第二章_冲压成形概述案例
4、适应产品更新换代快和生产批 量小的特点
为了满足产品更新换代和小批量生产的 需要,发展了一些新的成形工艺(如高能成 形等)、简易模具(如软模和低熔点合金模 等)、数控冲压设备和冲压柔性制造系统 (FMS)等。这样,就使冲压生产既适合大 批量生产,也适合小批量生产。
5、改进板料性能,以提高其成形 能力和使用效果
3、复合工序
把两个或两个以上的基本工序合并成一 个工序,可以提高冲压生产的效率,降低工 件的成本,便于实现自动化生产。 如: —— 冲孔 – 落料 —— 落料 – 拉深 – 切边 —— 落料 – 冲孔 – 弯曲 ……
实现冲压的基本条件:
要实现冲压必须对材料施加作用力, 使得材料产生分离或塑性变形。所以要 具备以下两个条件: (一)冲压模具 冲压模具是实现冲压工艺的工具。 (二)冲压设备 冲压设备是实现冲压时提供外力的装 置。
3、冲压生产的局限性
—— 制模成本高; —— 技术要求高; —— 不适用于单件及小批量生产;
4、冲压工艺在工业生产中的地位和作用
在机械制造业中,冷冲压是一种生产 效率很高的加工工艺,它给生产提供了 及其方便及最有利的条件。冲压工艺的 应用范围很广,大到汽车的覆盖件,小 至钟表及仪器仪表的元件,
大多是冷冲压制成的。统计表明: —— 汽车制造业中,60~75%冲压件 —— 电机仪器仪表业中,60~70% —— 国防工业中,冲压件的比重也相当大
Special forming
* 缩口 —— 将空心件口部直径缩小 * 旋压 —— 毛料随旋压机主轴旋转,赶棒加 压于毛坯,使毛坯逐渐紧贴模具以获得所需 形状和尺寸的制件,有时也称为赶形
* 强力旋压 —— 在旋转状态下,用辊轮 使毛坯逐步成形的方法,有时也称为旋 薄 * 校平与整形 —— 为了提高成形零件的 平整度、尺寸精度或获得小的圆角半径 而采用的成形方法
一些压力机还设有顶出机构、压边装置
1、曲柄压力机
曲柄压力机
– 工作原理 – 模具安装 – 滑块往复运 动完成生产 所需的操作
1、曲柄压力机
曲柄压力机
闭式冲床
开式冲床
1、曲柄压力机
– 前后送料(操作与安 装模具都不方便) – 床身刚度大 – 适合:
精度要求高的轻型压 力机 一般要求的中、大型 压力机
冷冲压基本工序分类图
•冷冲压工序
•分离工序 变形工序 复合工序 装配工序
•
剪 裁 落 料
冲裁
弯曲
拉延
成形
体积冲压
冲 孔
切 口
切 边
弯 曲
扭 曲
拉 延
起 伏
成 形
压 印
冲 眼
1、分离工序(shearing)
是指板料受力后,应力超过材料的强度 极限σ b ,而使板料产生剪裂或局部剪裂。 其目的是在冲压过程中,使冲压件与板 料沿一定的轮廓线相互分离,同时,冲压 件分离断面的质量也要满足一定的要求。
冲压成形概述
2.1 2.2 2.3 2.4
冲压成形特点与分类 冲压模具设计与制造的内容 冲压常用材料 冲压设备简介
在开始本章课程时让我们来看 看如下零件是如何加工的?
航天器发动机喷管
某导弹舵面零件
某导弹翼面零件
汽车发动机用垫圈:
汽车发动机支架:
普通垫片:
常用五金件:
汽车主要零件
黑色金属
– 碳素结构钢板如Q234 优质碳素的结构钢板如08F – 低合金结构钢板如Q345、Q295 电工硅钢板 如D12 D41 – 不锈钢板 如ICN18NI9TI
其他有色金属:
– – – – – 纯铜板 如T1、T2 黄铜板 如 H62,H68 铝板 如1050A(23), 1035(L4) 钛合金板 镍铜全金板
1、曲柄压力机
– 选用内容:
压力机类型选择:
– – – – – 中小型》开式机械压力机 大中型》闭式机械压力机 批量大》高速压力机或多工位自动压力机 薄板冲裁、精密冲裁》刚度高的精密压力机 大型、复杂件》双动、三动压力机
1、曲柄压力机
– 选用内容:
压力机规格选择:
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 公称压力》 滑块行程》 行程次数》 工作台面尺寸》 滑块模柄孔尺寸》 闭合高度》 电动机功率》
1、曲柄压力机
1. 公称压力:
–定义:滑块离开下死点前某一距离 或曲柄旋转至下死点前某一特定角 度(公称压力角)时,滑块上所容 许的最大压力。 –滑块作用力随曲柄旋转角度而变化, 在下死点处为无穷大(时间极短) –许用压力曲线由公称压力来计算
1、曲柄压力机
1.公称压力:
–许用压力曲线:图中1 –冲裁工艺冲裁力实际曲线, 图中2 –拉深工艺拉深力实际曲线, 图中3
2.1 冲压成形特点与分类 2.2 冲压模具设计与制造的内容
2.3
冲压常用材料
2.4 冲压设备简介
1、冲压工艺对材料的要求
1.首先要满足冲压件的使用要求:强度、 刚度、导电性、导热性、重要性、耐腐 蚀等。 2.满足冲压工艺条件应具有良好的塑性 和表面质量、板料的厚度。
2、冲压常用材料的种类
2、成形工序
* 弯曲 —— 把板料沿直线弯成各种形状,可 以加工形状极为复杂的零件 * 拉深 —— 把平板毛坯冲制成各种空心的零 件,也有称之为拉延、压延、引伸
forming
* 变薄拉深 —— 把拉深加工后的空心半 成品进一步加工成底部厚度大于侧壁厚 度的零件 * 成形 —— 把弯曲和拉深以外的许多变 形类工序统称为成形。包括:翻边、局 部成形、胀形、扩口、缩口、旋压、强 力旋压、校平与整形等。
普通冲裁
* 落料 —— 用冲模沿封闭轮廓曲线冲切,冲 下部分是零件。用于制造各种形状的平板零 件 * 冲孔 —— 用冲模按封闭轮廓曲线冲切,冲 下部分是废料 * 切断 —— 用剪刀或冲模沿不封闭轮廓曲线 切断,多用于加工形状简单的平板零件
* 切边 —— 将成形零件的边缘修切整 齐或切成一定的形状 * 剖切 —— 把冲压加工成的半成品切 开成为二个或多个零件,多用于不对 称零件的成双或成组成压成形之后
发展这一技术,最终是实现模具 CAD/CAM一体化。应用这一技术,不 仅可以缩短模具设计制造周期,还 可以提高模具质量,减少设计和制 造人员的重复劳动,使设计者有可 能把精力用在创新开发上。
3、冲压生产的机械化与自动化
为了满足大批量生产的需要,冲压设备 由低速压力机发展到高速自动压力机。国外 还加强了由计算机控制的现代化全自动冲压 加工系统的研究与应用,使冲压生产达到高 度自动化,从而减轻劳动强度和提高生产效 率。punch(500k).wmv
闭式冲床
1、曲柄压力机
曲柄压力机
特点:
– 前面、左右面敞开, 操作与安装模具都不 方便 – 床身刚度小,易变形 – 适合:
一般要求的中、小型 压力机
开式冲床
1、曲柄压力机
曲柄压力机的选用
– 选用原则:冲压工序性质、生产批量大小、 模具外形尺寸、现有设备等 – 选用内容:
压力机类型选择 压力机规格选择
目前世界各先进工业国不断研制出冲压 性能良好的板材,以提高冲压成形能力和使 用效果。例如,研制高强度钢板,用来生产 汽车覆盖件,以减轻零件重量和提高其结构 强度。
2.1 冲压成形特点与分类
2.2
冲压模具设计与制造的内容
2.3 冲压常用材料 2.4 冲压设备简介
包括:冲压工艺设计、模具设计、模具 制造 冲模设计与制造流程图2.swf
精密冲裁
普通冲裁所得工件尺寸精度在IT11以下, 切断面表面粗糙度值Ra为12.5~6.3,且有 锥度。对于一些要求光洁和尺寸精度较高 的零件或要求剪切断面与工件表面垂直的 零件,一般的冲裁方法达不到要求,这样 就发展了精密冲裁工艺。
2、成形工序
是指板料受力后,应力超过了材料的屈 服极限σ s(但小于材料的拉伸强度极限 σ b ),经过塑性变形后,成为一定形状 的零件的加工工序。 其目的是使冲压坯料在不破坏的前提下, 发生塑性变形兵转化成所需要的成品形状。
冲压应用领域
—— 汽车行业的冲压 —— 汽车等行业零部件类冲压 —— 电器件冲压 —— 生活日用品冲压 —— 家用电器部件冲压 —— 航空航天工业、国防工业
航空航天制造业:
汽车制造业:
5、冲压成形分类
由于冲压加工的零件形状、尺寸、精度 要求、批量大小、原材料性能等地不同, 当前在生产中所采用的冲压工艺方法也 是多种多样的。但是,概括起来可以分 为两大类: —— 分离工序 (shearing) —— 成形工序 (forming )
冲裁的内容包括
主要有: 落料 冲孔
blanking piercing
次要有: 切口 剖切或切断 修边
notching parting trimming
冲裁的作用及加工对象
作用有: 零件 毛料
part stock
加工对象非常广泛: 料厚: 0.01 ~ 20(40) 尺寸: 1 x 1 ~ 2000 x 3000 材质: 金属、非金属
坯料 坯料
挤压件
气门顶杆
2、冲压加工的优点
经济方面 —— 原材料省,且利用率高 (一般可达70-90%) —— 操作工艺方便 —— 生产效率高,便于机械化与自动化 —— 成本低
汽车覆盖件
2、冲压加工的优点
技术方面 —— 可以获得用其他加工工艺难以加工 的各种形状复杂的零件与制品; —— 尺寸精度较高,质量稳定,互换性 良好(一般IT8~10,最高达IT7); —— 在材料消耗不大的情况下,可获得 强度高、刚度大、重量轻的零件;