冲压模具设计与制造课件

物理与机电工程系主讲：刘孝光冲压模具设计与制造物理与机电工程系主讲：刘孝光1第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础内容简介：内容简介：本章讲述冲压模具设计与制造的基础知识。涉及冲压和冲模概念、冲压工序和冲模分类；常见冲压设备及工作原理、选用原则；冲压成形基本原理和规律；冲压成形性能及模具制造特点、模具零件加工方法及应用等。第一章 冲压模具设计与制造基础内容简介：本章2第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 冲压成形基本概念、冲压设备及选用、冲压成形基本规律及应用、冲压成形性能与机械性能关系、常见模具材料及选用、常用模具零件加工方法及应用。重点：重点：难点：难点：冲压成形基本规律、冲压成形性能与机械性能关系、模具零件加工方法及应用。第一章 冲压模具设计与制造基础 冲压成形基本概念、冲3第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础冲压与冲模概念冲模的分类冲模设计与制造要求冲压技术现状与发展方向冲模重要性第一节 冲压成形与模具技术概述第一章 冲压模具设计与制造基础冲压与冲模概念第一节 冲压成4第一节 冲压成形与模具技术概述冲压冲压：一、冲压与冲模概念第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础1.基本概念冲压生产场景室温下 压力机 模具 材料 分离或塑性变形。第一节 冲压成形与模具技术概述冲压：一、冲压与冲模概念第一章5第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础加工对象：主要金属、非金属板材加工依据：板材冲压成形性能（主要是塑性）加工设备：主要是压力机加工工艺装备：冲压模具冲压模具：冲压模具：在冲压加工中，将材料加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冲压模具（俗称冲模）。一、冲压与冲模概念1.基本概念（续）冲模一种特殊特殊工艺装备。冲模与冲压件有 “一模一样”的关系。冲模没有通用性第一章 冲压模具设计与制造基础加工对象：主要金属、非金属板6第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础1.基本概念（续）合理的冲压工艺先进的模具高效的冲压设备冲压生产的三要素三要素 冲模是冲压生产必不可少必不可少的工艺装备，决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。第一章 冲压模具设计与制造基础1.基本概念（续）合理的冲压72冲压成形加工特点第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础板材:有良好的冲压成形性能有良好的冲压成形性能,冷冲件强度、刚度较原材料得到提高冷冲件强度、刚度较原材料得到提高 模具:成本高成本高,“一模一样一模一样”、质量稳定质量稳定 精度较高，尺寸稳定，互换性好 加工薄壁薄壁、复杂复杂零件,少或无切削加工，节约材料低低耗耗、高效高效、低低成本成本所以，冲压成型适宜批量批量生产生产。一、冲压与冲模概念冲压成形产品示例一日常用品冲压成形产品示例二高科技产品2冲压成形加工特点第一章 冲压模具设计与制造基础板材:有8第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础(1)根据材料的变形特点分：分离工序分离工序：分离工序、成形工序冲压成形时，变形材料内部的应力超过强度极限b，使材料发生断裂而产生分离，从而成形零件。分离工序主要有冲裁和剪裁等。二、冲模1.冲模的分类第一章 冲压模具设计与制造基础(1)根据材料的变形特点分：9冲压模具设计与制造课件10第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础成形工序成形工序：冲压成形时，变形材料内部应力超过屈服极限s，但未达到强度极限b，使材料产生塑性变形，从而成形零件。成形工序主要有弯曲、拉深、翻边等。第一章 冲压模具设计与制造基础成形工序：冲压成形时，变形材11冲压模具设计与制造课件121.冲模的分类冲裁模第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础（2）根据工艺性质分类：利用冲模使材料相互分离的工序。一般冲裁：专指落料与冲孔。落料：使材料沿封闭曲线相互分离，封闭线以内的部分作为冲件，相对于落料件而言，冲出的是工件的外形尺寸。冲孔：使材料沿封闭曲线相互分离，封闭线以外的部分作为冲件（即为冲孔件）。相对于冲孔件而言，冲出的是工件的内形尺寸。落料与冲孔都为沿封闭直线或曲线分离。冲孔落料复合模动画冲孔落料连续模动画落料模动画1.冲模的分类冲裁模第一章 冲压模具设计与制造基础（2）根13弯曲模第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础（2）根据工艺性质分类（续）：将板料、形材、管材、棒料等弯成一定角度，一定曲率，形成一定形状的冲压成形方法叫弯曲。设备可用，折弯机、滚弯机、拉弯机、弯管机等 弯曲变形过程：自由弯曲校正弯曲弹性弯曲塑性弯曲弯曲模动画1连续弯曲模动画2弯曲模第一章 冲压模具设计与制造基础（2）根据工艺性质分类14拉深模第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础（3）根据工序组合程度分类：单工序模、复合模、级进模（2）根据工艺性质分类（续）：将平面坯料在具有一定圆角半径的凸模与凹模作用下变形成开口空心件的冲压成形工序。拉深不变薄拉深不变薄拉深变薄拉深拉深模第一章 冲压模具设计与制造基础（3）根据工序组合程度152.冲模组成零件第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础冲模通常由上、下模两部分构成。组成模具的零件主要有两类：结结构零件构零件：工工艺艺零件零件：二、冲模（续）直接参与工艺过程的完成并和坯料有直接接触，包括工作零件、定位零件、卸料与压料零件等；不直接参与完成工艺过程，也不和坯料有直接接触，只对模具完成工艺过程起保证作用，或对模具功能起完善作用，包括：导向零件、紧固零件、标准件及其它零件等.2.冲模组成零件第一章 冲压模具设计与制造基础冲模通常由上16冲压产品生产流程：三、冲模设计与制造的要求第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础（冲压）产品设计冲压成形工艺设计冲压模具设计冲模制造冲压产品生产相互影响相互关联冲模设计与制造流程图冲压产品生产流程：三、冲模设计与制造的要求第一章 冲压模具17 冲压模具设计与制造包括冲冲压压工工艺设计艺设计、模具模具设计设计与模具模具制造制造三大基本工作。冲压工艺设计是冲模设计的基础和依据。冲模设计的目的是保证实现冲压工艺。冲模制造则是模具设计过程的延续，目的是使设计图样，通过原材料的加工和装配，转变为具有使用功能和使用价值的模具实体。第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础三、冲模设计与制造的要求（续）冲压模具设计与制造包括冲压工艺设计、模具设计与模具制18 冲模设计与制造必须有系系统观统观点点，必须考虑企业实际情况和产品生产批量，在保证产品质量的前提下，寻求最佳的技技术术经济经济性性。片面追求生产效率、模具精度和使用寿命必然导致成本的增加，只顾降低成本和缩短制造周期而忽视模具精度和使用寿命必然导致质量的下降。第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础三、冲模设计与制造的要求（续）冲模设计与制造必须有系统观点，必须考虑企业实际情况和19 1.我国冲压技术现状 技术落后、经济效益低。主要原因：冲压基础理论与成形工艺落后；模具标准化程度低；模具设计方法和手段、模具制造工艺及设备落后；模具专业化水平低。所以，结果导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与先进工业发达国家的模具相比差距相当大。四、冲压技术现状与发展方向第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 1.我国冲压技术现状 四、冲压技术现状与发展方向第20第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础2.冲压技术发展方向产品市场变化：技术发展：牵引推动冲压模具设计与制造技术正由手工设计、依靠人工经验和常规机械加工技术向以计算机辅助设计（CAD）、数控切削加工、数控电加工为核心的计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）技术转变。四、冲压技术现状与发展方向（续）多品种、少批量，更新换代速度快计算机技术、制造新技术第一章 冲压模具设计与制造基础2.冲压技术发展方向产品市场21(1)冲压成形理论及冲压工艺 加强理论研究，开展CAE技术应用。开发和应用冲压新工艺。第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 满足产品开发在满足产品开发在T(Time)T(Time)、Q(Quality)Q(Quality)、C(Cost)C(Cost)、S(Service)S(Service)、E(Environment)E(Environment)的要求。的要求。四、冲压技术现状与发展方向（续）2.冲压技术发展方向(2)模具先进制造工艺及设备数控化、高速化、复合化加工技术先进特种加工技术精密磨削、微细加工技术先进工艺装备技术数控测量(1)冲压成形理论及冲压工艺第一章 冲压模具设计与制造基础22第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础(3)模具新材料及热、表处理 提高使用性能,改善加工性能，提高寿命。(4)模具CAD/CAM技术 二、三维相结合的数字化设计技术与数字化制造技术。模具行业是最早应用CAD/CAM技术的行业之一。(5)快速经济制模技术 加快模具的制造速度，降低模具生产成本。适应小批量试制。(6)先进生产管理模式 并行工程思想、标准化、专业化生产。2.冲压技术发展方向（续）第一章 冲压模具设计与制造基础(3)模具新材料及热、表处理23第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 我国模具工业发展十分迅速，19962002年间，模具产值年平均增速在14%左右。由上可见，模具技术是先进制造技术的重要代表，模具工业是高新技术产业的一个重要组成部分，模具工业又是高新技术产业化的重要领域。四、冲压技术现状与发展方向（续）第一章 冲压模具设计与制造基础 我国模具工业发展24第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础冲模设计与制造场景冲模设计冲模制造第一章 冲压模具设计与制造基础冲模设计与制造场景冲模设计冲25第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础多工位精密级进模第一章 冲压模具设计与制造基础多工位精密级进模26第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础冲压成形产品示例一日常用品第一章 冲压模具设计与制造基础冲压成形产品示例一日常用27第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础冲压成形产品示例二高科技产品汽车覆盖件飞机蒙皮第一章 冲压模具设计与制造基础冲压成形产品示例二汽车覆28第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础数控高速铣削加工高效、高精度、高的表面质量、可加工高硬材料 第一章 冲压模具设计与制造基础数控高速铣削加工29第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础五轴车铣中心多轴联动、复合加工五轴加工中心第一章 冲压模具设计与制造基础五轴车铣中心多轴联动、复合加30第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础 慢走丝线切割技术加工精度可达到1.5m，加工表面粗糙度Ra0.10.2m。第一章 冲压模具设计与制造基础 慢走丝线切割31第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础精密坐标磨床 成型磨床数控光学曲线磨床 精密磨削、微细加工技术第一章 冲压模具设计与制造基础精密坐标磨床 成型磨32第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础3R装夹系统（统一工艺基准定位系统统一工艺基准定位系统）应用先进工艺装备技术第一章 冲压模具设计与制造基础3R装夹系统（统一工艺基准定33第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础三坐标数控测量第一章 冲压模具设计与制造基础三坐标数控测量34第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础第一章 冲压模具设计与制造基础35第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础第一章 冲压模具设计与制造基础36第一章 冲压模具设计与制造基础冲压模具设计与制造基础第一章 冲压模具设计与制造基础37