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1、模具设计模块模具设计模块(m kui)一一第一页，共49页。模块(m kui)一 冷冲压概述学习目的与要求：学习目的与要求：1.1.掌掌握握冲冲压压和和冲冲模模(chngm)(chngm)概概念念、冲冲压压工工序、应用和冲模序、应用和冲模(chngm)(chngm)分类；分类；2 2.了了解解常常用用冲冲模模(chngm)(chngm)术术语语以以及及冲冲模模(chngm)(chngm)标准；标准；3.3.理理解解屈屈服服准准则则、塑塑性性变变形形时时应应力力应应变变关关系系、体体积积不不变变条条件件、硬硬化化规规律律、卸卸载载弹弹性性恢恢复复规规律律和和反反载载软软化化现现象象、最最小小阻阻
2、力力定定律律等冲压成形基本规律；等冲压成形基本规律；4.4.了了解解冲冲压压成成形形性性能能与与机机械械性性能能关关系系，认认识常见冲压材料；识常见冲压材料；5.5.认识常见冲压设备，掌握选用原则等。认识常见冲压设备，掌握选用原则等。第1页/共49页第二页，共49页。模块(m kui)一 冷冲压概述重点：冷冲压基本工序及应用、冲压设备及选用、冷冲压材料与选用、冲压成形性能与机械性能关系(gun x)、冲模术语和标准。难点：冲压成形基本规律、冲压成形性能与机械性能关系(gun x)。第2页/共49页第三页，共49页。模块(m kui)一 冷冲压概述课题一 冷冲压(chngy)基本工序与冷冲模 一
3、 冷冲压(chngy)基本工序 根据材料的变形特点分类：分离工序、变形工序。分离工序：指该道冲压(chngy)工序完成后，材料变形部分的应力达到了该材料破坏应力b的 数值，造成材料断裂而分离。如冲孔、落料、切断、切边等工序。冲孔(chn kn)落料件第3页/共49页第四页，共49页。模块(m kui)一 冷冲压概述变形工序：变形工序：变形工序：变形工序：指该道冲压工序完成后，材料变形部分指该道冲压工序完成后，材料变形部分指该道冲压工序完成后，材料变形部分指该道冲压工序完成后，材料变形部分的应力超过了该材料屈服应力的应力超过了该材料屈服应力的应力超过了该材料屈服应力的应力超过了该材料屈服应力ss
4、ss的数值但的数值但的数值但的数值但未达到破坏应力未达到破坏应力未达到破坏应力未达到破坏应力bbbb的数值，从而使材料产的数值，从而使材料产的数值，从而使材料产的数值，从而使材料产生生生生(chnshng)(chnshng)(chnshng)(chnshng)塑性变形，并且改变了材料塑性变形，并且改变了材料塑性变形，并且改变了材料塑性变形，并且改变了材料原有的形状和尺寸。如弯曲、拉深、翻边、原有的形状和尺寸。如弯曲、拉深、翻边、原有的形状和尺寸。如弯曲、拉深、翻边、原有的形状和尺寸。如弯曲、拉深、翻边、胀形等工序。胀形等工序。胀形等工序。胀形等工序。拉深件落料冲孔(chn kn)翻边件第4页/
5、共49页第五页，共49页。模块(m kui)一 冷冲压概述变形工序：变形工序：变形工序：变形工序：指该道冲压工序完成后，材料指该道冲压工序完成后，材料指该道冲压工序完成后，材料指该道冲压工序完成后，材料(cilio)(cilio)(cilio)(cilio)变形部分的应力超过了该材料变形部分的应力超过了该材料变形部分的应力超过了该材料变形部分的应力超过了该材料(cilio)(cilio)(cilio)(cilio)屈服应力屈服应力屈服应力屈服应力ssss的数值但未达到破坏的数值但未达到破坏的数值但未达到破坏的数值但未达到破坏应力应力应力应力bbbb的数值，从而使材料的数值，从而使材料的数值，从
6、而使材料的数值，从而使材料(cilio)(cilio)(cilio)(cilio)产生产生产生产生塑性变形，并且改变了材料塑性变形，并且改变了材料塑性变形，并且改变了材料塑性变形，并且改变了材料(cilio)(cilio)(cilio)(cilio)原有原有原有原有的形状和尺寸。如弯曲、拉深、翻边、胀形的形状和尺寸。如弯曲、拉深、翻边、胀形的形状和尺寸。如弯曲、拉深、翻边、胀形的形状和尺寸。如弯曲、拉深、翻边、胀形等工序。等工序。等工序。等工序。拉深件落料冲孔(chn kn)翻边件第5页/共49页第六页，共49页。模块(m kui)一 冷冲压概述冲冲 孔孔工件工件(gngjin)废料废料(fi
7、lio)第6页/共49页第七页，共49页。模块(m kui)一 冷冲压概述工件工件(gngjin)废料废料(filio)落落 料料第7页/共49页第八页，共49页。模块(m kui)一 冷冲压概述弯曲(wnq)拉深翻边第8页/共49页第九页，共49页。模块(m kui)一 冷冲压概述正挤压(j y)反挤压(j y)复合挤压第9页/共49页第十页，共49页。模块(m kui)一 冷冲压概述级进模分解(fnji)第10页/共49页第十一页，共49页。单工序模；复合模；级进模；自动模；精冲模；模架；工作零件；凸模；凹模；凸凹模镶件；拼块；定位零件；定位销；定位板；挡料销；导正销；导料板；定距侧刃；侧
8、刃挡块；止退键；始用挡料销；打杆；废料(filio)切断刀；弹顶器；导向零件；导柱；导套；上模座；下模座；垫板；模柄；浮动模柄；斜楔；滑块；冲模寿命；送料方向等。模块(m kui)一 冷冲压概述1.冲模冲模(chngm)术语术语第11页/共49页第十二页，共49页。模块(m kui)一 冷冲压概述 2.2.冲模零件分类冲模零件分类冲模零件分类冲模零件分类工艺零件：该类零件直接参与完成冲压工艺过程并和坯料直接发生作用。包括工艺零件：该类零件直接参与完成冲压工艺过程并和坯料直接发生作用。包括工艺零件：该类零件直接参与完成冲压工艺过程并和坯料直接发生作用。包括工艺零件：该类零件直接参与完成冲压工艺过
9、程并和坯料直接发生作用。包括工作零件工作零件工作零件工作零件(凸模、凹凸模、凹凸模、凹凸模、凹 模、凸凹模模、凸凹模模、凸凹模模、凸凹模)，定位零件，定位零件，定位零件，定位零件(挡料销和导正销、导料板、定挡料销和导正销、导料板、定挡料销和导正销、导料板、定挡料销和导正销、导料板、定位销和定位板、侧压板、侧刃位销和定位板、侧压板、侧刃位销和定位板、侧压板、侧刃位销和定位板、侧压板、侧刃)，压料、卸，压料、卸，压料、卸，压料、卸 料及出件零部件料及出件零部件料及出件零部件料及出件零部件(卸料板、压边卸料板、压边卸料板、压边卸料板、压边圈、顶件器、推件器圈、顶件器、推件器圈、顶件器、推件器圈、顶件
10、器、推件器)。结构零件：该类零件不直接参与完成冲压工艺过程，也不和坯料直接发生作用，结构零件：该类零件不直接参与完成冲压工艺过程，也不和坯料直接发生作用，结构零件：该类零件不直接参与完成冲压工艺过程，也不和坯料直接发生作用，结构零件：该类零件不直接参与完成冲压工艺过程，也不和坯料直接发生作用，只是对模具完成工只是对模具完成工只是对模具完成工只是对模具完成工 艺过程起保证艺过程起保证艺过程起保证艺过程起保证(bozhng)(bozhng)作用和对模具的功能起完善作作用和对模具的功能起完善作作用和对模具的功能起完善作作用和对模具的功能起完善作用。包括导向零件用。包括导向零件用。包括导向零件用。包括
11、导向零件(导柱、导套、导板、导筒导柱、导套、导板、导筒导柱、导套、导板、导筒导柱、导套、导板、导筒)，固，固，固，固 定零件定零件定零件定零件(上模座、下模座、上模座、下模座、上模座、下模座、上模座、下模座、模柄、凸模固定板、凹模固定板、垫板、限位固定装置模柄、凸模固定板、凹模固定板、垫板、限位固定装置模柄、凸模固定板、凹模固定板、垫板、限位固定装置模柄、凸模固定板、凹模固定板、垫板、限位固定装置)，紧固件以及其他，紧固件以及其他，紧固件以及其他，紧固件以及其他零件零件零件零件(螺钉、销钉、键、斜楔、滑块等螺钉、销钉、键、斜楔、滑块等螺钉、销钉、键、斜楔、滑块等螺钉、销钉、键、斜楔、滑块等)。
12、第12页/共49页第十三页，共49页。模块(m kui)一 冷冲压概述三三三三 模具模具模具模具(mj)(mj)标准化标准化标准化标准化 1.1.意义意义意义意义2.2.体系体系体系体系3.3.冲模标准冲模标准冲模标准冲模标准4.4.标准更新及常用冷冲标准更新及常用冷冲标准更新及常用冷冲标准更新及常用冷冲模标准模标准模标准模标准第13页/共49页第十四页，共49页。课题课题(kt)(kt)二二 金属塑性变形基本金属塑性变形基本知识知识一一 主应力与主应变主应力与主应变 应力：内力应力：内力(nil)(nil)在物体截面在物体截面上分布的密集程度即称为应上分布的密集程度即称为应力，应力又可分为正
13、应力和力，应力又可分为正应力和切切 应力，分别用应力，分别用和和来表来表示。示。应变：物体内部微小平行六面应变：物体内部微小平行六面体的变形称为应变。体的变形称为应变。点的应力状态：是指坯料内每点的应力状态：是指坯料内每一点的应力状况，即该点上一点的应力状况，即该点上所作用的应力的大小、数目所作用的应力的大小、数目与方向与方向 。点的应变状态：点的应变状态点的应变状态：点的应变状态通过单元体的变形来表示；通过单元体的变形来表示；应变是变形体由应力引起的。应变是变形体由应力引起的。模块(m kui)一 冷冲压概述第14页/共49页第十五页，共49页。点的主应力状态(zhungti)主应力图主应变
14、(yngbin)图 模块(m kui)一 冷冲压概述第15页/共49页第十六页，共49页。二二 塑性与变形抗力塑性与变形抗力 塑性：塑性：表示材料塑性变形能力表示材料塑性变形能力(nngl)(nngl)。它是指固体材料在。它是指固体材料在外力作用下发生永久变形而不外力作用下发生永久变形而不破坏其完整性能力破坏其完整性能力(nngl)(nngl)。塑性指标：塑性指标：衡量金属塑性高低的参数。衡量金属塑性高低的参数。常用塑性指标为延伸率常用塑性指标为延伸率和断和断面收缩率面收缩率。模块(m kui)一 冷冲压概述第16页/共49页第十七页，共49页。塑性变形的影响因素塑性变形的影响因素塑性变形的影
15、响因素塑性变形的影响因素 1.1.1.1.变形温度对塑性变形的影响变形温度对塑性变形的影响变形温度对塑性变形的影响变形温度对塑性变形的影响 2.2.2.2.变形速度对金属变形速度对金属变形速度对金属变形速度对金属(jnsh)(jnsh)(jnsh)(jnsh)塑性塑性塑性塑性的影响的影响的影响的影响3.3.3.3.应力状态对塑性变形的影响应力状态对塑性变形的影响应力状态对塑性变形的影响应力状态对塑性变形的影响 模块(m kui)一 冷冲压概述第17页/共49页第十八页，共49页。主应力对金属塑性(sxng)影响排序 模块(m kui)一 冷冲压概述第18页/共49页第十九页，共49页。三三三三
16、 金属超塑性成形金属超塑性成形金属超塑性成形金属超塑性成形 超塑性：在特定超塑性：在特定超塑性：在特定超塑性：在特定(tdng)(tdng)的条件下，的条件下，的条件下，的条件下，拉伸金属试样时，其变形抗力大大拉伸金属试样时，其变形抗力大大拉伸金属试样时，其变形抗力大大拉伸金属试样时，其变形抗力大大地降低，而伸长率超过地降低，而伸长率超过地降低，而伸长率超过地降低，而伸长率超过100%100%。方式：方式：方式：方式：1.1.细晶超塑性细晶超塑性细晶超塑性细晶超塑性 2.2.相变超塑性相变超塑性相变超塑性相变超塑性 模块(m kui)一 冷冲压概述第19页/共49页第二十页，共49页。四四四四
17、 金属塑性变形基本规律金属塑性变形基本规律金属塑性变形基本规律金属塑性变形基本规律弹塑性变形共存规律弹塑性变形共存规律弹塑性变形共存规律弹塑性变形共存规律 ：金属塑性变形阶段必然同时伴随有弹性金属塑性变形阶段必然同时伴随有弹性金属塑性变形阶段必然同时伴随有弹性金属塑性变形阶段必然同时伴随有弹性变形变形变形变形 。真实应力真实应力真实应力真实应力-应变曲线（硬化应变曲线（硬化应变曲线（硬化应变曲线（硬化(ynghu)(ynghu)曲线）曲线）曲线）曲线）：表示硬化：表示硬化：表示硬化：表示硬化(ynghu)(ynghu)规律。这种变化规规律。这种变化规规律。这种变化规规律。这种变化规律可近似用指
18、数曲线表示。律可近似用指数曲线表示。律可近似用指数曲线表示。律可近似用指数曲线表示。=An =An 模块(m kui)一 冷冲压概述第20页/共49页第二十一页，共49页。真实(zhnsh)应力-应变曲线 室温下几种(j zhn)金属的真实应力-应变曲线 模块(m kui)一 冷冲压概述第21页/共49页第二十二页，共49页。四四四四 金属塑性变形基本规律金属塑性变形基本规律金属塑性变形基本规律金属塑性变形基本规律两个两个两个两个(lin)(lin)(lin)(lin)屈服准则：屈服准则：屈服准则：屈服准则：1.1.1.1.屈雷斯加屈服准则屈雷斯加屈服准则屈雷斯加屈服准则屈雷斯加屈服准则 2.
19、2.2.2.密席斯屈服准则密席斯屈服准则密席斯屈服准则密席斯屈服准则 模块(m kui)一 冷冲压概述第22页/共49页第二十三页，共49页。四四 金属塑性变形基本规律金属塑性变形基本规律塑性变形应力应变关系：塑性变形应力应变关系：1.1.塑性变形时体积不变规律塑性变形时体积不变规律 1+2+3=0 1+2+3=0 2.2.反载软化现象：卸载后反向加载反载软化现象：卸载后反向加载(比如比如先拉伸后压缩先拉伸后压缩)，弹性，弹性(tnxng)(tnxng)模数模数E E没有变化没有变化;但反向加载时，材料的屈但反向加载时，材料的屈服点有所降低，我们称这种现象为反服点有所降低，我们称这种现象为反载
20、软化现象。载软化现象。模块(m kui)一 冷冲压概述第23页/共49页第二十四页，共49页。四四 金属塑性变形基本规律金属塑性变形基本规律 塑性变形应力应变塑性变形应力应变(yngbin)(yngbin)关系：关系：3.3.塑性变形全量理论及应用塑性变形全量理论及应用 伸长类变形(bin xng)及破坏形式压缩类变形(bin xng)及破坏形式模块(m kui)一 冷冲压概述第24页/共49页第二十五页，共49页。一一 冷冲压材料的基本要求冷冲压材料的基本要求 对冲压成形对冲压成形(chn xn)(chn xn)性能性能的要求的要求 对表面质量的要求对表面质量的要求 对材料厚度公差的要求对材
21、料厚度公差的要求 二二 常用冲压材料常用冲压材料 黑色金属、有色金属、非金属黑色金属、有色金属、非金属材料材料模块(m kui)一 冷冲压概述课题(kt)三 冷冲压材料第25页/共49页第二十六页，共49页。三三 板料冲压成形性能板料冲压成形性能(xngnng)指标指标1 均匀伸长率均匀伸长率 与总伸长率与总伸长率2 屈强比屈强比 3 硬化指数硬化指数 4 板厚方向性系数板厚方向性系数 5 板平面方向性板平面方向性 四四 板料冲压成形性能板料冲压成形性能(xngnng)试验方法和指试验方法和指标标1 胀形成形性能胀形成形性能(xngnng)试验试验(又称杯突试验、又称杯突试验、爱利克辛试验爱利
22、克辛试验)2.拉深拉深-胀形成形性能胀形成形性能(xngnng)试验试验(又称福又称福井试验、锥杯试验井试验、锥杯试验)模块(m kui)一 冷冲压概述第26页/共49页第二十七页，共49页。拉伸试验(shyn)用试样 拉伸(l shn)曲线 模块(m kui)一 冷冲压概述第27页/共49页第二十八页，共49页。模块(m kui)一 冷冲压概述第28页/共49页第二十九页，共49页。拉深件的凸耳 模块(m kui)一 冷冲压概述第29页/共49页第三十页，共49页。本节内容最好结合生产及教学设备，进行(jnxng)现场教学。模块(m kui)一 冷冲压概述课题(kt)四 冷冲压设备第30页/
23、共49页第三十一页，共49页。一一 剪板机剪板机(剪床剪床(jinchung)(jinchung)平刃剪床(jinchung)1上刀片(dopin);2板材;3下刀片(dopin);4工作台;5滑块 模块一 冷冲压概述第31页/共49页第三十二页，共49页。二二 曲柄曲柄(qbng)(qbng)压力机压力机1.组成组成2.分类分类(fn li)3.规格型号及主参数规格型号及主参数模块(m kui)一 冷冲压概述第32页/共49页第三十三页，共49页。曲柄(qbng)压力机模块(m kui)一 冷冲压概述第33页/共49页第三十四页，共49页。曲轴(qzhu)压力机传动系统1-电机;2-皮带轮;
24、3、4-齿轮;5-离合器;6-连杆 7-滑块 模块(m kui)一 冷冲压概述第34页/共49页第三十五页，共49页。曲柄(qbng)压力机模块(m kui)一 冷冲压概述第35页/共49页第三十六页，共49页。偏心压力机传动系统1-滑块;2-连杆;3-制动装置;4-偏心轴;5-离合器;6-皮带轮;7-电机(dinj);8-操纵机构模块(m kui)一 冷冲压概述第36页/共49页第三十七页，共49页。模块(m kui)一 冷冲压概述自动(zdng)送料装置下传动(chundng)式第37页/共49页第三十八页，共49页。三三 摩擦摩擦(mc)(mc)压力机压力机模块(m kui)一 冷冲压概
25、述第38页/共49页第三十九页，共49页。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(lum);9-螺杆;11-挡块;12-滑块;13-手柄 模块(m kui)一 冷冲压概述第39页/共49页第四十页，共49页。四四 油压机油压机模块(m kui)一 冷冲压概述第40页/共49页第四十一页，共49页。四四 油压机油压机模块(m kui)一 冷冲压概述第41页/共49页第四十二页，共49页。数控冲床(chngchung)模块(m kui)一 冷冲压概述第42页/共49页第四十三页，共49页。五五 压力机的选用压力机的选用(xunyng)(x
26、unyng)(一)压力机类型的选择(二)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.工作台面尺寸5.滑块模柄孔尺寸6.闭合高度7.电动机功率的选择根据工序性质、生产批量、冲件质量等要求进行选择。模块(m kui)一 冷冲压概述第43页/共49页第四十四页，共49页。(三)模具的安装一般次序：1.检查台面、闭合高度(god)、打料装置等。2.根据冲模的闭合高度(god)调整压力机滑块的高度(god)，并分别固定上、下模部分。3.试冲。模块(m kui)一 冷冲压概述第44页/共49页第四十五页，共49页。模块(m kui)一 冷冲压概述压力机名称与模具(mj)安装第45页/共49
27、页第四十六页，共49页。压力压力(yl)(yl)机许用压力机许用压力(yl)(yl)曲线：曲线：冲裁、弯曲时压力(yl)机的吨位应比计算的冲压力(yl)大30%左右。压力机的许用压力曲线(qxin)1压力机许用压力曲线(qxin);2冲裁工艺冲裁力实际变化曲线(qxin);3拉深工艺拉深力实际变化曲线(qxin)滑块下滑到距下极点某一特定的距离Sp或曲柄旋转到距下极点某一特定角度时，所产生的冲击力称为压力机的公称压力。实际冲压力曲线与与压力机许用压力曲线不同步。拉深时压力机吨位应比计算出的拉深力大60%100%。公称压力公称压力：模块一 冷冲压概述第46页/共49页第四十七页，共49页。模具闭
28、合高度模具闭合高度(god)与装模高度与装模高度(god)的关系的关系 指滑块在下止点时，滑块底面到工作指滑块在下止点时，滑块底面到工作(gngzu)(gngzu)台上平面（即垫板下平面）之间的距离。台上平面（即垫板下平面）之间的距离。指压力机的闭合高度指压力机的闭合高度(god)(god)减去垫板厚减去垫板厚度的差值。度的差值。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。Hmin-H+10HHmax-H-5 压力机的闭合高度压力机的闭合高度：压力机的装模高度压力机的装模高度：模具的闭合高度模具的闭合高度：模块一 冷冲压概述第47页/共49页第四十八页，共49页。常用冷冲压设
29、备(shbi)的工作原理和特点类型设备名称工作原理特点机械压力机摩擦压力机 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。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。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。生产率高，适用于各类冲压加工高速冲床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。生产率很高，适用于大批量生产，模具一般采用多工位级进模。液 压机油压机水压机利用帕斯卡原理，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。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。第48页/共49页第四十九页，共49页。