1、冲压工艺与冲模设计 第2版 主编 翁其金 第一章概述1Q一、冷冲压的特点和应用冷冲压是利用安装在压力机上的冲模对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形,从而获得所需要零件(俗称冲压件或冲件)的一种压力加工方法。因其通常是在室温下进行加工,故称为冷冲压。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,而且可以加工非金属材料。冲模是将材料加工成所需冲压件的一种工艺装备。冲模在冷冲压中至关重要,没有符合要求的冲模,冷冲压就无法进行;没有先进的冲模,先进的冲压工艺也就无法实现。冷冲压生产过程的主要特征是依靠冲模和冲压设备完成加工,便于实现自动化,生产率很高,操作简便。1Q
2、二、冷冲压的现状和发展动向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,主要集中在以下几个方面。1.冲压工艺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,冷挤压不但用于生产非铁金属零件,而且还用于生产钢铁材料零件。随着模具设计与制造技术的发展及新型模具材料的应用,冷挤压的应用范围将越来越广泛。1Q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,精密冲裁加工零件的厚度已达25mm,一部分过去用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。超塑性成形方法具有突出的特点,
3、即能在很小的外力下得到非常大的变形。它在制造形状复杂和大型板料零件时显现出其突出的优越性,即可以用一次成形代替多道普通的冲压成形工序。目前,常用的超塑性成形的材料主要有铝合金、镁合金、低碳钢及高温合金等。用液体、橡胶、聚氨酯等作柔软性凸模或凹模来代替刚性凸模或凹模,对板料进行冲压加工时,在特定的生产条件下,具有明显的经济效果。用此种方法能加工出用普通冲压方法难以加工的材料和复杂形状零件,因而在生产中受到人们的重视。1Q2.冲模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、高使
4、用寿命、自动化方向发展。在我国,工位数达37甚至更多的级进模,使用寿命达千万次以上的硬质合金模,精度和自动化程度相当高的冲模都已经应用在生产中。随着汽车工业的迅速发展,大型覆盖件冲压成形及其模具设计制造技术也达到相当高的水平。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得到了飞速的发展。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、组合冲模等各种简易冲模及其制造工艺也得到迅速发展。1Q模具的计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工程(CAE)与计算机辅助制造(CAM)已成为国内
5、外模具行业的主要设计与制造手段。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具有里程碑意义的技术手段。由于采用了CAD/CAE/CAM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。可以预计,模具的CAD/CAE/CAM技术将会有较快的发展。1Q3.冲压设备和冲压生产的自动化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、高使用寿命、高效率的冲模需要高精度、高自动化的压力机与之相匹配。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。1Q4.冷冲压基本原理 冷冲压工艺
6、及冲模设计与制造技术的发展与冲压变形基本原理的研究取得进展是分不开的。例如,材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,材料变形规律的研究,从材料变形规律出发进行材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。在这方面,国内外的学者进行了不少工作,并取得了许多成果。1Q三、冷冲压基本工序的分类 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,因此生产中所采用的冷冲压工艺方法也是多种多样的,概括起
7、来可分为两大类,即分离工序和成形工序。分离工序是指使材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(俗称冲裁件)的工序。成形工序是指材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。上述两类工序,按冲压方式不同又具体分为很多基本工序,见表1-1、表1-2和表1-3。1Q表1-1分离工序1Q表1-1分离工序1Q表1-1分离工序1Q表1-2成形工序1Q表1-2成形工序1Q表1-2成形工序1Q表1-2成形工序1Q表1-2成形工序1Q表1-2成形工序1Q表1-3立体冲压1Q四、学习要求和学习方法解决生产中常见的产品质量、工艺及模具方面的技术问题;能够合理选用冲压设备和设计或选用一般的自动送料和自动出件装置;较广泛了解冲压成形新工艺、新模具及其发展动向。由于冲压工艺及冲模设计是一门实践性和实用性很强的学科,而且它又是以金属学与热处理、塑性力学、金属塑性成形原理、计算机以及许多技术基础学科为基础,与冲压设备、模具制造工艺学密切联系的,因而在学习时必须注意理论联系实际,认真参加实验、实习、设计等重要教学环节,注意综合运用基础学科和相关学科的基本知识。
