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冷冲压概论 a


第一章 概论

1.1 基本概念 1.1.1冷冲压概念 冷冲压概念 冷冲压是建立在金属塑性变形的基础上, 冷冲压是建立在金属塑性变形的基础上,在常温下利 用安装在压力机上的模具对材料施加压力, 用安装在压力机上的模具对材料施加压力,使其产生分离 或塑性变形,从而获得一定形状、 或塑性变形,从而获得一定形状、尺寸和性能的零件的一 种压力加工方法。 种压力加工方

法。

冷冲压模具

1.1.2 冷冲压加工的特点 (1)节省材料 ) 冷冲压属于少、无切削加工方法。 冷冲压属于少、无切削加工方法。

钳口冲片排样图 1-钳口冲片 2-转子片 3-余料

气门顶杆 a)毛坯 b)工件

(2)制品有较好的互换性

(3)冷冲压可以加工壁薄、重量轻、形状复杂、表面 )冷冲压可以加工壁薄、重量轻、形状复杂、 质量好、刚性好的零件。 质量好、刚性好的零件。

(4)生产效率高 )

(5)操作简单 ) 由于冲压所用毛坯是板料或卷料,一般又是冷态加工, 由于冲压所用毛坯是板料或卷料,一般又是冷态加工, 易于实现机械化与自动化 机械化与自动化。 易于实现机械化与自动化。 (6)由于冷冲压生产效率高、材料利用率高,故生产的制 )由于冷冲压生产效率高、材料利用率高, 品成本较低。 品成本较低。

冷冲压加工的一些不足之处 1、冷冲压加工中所用的模具一般比较复杂,生产周期长, 、冷冲压加工中所用的模具一般比较复杂,生产周期长, 成本较高; 成本较高; 2、冷冲压最适合批量较大的生产。对于单件、小批量生 、冷冲压最适合批量较大的生产。对于单件、 冷冲压工艺受到一定限制; 产,冷冲压工艺受到一定限制; 3、冲压适于批量生产,且大部分是手工操作,这样如果 、冲压适于批量生产,且大部分是手工操作, 不重视安全生产和缺乏必要的防护装置, 不重视安全生产和缺乏必要的防护装置,就易发生事 故。

1.2 冷冲压基本工序及模具 一个冲压件常要经过多道冲压工序才能完成。 一个冲压件常要经过多道冲压工序才能完成。其冲 压工序也是多样的,但大致可分为分离工序和塑性成形 压工序也是多样的, 工序两大类。 工序两大类。 (1)分离工序 ) 指在冲压过程中,使冲压件与板料沿一定的轮廓线 指在冲压过程中, 相互分离的工序。 相互分离的工序。 切断:指用凸、凹模(或上、下刀刃) 切断:指用凸、凹模(或上、下刀刃)将板料沿不封闭 的轮廓线断裂分离的一种冲裁工序。 的轮廓线断裂分离的一种冲裁工序。

落料: 指用凸、凹模(或上、下刀刃) 落料: 指用凸、凹模(或上、下刀刃)沿封闭的轮廓 线将制件或毛坯与板料断裂分离的一种冲裁工序。 线将制件或毛坯与板料断裂分离的一种冲裁工序。

冲孔:指用凸、凹模(或上、下刀刃) 冲孔:指用凸、凹模(或上、下刀刃)在毛坯或板料 上,沿不封闭的轮廓线分离出废料得到带孔制件的一 种冲裁工序。 种冲裁工序。

切口:指用凸、凹模(或上、下刀刃) 切口:指用凸、凹模(或上、下刀刃)从毛坯或半成 品制件的内外边缘上,沿不封闭的轮廓断开,而不完 品制件的内外边缘上,沿不封闭的轮廓断开, 全分离成两部分的一种冲裁工序。 全分离成两部分的一种冲裁工序。

切(修)边:指用凸、凹模(或上、下刀刃)从毛坯 指用凸、凹模(或上、下刀刃) 或半成品制件的内外边缘上,沿一定的轮廓分离出废 或半成品制件的内外边缘上, 料的一种冲裁工序。 料的一种冲裁工序。

a)

b)

剖切:指用凸、凹模(或上、下刀刃) 剖切:指用凸、凹模(或上、下刀刃)沿不封闭的轮 廓将半成品制件切离为两个或数个制件的一种冲裁工 序。

整修: 指用凸、凹模(或上、下刀刃) 整修: 指用凸、凹模(或上、下刀刃)沿半成品制件 被冲裁的外缘或内孔修切掉一层材料,以提高制件尺 被冲裁的外缘或内孔修切掉一层材料, 寸精度和降低冲裁截面粗糙度的一种冲裁工序。 寸精度和降低冲裁截面粗糙度的一种冲裁工序。 外缘整修

内缘整修

精密冲裁:指在冲裁的基础上, 精密冲裁:指在冲裁的基础上,采取强力的齿圈压边 与反顶力、接近零的小间隙以及采用小圆角刃口等工 与反顶力、 艺措施而实现板料塑性分离的冲压分离加工方法。 艺措施而实现板料塑性分离的冲压分离加工方法。

半精密冲裁

小间隙圆角刃口冲裁

负间隙冲裁

上、下冲裁

对向凹模冲裁

挤压式冲裁

胀拉冲裁

(2)塑性成形工序 )塑性成形工序 指材料在不破裂的条件下产生塑性变形, 指材料在不破裂的条件下产生塑性变形,从而获得一 定形状、尺寸和精度要求零件的工序。 定形状、尺寸和精度要求零件的工序。 塑性成形工序- 塑性成形工序-弯曲 压弯:指用弯曲模将板料(或丝料、杆件) 压弯:指用弯曲模将板料(或丝料、杆件)或半成品沿弯 曲线弯成一定角度和形状的一种冷冲压成形工序。 曲线弯成一定角度和形状的一种冷冲压成形工序。

卷边: 卷边:指把板料半成品制件的端部弯曲成接近圆筒状的 一种冷冲压成形工序。 一种冷冲压成形工序。

扭曲: 给毛坯或半成品制件以一定扭矩, 扭曲: 给毛坯或半成品制件以一定扭矩,使其扭转成 一定角度的制件或半成品制件的一种冷冲压成形工序。 一定角度的制件或半成品制件的一种冷冲压成形工序。

拉弯:指将板料两端夹紧, 拉弯:指将板料两端夹紧,对板料进行弯曲并带有拉 伸变形,从而获得曲率半径很大的零件的一种冷冲压 伸变形, 成形工序。 成形工序。

塑性成形工序- 塑性成形工序-拉深 拉深:把毛坯拉压成空心体, 拉深:把毛坯拉压成空心体,或者把空心体拉压成外 形更小而板厚没有明显变化的空心体的一种冷冲压成 形工序。 形工序。

变薄拉深: 变薄拉深:凸、凹模之间间隙小于空心毛坯壁厚,把 凹模之间间隙小于空心毛坯壁厚, 空心毛坯加工成侧壁厚度小于毛坯壁厚的薄壁制件的 一种冷冲压成形工序。 一种冷冲压成形工序。

塑性成形工序- 塑性成形工序-成形 成形:使板料或半成品制件产生局部塑性变形, 成形:使板料或半成品制件产生局部塑性变形,按凸 模与凹模的形状直接复制成形的一种冷冲压成形工序。 模与凹模的形状直接复制成形的一种冷冲压成形工序。

胀形:使半成品空心毛坯内部在双向拉应力作用下, 胀形:使半成品空心毛坯内部在双向拉应力作用下, 产生塑性变形,取得凸肚形制件的一种冷冲压成形工 产生塑性变形, 序。

翻边: 翻边:使毛坯或半成品制件的平面部分或曲面部分的 边缘沿一定曲线翻起竖立直边的一种冷冲压成形工序。 边缘沿一定曲线翻起竖立直边的一种冷冲压成形工序。

缩口: 缩口:使管状毛坯或半成品空心制件端部的径向尺寸 缩小的一种冷冲压成形工序。 缩小的一种冷冲压成形工序。

扩口: 扩口:使管状毛坯或半成品空心制件端部的径向尺寸 扩大的一种冷冲压成形工序。 扩大的一种冷冲压成形工序。

整形: 整形:校正制件成准确的形状和尺寸的一种冷冲压成 形工序。 形工序。

校平:指将存在拱弯、 校平:指将存在拱弯、翘曲的板料或平板工序件压平 的一种冷冲压成形工序。 的一种冷冲压成形工序。

1.3 冲压模具的基本结构组成及类型 .
模具基本结构分类 上模部分 正装式 下模部分

冲模结构示意图 1—导柱 2—导套 3—上模座 4—卸料螺钉 5—模柄6—止转销 7—凸模固定 8—垫板 9—橡胶 10—凸模11—凹模 12、19—螺钉 13—挡料销 14—卸料板

按冷冲压模具零部件的功用分为工艺结构零件和辅 助结构零件。 助结构零件。
工作零件 工 艺 构 件 定位零件 凸模 凹模 凸凹模 定位板、定位销 挡料销 导正销 导料板 侧刃 卸料板 推件装置 件装置 压 、 导 导 导板 导 、 模 模 凸、凹模 定板 板 位 销

冷 冲 模 零 、 部 件

压料、卸料

件零部件

导 辅 助 构 件

零件

定零件

零件

1.4 常用冲压模具的类型
(1)单一冲压工序模 在冲压的一次行程中完成一个冲压工序的冲模, 在冲压的一次行程中完成一个冲压工序的冲模,称 为单工序模,也称为简单模。 为单工序模,也称为简单模。

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导套、 导套、导柱落料模

冲孔模

弯曲模

拉深模

(2)连续冲压模(级进模 ) )连续冲压模( 在条料的送进方向上,具有两个或两个以上工位, 在条料的送进方向上,具有两个或两个以上工位, 并在压力机一次行程中, 并在压力机一次行程中,在不同的工位上完成两道或两 道以上冲压工序的冲模,称为级进模。 道以上冲压工序的冲模,称为级进模。

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电机转子多工位级进模

常用级进模的结构类型

冲孔、落料

冲孔、切断

冲孔、弯曲、切断

连续拉深、落料

常用级进模的结构类型

冲孔、切断、弯曲

冲孔、翻边、落料

冲孔、翻边、落料

冲孔、压印、落料

常用级进模的结构类型

冲孔、切断

连续拉深、冲孔、落料

(3)复合冲压模 只有一个工位,并在压力机的一次行程中, 只有一个工位,并在压力机的一次行程中,同时完 成两道或两道以上冲压工序的冲模,称为复合模。 成两道或两道以上冲压工序的冲模,称为复合模。 复合模有正装式和倒装式两种结构 有正装式和倒装式两种结构。 复合模有正装式和倒装式两种结构。

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电机定子、 电机定子、转子复合模

常用复合模的结构类型

落料、冲孔

冲孔、切边

切断、弯曲

落料、拉深、冲孔

常用复合模的结构类型

切断、弯曲、冲孔

落料、拉深、冲孔、翻边

落料、拉深

冲孔、翻边

常用复合模的结构类型

落料、拉深、切边

落料、胀形、冲孔

1.5 冷冲压材料
1.5.1 常用冲压材料 冷冲压工艺适用于多种金属材料及非金属材料。 冷冲压工艺适用于多种金属材料及非金属材料。一 般说来,金属材料既适合于分离工序, 般说来,金属材料既适合于分离工序,也适合于塑性成 形工序;而非金属材料一般仅适合于分离工序。 形工序;而非金属材料一般仅适合于分离工序。 常用金属冲压材料以板料和带料为主, 常用金属冲压材料以板料和带料为主,棒料一般仅 适用于挤压、切断、成形等工序。 适用于挤压、切断、成形等工序。 1.5.2 新型冲压材料 (1)高强度钢板 ) (2)表面处理钢板 ) (3)叠层复合板 ) 1.5.3 模具零件材料的选用 (1)常用模具钢材 ) (2)硬质合金 ) (3)新型冷冲模具钢 )

1.6 冲压设备
1.6.1 压力机的分类和型号
类型名称 机械压力机 液压压力机 自动压力机 拼音代号 J Y Z 锻 类型名称 锤 机 拼音代号 C D Q 类型名称 弯曲校正机 其 他 拼音代号 W T

剪 切 机

例如:JA3I-160A曲轴压力机型号的意义是: 例如: - 曲轴压力机型号的意义是: 曲轴压力机型号的意义是 J-第一类机械压力机 - A-参数与基本型号不同的第一种变型 - 3-第三列 - 1-第一组 - 160-公称吨位为 -公称吨位为160t A-结构和性能对原形作了第一次改进 -

1.6.2 压力机的特点与选用 (1)设备类型的选择 ) 1)根据冲压件大小选择 )
零件大小 小型或 中小型 大中型 选用类型 开式机械 压力机 闭式机械 压力机 特点 有一定的精度和刚度; 有一定的精度和刚度; 操作方便, 操作方便,价格低廉 精度与刚度更高; 精度与刚度更高; 结构紧凑, 结构紧凑,工作平稳 适用工序 分离及成形 深度浅的成形件) (深度浅的成形件) 分离、 分离、成形 深度浅的成形件及复合工序) (深度浅的成形件及复合工序)

2)根据冲压件的生产批量选择 )
冲压件批量 小批量 薄板 厚板 设备类型 通用机械压力机 液压机 高速压力机 多工位自动压力机 特点 速度快、生产效率高、 速度快、生产效率高、质量较稳定 行程不固定, 行程不固定,不会因超载而损坏设备 高效率, 高效率,消除了半成品堆储等问题 适用工序 各种工序 拉深、胀形、 拉深、胀形、弯曲等 冲裁各种工序

大中批量

3)考虑设备的精度与刚度 ) 4)考虑生产现场的实际可能 ) 5)考虑技术上的先进性 )

(2)设备规格的选择 ) 设备规格的选择应根据冲压件的形状大小、 设备规格的选择应根据冲压件的形状大小、模具尺 寸及工艺变形力等进行。 寸及工艺变形力等进行。选择设备规格时主要应考虑以 下几方面: 下几方面: 1)行程 :保证坯料的方便放进与零件的方便取出 ) 2)装配模具的相关尺寸 )装配模具的相关尺寸 压力机的工作台面尺寸应大于模具的平面尺寸, 压力机的工作台面尺寸应大于模具的平面尺寸,还 应有模具安装与固定的余地; 应有模具安装与固定的余地;工作台面中间孔的尺寸要 保证漏料或顺利安装模具顶出料装置; 保证漏料或顺利安装模具顶出料装置;模具上模柄尺寸 应与压力机滑块上模柄孔尺寸一致。 应与压力机滑块上模柄孔尺寸一致。 3)模具的闭合高度与压力机闭合高度: )模具的闭合高度与压力机闭合高度: Hmax-5(mm)≥H+h≥Hmin+10(mm) 4)设备吨位:设备的名义压力要大于所需的变形力, )设备吨位:设备的名义压力要大于所需的变形力, 而且,还要有一定的力量储备,一般为1.3Fmax。 而且,还要有一定的力量储备,一般为


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