模具设计与制造 作者 杨占尧 第５章 冲压加工基础.pptVIP

第５章 冲压加工基础 学习目的与要求 掌握冲压加工与冲压模具的概念 熟悉冲压加工的基本工序 了解金属塑性变形的基本概念 了解金属塑性条件 熟悉冲压与冲压模具常用材料 熟悉曲柄压力机和液压机的原理与组成 5.1 冲压加工的分类、特点及应用 5.1.1 冲压加工与冲压模具的概念 冲压加工是现代机械制造业中先进、高效的加工方法之一，它是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。冲压加工是少无切削加工的一种主要形式。由于冲压加工通常是在室温下进行加工，所以常常成为冷冲压。又由于它的加工材料主要是板料，所以又称为板料加工。冲压不但可以加工金属材料，还可以加工非金属材料。 在冲压加工中，将材料加工成冲压零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冲压模具或冷冲模。冲压模具在实现冲压加工中是必不可少的工艺装备，没有符合要求的冲压模具，冲压加工就无法进行；没有先进的冲压模具，先进的冲压工艺就无法实现。冲模设计是实现冷冲压加工的关键，一个冲压零件往往要用几副模具才能加工成形。 5.1.2 冲压加工的特点 和其它的加工方法（如机械加工）相比，冲压成形具有以下一些特点： 1. 可以获得其他加工方法不能或难以加工的形状复杂的零件，如汽车覆盖件、车门等。 2. 由于尺寸精度主要由模具来保证，所以加工出的零件质量稳定，一致性好， 具有“一模一样”的特征。 3. 冲压加工是少无切削加工的一种，部分零件冲压直接成型，无需任何再加工，材料利用率高。 4. 可以利用金属材料的塑性变形提高工件的强度、刚度。 5. 生产率高、易于实现自动化。 6. 模具使用寿命长，生产成本相对低。 7. 冲压加工操作简便，但具有一定的危险性，生产中应注意安全。 由于以上特点，冲压生产被广泛用于汽车、拖拉机、电机、电器、仪器仪表以及飞机、国防、日用工业等部门。 5.1.3 冲压加工的基本工序 由于冲压件的形状、尺寸和精度不同，因此，冲压所采用的工序种类各异。据其变形特点，可以分为以下两大类。 分离工序：使板料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和断面质量的冲压件（俗称冲裁件）的工序。分离工序主要包括冲孔、落料、切边等工序。 成形工序：材料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得的一定形状、尺寸和精度冲压件的加工工序。成形工序主要包括弯曲、拉深、翻边、胀形、缩口等。 常用的冲压工序见表1.1。 表5-1 常用的冲压工序 此外，为了提高劳动生产率，常将两个以上的基本工序合并成一个工序，如落料拉深、 切断弯曲、冲孔翻边等，称为复合工序。在生产实际中，对于批量生产的零件绝大部分是采用复合工序。 5.2 板料塑性变形及其基本规律 冲压件的冲压成形过程，实质上是板料的塑性变形过程。关于塑性变形的基本理论，在有关塑性加工力学的著作中已有详尽、系统的论述，这里只对有关理论做简单描述，而不再做细致的讨论。 5.2.1 金属塑性变形的基本概念 1.塑性 塑性是金属在外力作用下，能稳定地发生永久变形而不破坏其完整性的能力。它反映了金属的变形能力，是金属的一种重要的加工性能。塑性的大小可以用塑性指标来评定。如拉伸实验时塑性指标可以用延伸率和断面收缩率来表示。金属的塑性不是固定不变的，它受金属的组织、变形温度、变形速度、制件尺寸等因素的影响。 2.塑性变形 物体在外力的作用下产生变形，取消外力后，物体不能恢复到原始的形状与尺寸，这样的变形称为塑性变形。 3.变形抗力 变形抗力是指金属抵抗形状变化和残余变形的能力。变形抗力反映了材料塑性变形的难易程度。一般来说，塑性好，变形抗力低，对冲压变形是有利的，但不能说某种材料塑性好，变形抗力就一定低。材料进行冷挤压时，在三向压应力作用下表现出很好的塑性，但冷挤压力同样也很大。