冲压模具设计与制造 课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,模具设计与制造专业主干专业课程,冲压模具设计与制造,模具设计与制造专业主干专业课程,授课学时,：80学时,课程任务,：,1.,了解,常见冲压工序的变形规律；,2.,认识,冲压成形工艺方法、冲压模具典型结构、冲 压模具加工方法与手段；,3.,掌握,冲压工艺与模具设计方法、冲压模具制造工艺设计方法；,4.,具备,进行中等复杂冲压零件的冲压工艺编制、冲模设计、冲模制造工艺编制的能力。,课程性质：,模具设计与制造专业的一门,主干,专业技术课，,是一门,实践性、综合性,很强的课程。,课程情况总体简介,高职高专系列配套电子教案 目录,第一章 冲压模具设计与制造基础,第二章 冲裁工艺与冲裁模设计,第三章 弯曲工艺与弯曲模设计,第四章 拉深工艺与拉深模设计,第五章 其它成形工艺与模具设计,第六章 多工位级进模的设计,第七章 典型冲压模具零件制造与装配,第八章 冲压模具设计与制造实例,总目录,第一章,冲压模具设计与制造基础,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；冲压成形性能及常见冲压材料；模具材料种类、性能、选用原则及热处理方法；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,学习目的与要求：,1,掌握冲压和冲模概念、冲压工序和冲模分类；,2,认识常见冲压设备，掌握选用原则；,3,掌握屈服准则、塑性变形时应力应变关系、体积不变条件、硬化规律、卸载弹性恢复规律和反载软化现象、最小阻力定律等冲压成形基本规律；,4,了解冲压成形性能与机械性能关系，认识常见冲压材料；,5,了解常见模具材料，掌握选用原则；,6,认识模具制造特点，掌握模具零件加工方法。,第一章,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：,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,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。,第一章,冲压模具设计与制造基础,加工对象：主要金属板材,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,第一节 冲压成形与模具技术概述,一、冲压与冲模概念,1.基本概念（续）,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）。,第一章,冲压模具设计与制造基础,第一节 冲压成形与模具技术概述,一、冲压与冲模概念,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,第一章,冲压模具设计与制造基础,特别强调：,冲压模具重要性,冲模一种,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。,冲模是冲压生产,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。,冲模的功能和作用、,冲模设计与制造,方法和手段，决定了冲模是,技术密集、高附加值,型产品。,第一节 冲压成形与模具技术概述,一、冲压与冲模概念,1.基本概念（续）,2冲压成形加工特点,第一章,冲压模具设计与制造基础,低,耗,、,高效,、,低,成本,“,一模一样,”、,质量稳定,、,高一致性,可加工,薄壁,、,复杂,零件,板材有,良好的冲压成形性能,模具成本高,所以，冲压成形适宜,批量,生产,。,第一节 冲压成形与模具技术概述,一、冲压与冲模概念,冲压加工是制造业中,最常用,的一种材料成形加工方法。,第一章,冲压模具设计与制造基础,冲压成形产品示例一,日常用品,2冲压成形加工特点（续）,第一节 冲压成形与模具技术概述,一、冲压与冲模概念,冲压成形产品示例二,高科技产品,二、冲压工序的分类,第一章,冲压模具设计与制造基础,根据材料的变形特点分：,第一节 冲压成形与模具技术概述,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,。,分离工序主要有剪裁和冲裁等。,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。,二、冲压工序的分类（续）,第一节 冲压成形与模具技术概述,1.冲模的分类,三、冲模,冲裁模,、,弯曲模,、,拉深模,、成形模等。,第一章,冲压模具设计与制造基础,（2）根据工序组合程度分类,：,单工序模,、,复合模,、,级进模,第一节 冲压成形与模具技术概述,（1）根据工艺性质分类,：,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、下模两部分构成,。,组成模具的零件,主要有两类：,结构零件,：,工艺零件,：,三、冲模（续）,第一节 冲压成形与模具技术概述,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.,冲压产品生产流程,：,四、冲模设计与制造的要求,第一章,冲压模具设计与制造基础,第一节 冲压成形与模具技术概述,（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,冲压模具设计与制造包括,冲压工艺设计,、,模具设计,与,模具制造,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,四、冲模设计与制造的要求（续）,第一节 冲压成形与模具技术概述,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产品生产批量，在保证产品质量的前提下，寻求最佳的,技术经济性,。,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,四、冲模设计与制造的要求（续）,第一节 冲压成形与模具技术概述,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,等方面与先进工业发达国家的模具相比差距相当大。,五、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,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,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。,五、冲压技术现状与发展方向（续）,第一节 冲压成形与模具技术概述,多品种、少批量，更新换代速度快,计算机技术、制造新技术,(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,满足产品开发在T(Time)、Q(Quality)、 C(Cost)、S(Service)、E(Environment)的要求。,五、冲压技术现状与发展方向（续）,第一节 冲压成形与模具技术概述,2.冲压技术发展方向,第一章,冲压模具设计与制造基础,(2)模具先进制造工艺及设备,五、冲压技术现状与发展方向（续）,第一节 冲压成形与模具技术概述,2.冲压技术发展方向（续）,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,效率和质量,是制造业的永恒主题。,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,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。,五、冲压技术现状与发展方向（续）,第一节 冲压成形与模具技术概述,2.冲压技术发展方向（续）,第一章,冲压模具设计与制造基础,模具工业是国民经济的,基础工业,，是,高技术行业,。模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一。,模具在日本被誉为“进入富裕社会的原动力”、在德国被称为“金属加工业中的帝王”。,模具设计与制造专业人才,是制造业紧缺人才。,五、冲压技术现状与发展方向（续）,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,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。,五、冲压技术现状与发展方向（续）,第一节 冲压成形与模具技术概述,总 结,第一章,冲压模具设计与制造基础,冲压与冲模概念,冲压工序的分类,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,多工位精密级进模,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品,第一章,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,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,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,慢走丝线切割技术,加工精度可达到， 加工表面粗糙度。,第一章,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,3R装夹系统（,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,三坐标数控测量,第一章,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,第一章,冲压模具设计与制造基础,复习上次课内容,1.冲压、冲模,第一章,冲压模具设计与制造基础,2.冲压工序及冷冲模的分类,3.冲模设计与制造的要求,第二节 冲压设备及选用,第一章,冲压模具设计与制造基础,建议本次课采用现场教学。,第二节 冲压设备及选用,机械压力机（以,Jxx,表示其型号）,一、常见冲压设备,第一章,冲压模具设计与制造基础,液压机（以,Yxx,表示其型号）,摩擦压力机,曲柄压力机,数控冲床,油压机,水压机,工作原理与特点：,如,表,所示,第二节 冲压设备及选用,（一）压力机类型的选择,二、冲压设备的选用,第一章,冲压模具设计与制造基础,（二）压力机规格的选择,1.,公称压力,2.滑块行程长度,3.行程次数,4.工作台面尺寸,5.滑块模柄孔尺寸,6.,闭合高度,7.电动机功率的选择,根据工序性质、生产批量、冲件质量等要求进行选择。,第二节 冲压设备及选用,三、模具的安装,第一章,冲压模具设计与制造基础,一般次序,：,1.检查台面、闭合高度、打料装置等。,2.根据冲模的闭合高度调整压力机滑块的高度， 并分别固定上、下模部分。,3. 试冲。,第二节 冷冲压设备及选用,本章思考与练习题3,作业布置：,第一章,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,公称压力,：,压力机许用压力曲线：,冲裁、弯曲时压力机的吨位应比计算的冲压力大30%左右。,压力机的许用压力曲线,1压力机许用压力曲线 2冲裁工艺冲裁力实际变化曲线 3拉深工艺拉深力实际变化曲线,滑块下滑到距下极点某一特定的距离S,p,或曲柄旋转到距下极点某一特定角度时，所产生的冲击力称为压力机的公称压力。,实际冲压力曲线与,与压力机许用压力曲线不同步。,拉深时压力机吨位应比计算出的拉深力大60%100%。,第一章,冲压模具设计与制造基础,压力机的闭合高度,：,压力机的装模高度,：,模具的闭合高度,：,理论上为,：,实用上为,：,模具闭合高度与装模高度的关系,指滑块在下止点时，滑块底面到工作台上平面（即垫板下平面）之间的距离。,指压力机的闭合高度减去垫板厚度的差值。,指冲模在最低工作位置时，上模座上平面至下模座下平面之间的距离。,H,min,-H,1,HH,max,H,1,H,min,-H,10HH,max,-H,5,第一章,冲压模具设计与制造基础,曲柄压力机,第一章,冲压模具设计与制造基础,数控冲床,第一章,冲压模具设计与制造基础,摩擦压力机传动系统,1-电机 2-传送带 3、5-摩擦盘 4-轴 6-飞轮 7、10-连杆,8-螺母 9-螺杆 11-挡块 12-滑块 13-手柄,第一章,冲压模具设计与制造基础,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,第一章,冲压模具设计与制造基础,曲轴压力机传动系统,1-电机 2-皮带轮 3、4-齿轮 5-离合器 6-连杆 7-滑块,第一章,冲压模具设计与制造基础,油压机,第一章,冲压模具设计与制造基础,表,1.2.1,常用冷冲压设备的工作原理和特点,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。其传动系统如图1.2.1,所示。,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。偏心压力机和曲轴压力机的传动系统如图1.2.2 和图1.2.3所示。,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。,复习上次课内容,如何选择冲压设备？,第一章,冲压模具设计与制造基础,第三节 冲压变形理论基础,塑性,：,表示材料塑性变形能力。它是指固体材料在外力作用下发生永久变形而不破坏其完整性能力。,一、塑性变形的基本概念,塑性指标,：,衡量金属塑性高低的参数。常用塑性指标为延伸率和断面收缩率。,第一章,冲压模具设计与制造基础,变形,：,弹性变形、塑性变形。,第三节 冲压变形理论基础,金属受外力作用产生塑性变形后不仅形状和尺寸发生变化，而且其内部的组织和性能也将发生变化。,一般会产生,加工硬化,或,应变刚,现象：,二、,塑性变形对金属组织和性能的影响,金属的机械性能，随着变形程度的增加，强度和硬度逐渐增加，而塑性和韧性逐渐降低；,第一章,冷冲压模具设计与制造基础,晶粒会沿变形方向伸长排列形成纤维组织使材料产生各向异性；,由于变形不均，会在材料内部产生内应力，变形后作为残余应力保留在材料内部。,第三节 冲压变形理论基础,1,点的应力与应变状态,为了全面、完整地描述变形区内各点的受力和变形情况 。,三、塑性力学基础,应力正应力、剪应力,第一章,冲压模具设计与制造基础,应力状态,：,主应力状态,类似有,应变状态,的概念。,一般认为金属材料在塑性变形时体积不变， 因此主应变状态图只有三种。,通常是围绕该点取出一个微小（正）六面体（即所谓单元体），用该单元体上三个相互垂直面上的九个应力分量来表示。,已知该九个应力分量，则过此点任意切面上的应力都可求得。,塑性变形可能出现九种主应力状态。,第三节 冲压变形理论基础,2,金属的屈服条件,三、塑性力学基础（续）,第一章,冷冲压模具设计与制造基础,屈服塑性状态，,主要取决于两方面的因素：,（,1,）在一定的变形条件（变形温度和变形速度）下材料的物理机械性质转变的,根据,；,（,2,）材料所处的应力状态转变的,条件,。,单向应力状态： ,=,S,一般应力状态：,1,-,3,=,S,第三节 冲压变形理论基础,3,金属塑性变形时的应力应变关系,三、塑性力学基础（续）,弹性变形阶段：,应力与应变之间的关系是,线性,的、,可逆,的，与加载历史,无关,；,第一章,冷冲压模具设计与制造基础,塑性变形阶段：,应力与应变之间的关系,则是,非线性,的、,不可逆,的，与加载历史,有关,。,第三节 冲压变形理论基础,第一章,冷冲压模具设计与制造基础,（1）应力分量与应变分量符号不一定一致，即拉应力不一定对应拉应变，压应力不一定对应压应变；,（2）某方向应力为零其应变不一定为零；,（3）在任何一种应力状态下，应力分量的大小与应变分量的大小次序是相对应的，即,1,2,3,，则有,1,2,3,。,（4）若有两个应力分量相等，则对应的应变分量也相等，即若,1,2,，则有,1,2,。,几点讨论结论,3,金属塑性变形时的应力应变关系（续）,三、塑性力学基础（续）,第三节 冲压变形理论基础,1,硬化规律,四、,金属塑性变形的一些基本规律,加工硬化：,第一章,冷冲压模具设计与制造基础,硬化曲线,：,=A,n,塑性降低，变形抗力提高。能提高变形均匀性。,实际应力曲线或真实应力曲线。表示硬化规律。,这种变化规律可近似用指数曲线表示。,第三节 冲压变形理论基础,2,卸载弹性恢复规律和反载软化现象,四、,金属塑性变形的一些基本规律（续）,第一章,冷冲压模具设计与制造基础,反载软化曲线,第三节 冲压变形理论基础,3,体积不变条件,四、,金属塑性变形的一些基本规律（续）,金属材料在塑性变形时，体积变化很小，可以忽略不计。,第一章,冷冲压模具设计与制造基础,一般认为金属材料在塑性变形时体积不变，可证明满足：,1,+,2,+ ,3,= 0,第三节 冲压变形理论基础,4,最小阻力定律,四、,金属塑性变形的一些基本规律（续）,在塑性变形中，破坏了金属的整体平衡而强制金属流动，当金属质点有向几个方向移动的可能时，它向阻力最小的方向移动。,第一章,冷冲压模具设计与制造基础,在冲压加工中，,板料在变形过程,中总是沿着阻力最小的方向发展。,这就是塑性变形中的,最小阻力定律,。,弱区先变形，变形区为弱区,第三节 冲压变形理论基础,4,最小阻力定律（续）,四、,金属塑性变形的一些基本规律（续）,控制变形的趋向性：,第一章,冷冲压模具设计与制造基础,措施：,（1）材料本身的特性,开流,和,限流,冲压工序的性质,（2）板料的应力状态,工艺参数,模具结构参数（如凸模、凹模工作部分的圆角半径，摩擦和间隙等。,第三节 冲压变形理论基础,1冲压成形性能,五、冲压材料及其冲压成形性能,材料的冲压成形性能：,第一章,冷冲压模具设计与制造基础,材料的冲压性能好,成形极限高,成形质量好,便于冲压加工,冲压成形性能是一个综合性的概念,成形极限高,成形质量好,材料对各种冲压加工方法的适应能力。冲压加工的依据。,第三节 冲压变形理论基础,2冲压成形性能的试验方法,五、冲压材料及其冲压成形性能（续）,间接试验和直接试验,第一章,冷冲压模具设计与制造基础,3板料的机械性能与冲压成形性能的关系,板料的,强度,指标越高，产生相同变形量的,力,就越大；,塑性,指标越高，成形时所能承受的极限,变形量,就越大；,刚度,指标越高，,成形时,抵抗,失稳起皱的能力就越大。,不同冲压工序对板料的机械性能的具体要求有所不同,。,第三节 冲压变形理论基础,4冲压材料,五、冲压材料及其冲压成形性能（续）,（1）对冲压材料的要求,第一章,冷冲压模具设计与制造基础,b对材料厚度公差的要求,c对表面质量的要求,a对冲压成形性能的要求,（2）常用冲压材料,黑色金属、有色金属、非金属材料,本章思考与练习题5,第一章,冷冲压模具设计与制造基础,第三节 冲压变形理论基础,作业布置：,点的应力状态,a,）任意坐标系,b,）主轴坐标系,第一章,冷冲压模具设计与制造基础,9,种主应力状态图,第一章,冷冲压模具设计与制造基础,3,种主应变状态图,第一章,冷冲压模具设计与制造基础,金属的应力,-,应变图,1-,实际应力曲线,2-,假象应力曲线,第一章,冷冲压模具设计与制造基础,硬化曲线,第一章,冷冲压模具设计与制造基础,方板拉深试验,最小阻力定律试验,第一章,冷冲压模具设计与制造基础,变形趋向性对冲压工艺和影响,第一章,冷冲压模具设计与制造基础,环形毛坯的变形趋向,（）变形前的模具与毛坯（）拉深（）翻边（）胀形,第一章,冷冲压模具设计与制造基础,复习上次课内容,1.简述金属的屈服条件、硬化规律、卸载弹性恢复规律和反载软化现象、最小阻力定律。,第一章,冲压模具设计与制造基础,2.简述冲压成形中的变形趋向性及其控制。,3.冲压成形性能的概念。,4.冲压工艺对材料的基本要求。,第四节 模具材料选用,不同冲压方法，其模具类型不同，模具工作条件有差异，对模具材料的要求也有所不同。,冲模工作零件主要长期承受冲击和摩擦等。表是不同模具工作条件及对模具工作零件材料的性能要求。,一、冲压对模具材料的要求,第一章,冲压模具设计与制造基础,第四节 模具材料选用,二、冲模材料的选用原则,第一章,冲压模具设计与制造基础,1.根据模具种类及其工作条件，选用材料要满足使用要求，应具有较高的强度、硬度、耐磨性、耐冲击、耐疲劳性等；,2.根据冲压材料和冲压件生产批量选用材料；,3.满足加工要求，应具有良好的加工工艺性能，便于切削加工，淬透性好、热处理变形小；,4,.满足经济性要求。,第四节 模具材料选用,冲压模具所用材料主要有碳钢、合金钢、铸铁、铸钢、硬质合金、钢结硬质合金以及锌基合金、低熔点合金、环氧树脂、聚氨酯橡胶等。冲压模具中凸、凹模等工作零件所用的材料主要是模具钢，常用的模具钢包括碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢、高速工具钢、基体钢、硬质合金和钢结硬质合金等（可参见GB/T6991999、GB/T12981986、GB/T12992000、JB/T58261991、JB/T58251981、JB/T58271991等）。,三、冲模常见材料及热处理要求,第一章,冲压模具设计与制造基础,第四节 模具材料选用,常用模具钢的性能比较见表。,常用冷作模具钢国内、外牌号对照见表 。,模具工作零件的常用材料及热处理要求见表。,模具一般零件的常用材料及热处理要求见表。,模具零件加工常见热处理方法有退火、调质、淬火、回火、渗碳、氮化等。 根据零件及要求不同，热处理工序安排 也不同。见表、表。,三、冲模常见材料及热处理要求,第一章,冲压模具设计与制造基础,第四节 模具材料选用,模具零件（工作零件、一般零件）的常用材料及热处理要求是什么？,作业布置：,第一章,冲压模具设计与制造基础,复习上次课内容,1.冲压对模具材料的要求。,第一章,冲压模具设计与制造基础,2.冲模材料的选用原则。,3.冲模常用材料及热处理要求。,第五节 模具加工方法与工艺规程编制,1.形状复杂，加工精度高；,2.模具材料性能优异，硬度高，加工难度大；,3,.模具生产批量小，大多具有单件生产的特点，,应多采用少工序、多工步的加工方案，即工序集中的方案；不用或少用专用工具加工,；,4,.模具制造完成后均需调整和试模。,一、模具制造特点,第一章,冲压模具设计与制造基础,冲模是专用的工艺装备，冲模制造属于单件生产。,制造特点：,第五节 模具加工方法与工艺规程编制,第一章,冲压模具设计与制造基础,模具制造正由,劳动密集,技术密集,依靠手工技巧,依靠高效、高精度的数控切削机床、电加工机床,机械加工时代,机、电结合加工以及其它特殊加工时代,现代模具制造集中了制造技术的精华,体现了先进制造技术，已成为技术密集型的综合加工技术。,一、模具制造特点（续）,第五节 模具加工方法与工艺规程编制,第一章,冲压模具设计与制造基础,包括：,二、模具零件加工方法,其中：,2.,特种加工是对机械加工的重要补充，但也需要用机械加工的方法进行预加工。,机械加工、特种加工,1.,机械加工是主要加工方法，配以钳工操作，可实现整套模具的制造。,第五节 模具加工方法与工艺规程编制,（一）模具零件的毛坯选择,第一章,冲压模具设计与制造基础,凸、凹模等工作零件：,二、模具零件加工方法,模座、大型模具零件：,垫板、固定板等零件：,不同方法得到的毛坯，其加工余量不同。,锻件,铸件,型材上的切割件,第五节 模具加工方法与工艺规程编制,二、模具零件加工方法（续）,第一章,冲压模具设计与制造基础,（二）模具零件的机械加工,常用机械加工方法在模具零件加工中的应用如表所示。,主要有车、刨、铣、镗、,磨,等。,现在,数控,技术都应用在这些加工方法中，甚至有,多轴联动、复合加工,。,常用机械加工方法可能到的尺寸精度和表面粗糙度如表表所示。,常见外圆表面、平面和孔的加工方案见表所示。,这里重点介绍,成型磨,。,第五节 模具加工方法与工艺规程编制,二、模具零件加工方法（续）,第一章,冲压模具设计与制造基础,（三）模具零件的电加工,电火花加工,、,电火花线切割加工,在一定的介质中，通过工具电极和工件电极之间脉冲放电的电腐蚀作用，对工件进行加工的一种工艺方法，它是不断放电蚀除金属的过程。,1.,电火花加工,其加工原理、特点及应用如表所示。,第一章,冲压模具设计与制造基础,常用电极材料的种类和性能见表所示。,电极结构：,型腔加工用电极的纵截面尺寸计算如表所示。,（三）模具零件的电加工(续）,1.电火花加工(续）,整体式电极、组合式电极、镶拼电极,通常电极精度至少应达到IT7、。,穿孔加工用电极的横截面尺寸计算如表所示。,电极加工主要采用切削加工，必要时可再采用电加工。,第五节 模具加工方法与工艺规程编制,二、模具零件加工方法（续）,第一章,冲压模具设计与制造基础,局限性：,（三）模具零件的电加工(续）,1.电火花加工(续）,只能用于加工金属等导电材料；,需要制作成形电极；,加工速度一般较慢，为了提高加工速度，一般要事先用机械加工方法对零件进行预加工；,存在电极损耗，影响加工精度；,最小角部半径有限制，一般电火花加工加工能得到的最小角部半径等于放电间隙。,二、模具零件加工方法（续）,二、模具零件加工方法（续）,第一章,冲压模具设计与制造基础,2.电火花线切割加工,电火花线切割加工和电火花成形加工的原理是一样。线切割加工时，是用连续移动的电极丝作为工具电极代替电火花加工中的成形电极，其加工原理、特点及应用如表所示。,电火花线切割加工的,工艺过程,需要特别指出,，电火花线切割加工时要注意工件内部残余应力对加工的影响，防止变形：,合理选择模具材料；,合理安排电火花线切割工艺。,根据走丝速度线切割加工有,快丝和慢丝,之分。,第五节 模具加工方法与工艺规程编制,第一章,冲压模具设计与制造基础,模具零件常用精加工方法比较如表所示。,二、模具零件加工方法（续）,（四）模具零件常用精加工方法比较,第五节 模具加工方法与工艺规程编制,技术上要先进、经济上要合理,三、模具零件加工工艺规程的编制,第一章,冲压模具设计与制造基础,模具零件加工工艺规程制定的一般步骤和所包含的基本内容见表所示。,由于模具零件的加工多属于单件生产，一般都制定以工序为单位，简单明了的工艺规程。,第五节 模具加工方法与工艺规程编制,本章思考与练习题6、7、8。,作业布置：,第一章,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,成型磨,将复杂的几何线型分解成若干直线、圆弧等简单的几何线型，然后按一定的顺序分段磨削，并使其相互连接，圆滑光整，符合图纸要求。,成型磨削的常用方法,：,（1）,成型砂轮磨削法,适用范围,：,（2）,夹具成型磨削法,成型磨削的基本原理,：,成型磨削一般在小型精密平面磨床上或专用万能工具磨床上进行，方法有多种，常用的有两种：,凸、凹模（镶块）、电极等零件铣削加工或线切割加工后的型面精加工。,第一章,冲压模具设计与制造基础,成型磨削的工艺要点,：,一般应先磨基准面，并优先磨削与基准面有关的平面。,精度要求高的平面先磨削，精度要求低的平面后磨削。,大平面先磨削，小平面后磨削。,平行于直角的面先磨削，斜面后磨削。,与凸圆弧相接的平面与斜面先磨削，圆弧面后磨削。,与凹圆弧相接的平面与斜面，先磨削凹圆弧面，后磨削平面与斜面。,成型磨（续）,第一章,冲压模具设计与制造基础,成型磨削的工艺要点,（,续）：,两凸圆弧面相连接时，应先磨半径较大的圆弧面，后磨削半径较小的圆弧面。,两凹圆弧面相连接时，应先磨半径较小的圆弧面，后磨削半径较大的圆弧面。,凸圆弧面与凹圆弧面相连接时，应先磨削凹圆弧面，后磨削凸圆弧面。,成型磨（续）,第一章,冲压模具设计与制造基础,数控车,数控铣,第一章,冲压模具设计与制造基础,五轴车削中心,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,磨削加工,精密坐标磨床,成型磨床,数控光学曲线磨床,第一章,冲压模具设计与制造基础,电火花成型加工,第五节 模具加工方法与工艺规程编制,第一章,冲压模具设计与制造基础,快走丝电火花线切割加工,第一章,冲压模具设计与制造基础,电火花线切割加工过程,零件准备、穿丝空加工、热处理、基面加工等,程序准备,零件装夹定位,穿丝,选择工艺参数,切割加工,检验,第一章,冲压模具设计与制造基础,