的输送、冲压工艺过程及检测、冲模的更换与安装、废料处理等各个环节，但最基本的是压力机自动化和冲模自动化。最基本的是压力机自动化和冲模自动化。n在实
37、际生产中，当生产批量大时，如仅以表中所列的基本工序组成冲压工艺过程，则生产在实际生产中，当生产批量大时，如仅以表中所列的基本工序组成冲压工艺过程，则生产率可能很低，不能满足生产需要。因此，一般采用组合工序，即把两个以上的单独工序组率可能很低，不能满足生产需要。因此，一般采用组合工序，即把两个以上的单独工序组合成一道工序，构成所谓复合、级进、复合合成一道工序，构成所谓复合、级进、复合-级进的组合工序。级进的组合工序。n上述冲压成形的分类方法比较直观，真实地反映出各类零件的实际成形过程和工艺特点，上述冲压成形的分类方法比较直观，真实地反映出各类零件的实际成形过程和工艺特点，便于制定各类零件的冲压工
38、艺并进行冲模设计，在实际生产中得到广泛的应用。如把各种便于制定各类零件的冲压工艺并进行冲模设计，在实际生产中得到广泛的应用。如把各种成形按其成形时变形区的应力和应变特点加以归类，这就是另一种冲压成形的分类方法。成形按其成形时变形区的应力和应变特点加以归类，这就是另一种冲压成形的分类方法。按此分类法，即把冷冲压成形方法分为伸长类变形和压缩类变形，它能充分反映出各类成按此分类法，即把冷冲压成形方法分为伸长类变形和压缩类变形，它能充分反映出各类成形变形区的受力与变形特点，反映出同类成形的共同规律，对解决问题具有很大的实际意形变形区的受力与变形特点，反映出同类成形的共同规律，对解决问题具有很大的实际意
39、义。义。1.1.4 冲压基本工序的分类冲压基本工序的分类 1.1.4 冲压基本工序的分类冲压基本工序的分类 1.1.4 冲压基本工序的分类冲压基本工序的分类 1.1.5 冲模分类冲模分类 n(1)按工序性质分类按工序性质分类n可分为落料模、冲孔模、切断模、切边模、切舌模、剖切模、整修模、精冲模等。可分为落料模、冲孔模、切断模、切边模、切舌模、剖切模、整修模、精冲模等。n(2)按工序组合程度分类按工序组合程度分类 n可分为以下三种：可分为以下三种：n单工序模单工序模(俗称简单模俗称简单模)，即在一副模具中只完成一种工序，如落料、冲孔、切边等。，即在一副模具中只完成一种工序，如落料、冲孔、切边等。
40、n级进模级进模(俗称连续模俗称连续模)，即在压力机一次行程中，在模具的不同位置上同时完成数道冲压工序。级进模所，即在压力机一次行程中，在模具的不同位置上同时完成数道冲压工序。级进模所完成的同一零件的不同冲压工序是按一定顺序、相隔一定步距排列在模具的送料方向上的，压力机一次完成的同一零件的不同冲压工序是按一定顺序、相隔一定步距排列在模具的送料方向上的，压力机一次行程得到一个或数个冲压件。行程得到一个或数个冲压件。n复合模，即在压力机的一次行程中，在一副模具的同一位置上完成数道冲压工序。压力机一次行程一般复合模，即在压力机的一次行程中，在一副模具的同一位置上完成数道冲压工序。压力机一次行程一般得到
41、一个冲压件。得到一个冲压件。n(3)按冲模有无导向装置和导向方法分类按冲模有无导向装置和导向方法分类n可分为无导向的开式模和有导向的导板模、导柱模。可分为无导向的开式模和有导向的导板模、导柱模。n(4)按送料、出件及排除废料的自动化程度分类按送料、出件及排除废料的自动化程度分类 n可分为手动模、半自动模和自动模。可分为手动模、半自动模和自动模。n另外，按送料步距定位方法不同可分为挡料销式、导正销式、侧刃式等模具。按卸料方法不同可分为刚另外，按送料步距定位方法不同可分为挡料销式、导正销式、侧刃式等模具。按卸料方法不同可分为刚性卸料式和弹性卸料式等模具。按凸、凹模材料不同可分为钢模、硬质合金模、钢
42、带冲模、锌基合金模、性卸料式和弹性卸料式等模具。按凸、凹模材料不同可分为钢模、硬质合金模、钢带冲模、锌基合金模、橡胶冲模等。橡胶冲模等。n对于一副冲模，上述几种特征可能兼有，如导柱导套导向、固定卸料、侧刃定距的冲孔落料级进模等。对于一副冲模，上述几种特征可能兼有，如导柱导套导向、固定卸料、侧刃定距的冲孔落料级进模等。1.1.6 常用冷冲压材料常用冷冲压材料 n冲压用材料大部分是各种规格的板料、带料和块料。板料的尺寸较大，一般用于大型零件的冲压。对于冲压用材料大部分是各种规格的板料、带料和块料。板料的尺寸较大，一般用于大型零件的冲压。对于中小型零件，多数是将板料剪裁成条料后使用。带料中小型零件，
43、多数是将板料剪裁成条料后使用。带料(又称卷料又称卷料)有各种规格的宽度，展开长度可达几十有各种规格的宽度，展开长度可达几十米，适用于大批量生产的自动送料。块料只用于少数钢号和价钱昂贵的有色金属的冲压。米，适用于大批量生产的自动送料。块料只用于少数钢号和价钱昂贵的有色金属的冲压。n冷冲压常用材料有黑色金属、有色金属及非金属材料等几类。冷冲压常用材料有黑色金属、有色金属及非金属材料等几类。n1.黑色金属 n黑色金属有普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、合金结构钢、碳素工具钢、不锈钢、电工硅钢等。黑色金属有普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、合金结构钢、碳素工具钢、不锈钢、电工硅钢等。n对冷轧钢板，根据国家
44、标准对冷轧钢板，根据国家标准GB70888规定，按轧制精度规定，按轧制精度(钢板厚度精度钢板厚度精度)可分为可分为A、B级：级：nA较高精度；较高精度；nB普通精度。普通精度。n对厚度对厚度4mm以下的优质碳素结构钢冷轧薄钢板，根据以下的优质碳素结构钢冷轧薄钢板，根据GBT 132371991规定，按钢板表面质量可规定，按钢板表面质量可分为分为I、三组。按拉深级别又分为三组。按拉深级别又分为Z、S、P三级：三级：nI 高级的精整表面；高级的精整表面；n较高级的精整表面；较高级的精整表面；n普通的精整表面。普通的精整表面。nZ 最深拉深级；最深拉深级；nS 深拉深级；深拉深级；nP 普通拉深级。
45、普通拉深级。1.1.6 常用冷冲压材料常用冷冲压材料 n2.有色金属 n有色金属有纯铜、黄铜、青铜、铝等。有色金属有纯铜、黄铜、青铜、铝等。n3.非金属材料 n非金属材料有纸板、胶木板、橡胶板、塑料板、纤维板和云母等。非金属材料有纸板、胶木板、橡胶板、塑料板、纤维板和云母等。n在冲压工艺资料和图样上，对材料的表示方法有特殊的规定。现以优质在冲压工艺资料和图样上，对材料的表示方法有特殊的规定。现以优质碳素结构钢冷轧薄钢板标记为例。碳素结构钢冷轧薄钢板标记为例。n例例 08钢，尺寸钢，尺寸1.0 mml000 mml500 mm，普通精度，较高级的，普通精度，较高级的精整表面，深拉深级的冷轧钢板表
46、示为精整表面，深拉深级的冷轧钢板表示为n关于材料的牌号、规格和性能，可查阅有关设计资料和标准。关于材料的牌号、规格和性能，可查阅有关设计资料和标准。1.2 冲压设备简介冲压设备简介 u1.2.1 曲柄压力机曲柄压力机 u1.2.2 液压机液压机 1.2 冲压设备简介冲压设备简介 n压力机就是用来对放置于模具中的材料实现压力加工的机械。对被加工压力机就是用来对放置于模具中的材料实现压力加工的机械。对被加工材料施加压力的反作用力，由机械本身承受。压力机可根据产生与传递材料施加压力的反作用力，由机械本身承受。压力机可根据产生与传递压力的机理来分类：使用液体传递压力的为液压机；使用气体传递压力压力的机
47、理来分类：使用液体传递压力的为液压机；使用气体传递压力的为气动压力机；以电磁力做功的称为电磁压力机；以机械机构传递压的为气动压力机；以电磁力做功的称为电磁压力机；以机械机构传递压力的即为机械传动类压力机，曲柄压力机属于机械传动类压力机，它是力的即为机械传动类压力机，曲柄压力机属于机械传动类压力机，它是重要的锻压设备。它能进行各种冲压和模锻工艺，直接生产出零件或毛重要的锻压设备。它能进行各种冲压和模锻工艺，直接生产出零件或毛坯。因此，曲柄压力机在汽车、拖拉机、电器、仪表、电子、医疗机械、坯。因此，曲柄压力机在汽车、拖拉机、电器、仪表、电子、医疗机械、动力机械、国防以及日用品等工业部门得到了广泛的
48、应用。动力机械、国防以及日用品等工业部门得到了广泛的应用。1.2.1 曲柄压力机曲柄压力机n1.曲柄压力机的用途和分类n在生产中，为了适应不同的工艺要求，采用各种不同类型的曲柄压力机。这些压力机都具在生产中，为了适应不同的工艺要求，采用各种不同类型的曲柄压力机。这些压力机都具有自己的独特结构形式及作用特点。通常可根据曲柄压力机的工艺用途及结构特点进行分有自己的独特结构形式及作用特点。通常可根据曲柄压力机的工艺用途及结构特点进行分类。类。n按工艺用途曲柄压力机可分为通用压力机和专用压力机两大类。通用压力机适用于多种工按工艺用途曲柄压力机可分为通用压力机和专用压力机两大类。通用压力机适用于多种工艺
49、用途，如冲裁、弯曲、成形、浅拉深等。而专用压力机用途较单一，如拉深压力机、板艺用途，如冲裁、弯曲、成形、浅拉深等。而专用压力机用途较单一，如拉深压力机、板料折弯机、剪切机、挤压机、冷镦自动机、高速压力机、板冲多工位自动机、精压机、热料折弯机、剪切机、挤压机、冷镦自动机、高速压力机、板冲多工位自动机、精压机、热模锻压力机等，都属于专用压力机。模锻压力机等，都属于专用压力机。n按机身的结构形式不同，曲柄压力机可分为开式压力机和闭式压力机。按机身的结构形式不同，曲柄压力机可分为开式压力机和闭式压力机。n开式压力机的机身形状类似英文字母开式压力机的机身形状类似英文字母C，如图，如图1.1所示，其机身前
50、面及左右均敞开，操作空所示，其机身前面及左右均敞开，操作空间大。但机身刚度差，压力机在工作负荷的作用下会产生角变形，影响精度。所以，这类间大。但机身刚度差，压力机在工作负荷的作用下会产生角变形，影响精度。所以，这类压力机的吨位都比较小，一般在压力机的吨位都比较小，一般在2000 kN以下。开式压力机又可分为单柱压力机和双柱压以下。开式压力机又可分为单柱压力机和双柱压力机两种。图力机两种。图1.1所示的双柱压力机，其机身后壁有开口，形成两个立柱，故称双柱压力所示的双柱压力机，其机身后壁有开口，形成两个立柱，故称双柱压力机。双柱压力机便于向后方排料。此外，开式压力机按照工作台的结构特点又可分为可倾