冲压加工概述与冲压设备

福州大学 冲 压 成 形 产 品 日 常 用 品 冲压成形产品 高科技产品 汽 车 覆 盖 件 飞 机 蒙 皮 冲压加工是制造业中 最常用 的一种材料成形加工方法。 冷冲模设计 第一章 冲压加工概述与冲 压设备 第二章 冷冲压常用材料 第三章 冲裁工艺 第四章 冷冲压模具的结构 与设计 第五章 弯曲工艺及弯曲 模 第六章 拉伸工艺及拉伸 模 第七章 其他冲压成型 第八章 冲压工艺过程的制 定 第一章 冲压加工概述与冲压设备 第一节 冲压加工概 论 第二节 冷冲压设备 第一节 冲压加工概论 一、 冷冲压的概念 二、 冷冲压工序的分 类 三、 冷冲压工艺的特 点及其应用 四、应用实例 一、冷冲压的概念 冷冲压是在 常温下 利用冲模在压力机上对材料施加压 力，使其产生分离或变形，从而获得一定形状、尺寸 和性能的零件的加工方法，属于压力加工范畴。 冲压 ： 冲 压 生 产 场 景 室温下 压力机 模具 材料 分离或塑性变形。 二、冷冲压工序的分类 冷 冲压工艺按照材料变形的机理可以分为两大类：分离 工序和变形工序。 A) 分离工序：将冲压件或毛坯沿一定轮廓相 互分离；通常又称为冲裁工序 B) 变形工序：在材料不产生破坏的前提下 使毛坯发生塑性变形，成为所需要的形状及 尺寸的制件 ,变形工序主要有弯曲、拉深、 成形等。 冷冲压的五个基本工序 C) 在实际的工程应 用上，根据工厂的实 际情况，通常将冷冲 压分为五个工序，称 为冷冲压的五个基本 工序： 1、 冲裁 2、 弯曲 3、 拉伸 4、 成型 5、 立体压制 冲 裁 用模具沿封闭的轮 廓曲线冲切，使材 料产生分离或局部 分离 相关链接： 冲裁 1 冲裁 2 弯 曲 用模具将材料弯成一 定角度或一定形状 相关链接： 弯曲模具 拉 伸 用模具将材料压成任 意形状的空心件 相关链接： 拉伸模具 成型、立体压制 成型：用模具将材料局部变形，包括起伏成型 和翻边等 立体压制：通过迫使材料产生塑性流动，得到 所需要的工件，包括冷挤压、顶镦等 冷 冲 压 工 序 的 分 类 冷冲压工序表格 三、 冷冲压工艺的特点及其应用 a) 用冷冲压加工方法可以得到形状复杂 、 用其他 加工方法难以加工的工件 b) 冷冲压件的尺寸精度是由模具保证的 ， 尺寸稳 定 ， 互换性好 c)材料利用率高 ， 工件重量轻 ， 刚性好 ， 强度高 ， 冲压过程耗能少 ， 工件成本低 d) 操作简单 ， 劳动强度低 ， 易于实现机械化 、 自 动化 ， 生产率高 e) 冲压加工中所使用的模具结构一般比较复杂 ， 生产周期长 四、 冲压技术的发展方向 a) 精密冲裁： 使零件有光洁的断面和高的精度 b) 应用先进工艺 ： 液体、橡胶、超塑性成型等先进工艺，对复杂 零件的成型有明显的效果 c)冲压生产机械化、自动化 ： 研制自动送、退料装置 d) 模具标准化 ： 要有各种规格和精度的模架标准，还要发展典型模 具结构和零部件的标准化工作 e) 发展模具的计算机辅助设计与辅助制造： 用电子计 算机作为信息处理手段，进行最佳判断、计算，实现综合设计，生产人员借助 计算机对模具制造实行监督、控制和管理 五、 应用实例 1、 游戏机币的制造工艺 2、 纪念章的制造工艺 游戏机币的制造工艺 : a) 备料 b) 落料 c)文字 、 图形 （ 成型 ） 起伏成型 d) 去毛刺 e) 清洗 、 电镀 纪念章的制造工艺 : a) 备料 b)文字 、 图形 （ 成型 ） 起伏成型 c) 落料 d) 去毛刺 e) 清洗 、 电镀 第二节 冷冲压设备 一、概述 二、 常见的冲压设备种类（按 工作机构分） 三、 曲柄压力机的基本组成 四、曲柄 压力机部分工作机构 五、 曲柄压力机的主要结构类 型 六、 压力机主要技术参数，及 设备的选用 一、冷冲压设备概述 冷冲压制造工艺的整 个工作系统按照机械 制造工艺的划分原则， 包括：工装、机床、 制件材料 冷冲压机床按照实现机理不同分为 机械压力机 和液压机 机械压力机由机械机构来实 现动力的输入，具体又分为 曲柄压力机和摩擦式压力机 液压机的动力由液压设备来提 供，相对机械压力机来讲，可提 供的压力较大，而且可以实现准 确的压力值、行程的控制，但机 床成本高、工作效率不高 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 。 常用冷冲压设备的工作原理和特点 二、常见的机械式冲压设备种 类（按工作机构分） 1、 曲柄压力机（通称冲床）（其主轴为曲 轴）（包括偏心压力机） 2、 摩擦式压力机：利用螺杆与螺母相对运 动的原理而工作 三、 曲柄压力机的基本组成 a) 床身：或称为支承部件 ， 包括：床身 、 工作台 b) 工作机构：一般为曲柄连杆机构； 包括：曲柄 、 连杆 、 滑块 c) 操纵系统：包括：离合器 、 制动器 d) 传动系统：包括：皮带 、 齿轮传动等机构 e) 能源系统 : 电机 f) 辅助系统： （ 润滑系统 、 保险系统 、 计数装置 、 气垫等 ） 包括：润滑系统 、 保护装置 、 气垫 、 机械手等 曲柄压力机工作机构 : 其主轴为曲柄 组成：曲柄 连杆 滑块 动画 曲柄压力机 :包括曲轴压力机和偏心压力机 四、偏心压力机部分工作机构 偏心压力 机的滑块 行程可以 通过安装 在偏心轴 上的偏心 套筒来实 现行程的 调整。 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 8-操纵机构 滑 块 机 构 的 调 整 原 理 偏心压力机的主 要特点是行程不 大，但可以调节。 o A M 打料机构 在冲压过程中， 为了从上模中打 下工件或废料， 压力机的滑块中 装有打料机构 五、 曲柄压力机的主要结构类型 曲柄压力机床身结构 开式： 床身为弓形，操作方便， 刚性差，一般吨位为 100吨以下 闭式： 两侧封闭， 操作不便，刚性好， 能承受较大压力， 吨位为 100吨以上 按滑块数目 分：压力机 可以分为 单 动 、 双动 以 及 三动 压力 机 六、 压力机主要技术参数， 及设备的选用 冲压设备类型的选用： 压力机主要技术参数，及冲压设备规格的 确定 a) 冲压设备类型的选用： i. 主要根据工艺要求和制件尺寸大小选择 ， 对于一般中小型件的冲裁 、 弯曲和拉深等 工序用开式压力机；对于大型的各种冲压 工序采用闭式压力机 ii. 对于需要较大压边力的拉深工序 ， 则采 用双动压力机；对于校平 、 校正性弯曲 ， 宜采用摩擦式压力机 压力机的型号 ： J A 31 K-160 A 改进设计代号 （设备改进次数，可无） 设备主要参数 （设备公称压力） 特征代号 （ K-数控， G-高速， Z-自动，可无） 列组代号 （设备机构类型） 系列变型设计代号 （用 A、 B 表示，可无） 类代号 （ Y等） b) 压力机主要技术参数， 及冲压设备规格的确定 1、公称压力（吨位） 2、滑块行程（ 2R）： 3、滑块每分钟行程次数： 4、压力机装模高度： 5、压力机工作台尺寸： 6、漏料孔尺寸： 7、模柄孔尺寸： 8、压力机电动机功率： 公称压力（吨位） 63、 100、 160、 250、 400、 指压力机曲柄旋转到离 下止点前某一特定角度 （ 公称压力角 ） （ 约 30 ） 时滑块上所容许 的最大工作压力 。 注意：冲压加工时 ， 作用 在滑块上的总压力应小 于压力机的公称压力 滑块行程 （ 2R） ： 滑块从上止点到下止 点所经过的距离 （ 对 曲柄压力机为曲柄半 径 R的两倍 ） 注意：压力机滑块行 程大小的确定应保证 工件的装卸方便 滑块每分钟行程次数：（一般压力机行程次数 都是固定的） 压力机装模高度： 1. 装模高度 HZ：指滑块在下止点时 ， 滑块底平面 到工作台上垫板下平面的高度 2. 模具高度 HM：指工作终了 （ 闭合状态 ） 时上模 座的上平面至下模座的下平面之间的距离 HZMIN+10HMHZMAX-5 不使用垫板 HZMIN+10HM+H1HZMAX-5 使用垫板 注意：模具的高度应在压力机的最大与最小装模 高度之间 装 模 高 度 的 调 整 模具装模高度可以通过调整连杆的长度来实现 压力机工作台尺寸：（应便于安装固定模具 用的螺钉与压板） 工作台宽度尺寸应大于模具底面 50 70mm 漏料孔尺寸：工件或废料下落通道，或用于 安装模具底部的弹顶装置 下落件或弹顶器的尺寸必须小于中间漏料孔的尺 寸 模柄孔尺寸： 与模柄尺寸（直径）一致，模柄孔深度应大于模 柄高度 压力机电动机功率： 保证冲压时所需功率