冷冲模加工工艺

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,#,一 冷冲压加工概述,冷冲压,：,(,一,),、冷冲压的概念、特点及应用,第一章 冷冲压,工艺及模具设计,1.,冷冲压的概念,室温下压力机将模具材料分离或塑性变形。,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,：冷冲压模具,冷冲压模具：,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，称为冷冲压模具（俗称冷冲模）。,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,2,冷冲压的特点及应用,1,）生产率高、操作简单、易实现自动化,2,）,可加工,薄壁,、,复杂,零件,3,）,“,一模一样,”,、,质量稳定,、,互换性好,4,）低,耗,、,高效,、,低,成本,5,）模具加工难度大、精度高、,模具成本高,所以，冲压成形适宜,批量,生产,。,冲压加工是制造业中,最常用,的一种材料成形加工方法。,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,二、冷冲压的基本工序及模具,1,、基本工序,(,根据材料的变形特点分,),：,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,。,分离工序主要有落料和冲孔等。,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。,2.,冷冲压模具的分类,冲裁模,、,弯曲模,、,拉深模,、成形模等。,（,2,）根据工序组合程度分类,：,单工序模,、,复合模,、,级进模,（,1,）根据工艺性质分类,：,（,3,）根据模具的导向形式分：,无导向模,有导向模,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,汽车覆盖件,飞机蒙皮,曲柄滑块,冷冲压加工概述,冷冲压是在常温下利用装在压力机上的模具对材料施加压力，使其分离或产生塑性变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件的加工方法。,冷冲压工序可分为五个基本工序。,冲裁：使板料实现分离的冲压工序。,弯曲：将金属材料沿弯曲线弯成一定的角度和形状的冲压工序。,拉深：将平面板料变成各种开口空心件，或者把空心件的尺寸作进一步改变的冲压工序。成形：用各种不同性质的局部变形来改变毛坯或冲压件形状的冲压工序。,立体压制（体积冲压）：将金属材料体积重新分布的冲压工序。,表,0.1,冷冲压工序的分类,类别,组别,工序名称,工 序 简 图,特 点,分离工序,冲裁,落 料,将板料沿封闭轮廓分离，切下部分是工件,冲 孔,将毛坯沿封闭轮廓分离，切下部分是废料,续表,类别,组别,工序名称,工 序 简 图,特 点,分离工序,冲裁,切 断,将板料沿不封闭的轮廓分离,切 边,将工件边缘的多余材料冲切下来,类别,组别,工序名称,工 序 简 图,特 点,分离,工序,冲裁,剖 切,将已冲压成形的半成品切开成为两个或数个工件,切 舌,沿不封闭轮廓，将部分板料切开并使其下弯,续表,变形工序,弯曲,压 弯,将材料沿弯曲线弯成各种角度和形状,卷 边,将毛坯端部弯曲成接近封闭的圆筒形,类别,组别,工序名称,工 序 简 图,特 点,续表,变形工序,拉深,拉 深,将板料毛坯冲制成各种开口的空心件,成形,翻 边,将工件的孔边缘或工件的外缘翻成竖立的边,缩 口,使空心件或管状毛坯的径向尺寸缩小,类别,组别,工序名称,工 序 简 图,特 点,续表,变形工序,成形,胀 形,使空心件或管状毛坯向外扩张，胀出所需的凸起曲面,起伏成形,在板料或工件的表面上制成各种形状的凸筋或凹窝,校 形,将翘曲的平板件压平或将成形件不准确的地方压成准确形状,类别,组别,工序名称,工 序 简 图,特 点,续表,类别,组别,工序名称,工 序 简 图,特 点,变形工序,立体,压制,冷挤压,对模腔内的毛坯加压使金属沿凹模模口或凸、凹模间隙流动，转变为实心杆件或薄壁空心件,顶 镦,将杆状坯料局部镦粗,续表,冷冲压工艺与其他加工方法相比，有以下特点。,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，如薄板薄壳零件等。冷冲压件的尺寸精度是由模具保证的，因此，尺寸稳定，互换性好。,材料利用率高、工件重量轻、刚性好、强度高、冲压过程耗能少，因此，工件的成本较低。,操作简单、劳动强度低、生产率高、易于实现机械化和自动化。,冷冲压加工中所用的模具结构一般比较复杂，生产周期较长、成本较高。,图,0.1,曲柄压力,机简图,1,工作台；,2,床身；,3,制动器；,4,带轮；,5,电动机；,6,、,7,齿轮；,8,离合器；,9,曲轴；,10,连杆；,11,滑块,工作机构：即曲柄滑块机构（或称曲柄连杆机构），它由曲轴,9,、连杆,10,、滑块,11,等零件组成。其作用是将曲柄的旋转运动转变为滑块的直线往复运动，由滑块带动模具工作。传动系统：它包括齿轮传动、带传动等机构，起能量传递作用和速度转换作用。,操纵系统：包括离合器,8,、制动器,3,等部件，用以控制工作机构的工作和停止。,能源系统：包括电动机、飞轮（带轮）,4,。,床身：它把压力机所有部分联接成一个整体，承受全部冲压力。床身上固定有工作台,1,，用于安装冲压模具的下模。,典型模具零件的加工：导套,冷冲模模架中的导柱和导套是典型的轴类和套类零件。,图,3.1,所示为冷冲模的一种标准导柱和导套。它们在模具中起导向作用，保证凸模和凹模在工作时具有正确的相对位置。为了保证良好的导向性，导柱和导套装配后应保证模架的活动部分运动平稳、无滞阻现象。所以，在加工中必须保证导柱和导套配合表面的尺寸精度和形状精度，同时还应保证导柱和导套配合面之间的同轴度。,主要表面：外圆,45r6,Ra0.4m;,内,32H7,Ra0.2m,。,外圆,45r6,对内孔,32H7,径向跳动公差为,0.008.,1,、零件的技术要求,导套材料为,20,钢，硬度要求为,58-62HRC,，生产类型为大批生产时，零件直径尺寸相差不大，选择圆棒料，毛坯尺寸为,50118,。,2,、零件的毛坯和材料,导套加工时能否正确选择定位基准，对保证内外圆柱面,的同轴度要求十分重要。,外圆,45r6,对内孔,32H7,径向跳动的要求，如果,在车削时以外圆柱面定位，一次装夹加工出,32H7,内孔和,45r6,外圆。保证了这两个重要表面的同轴度要求，为精加工提供了良好的质量准备。精加工在万能外圆磨床上，利用三爪自定心卡盘夹持,48mm,外圆柱面，一次装夹磨出,32H7,内孔和,45r6,外圆，可以避免由于多次装夹带来的误差。容易保证内外圆柱面的同轴度要求。但每磨一件都要重新调整机床，所以这种方法只适宜单件小批生产。,3,、零件的工艺分析,如果加工数量较多的同一尺寸的导套，可以先磨内孔，再把导套装在专门设计的锥度心轴上，如图3.5所示，以心轴两端的中心孔定位，借心轴和导套间的摩擦力带动工件转动，磨削外圆柱面，也能获得较高的同轴度要求，并可使操作过程简化，生产率提高。,3,、零件的工艺分析,4,、零件加工时的定位基准选择及热处理,（,1,）定位基准选择,内、外圆柱面互为基准，加工内孔时，以非配合的外圆柱面作为定位基准；加工配合外圆时，以内孔作为定位基准，这样既符合基准重合原则，又符合基准统一原则。,（,2,）热处理安排,导套材料为,20,钢，硬度要求为,58-62HRC,，属于低碳,钢，强度低，韧性、塑性和焊接性均好，为了提高零件表面硬度和耐磨性，心部有较高的韧性，热处理为渗碳、,淬火、低温回火。,划分加工阶段的目的是保证加工质量、合理使用设备、便于安排热处理工序。,套类零件，有孔，在切除大量的金属后会引起内应力的,重新分布而产生变形，因此在安排工序时应将粗、精加工,分开。,热处理安排在精磨之前进行。,导套的加工过程可以归纳为：,备料 粗加工和半精加工阶段 热处理,精加工阶段 光整加工阶段,5,、加工阶段的划分,先车端面和作为定位基准的非配合面的外圆柱面,，然,后钻孔，接着车另一端面，镗孔。内孔的精加工应在外圆精加工之后进行。,6,、机械加工顺序的安排,主要表面加工应注意：,内孔,32H7,Ra0.2m,：工艺路线采用,钻,粗镗,半精镗,粗磨,精磨,研磨；选择万能外圆磨床；控制切削用量；充,分冷却。,外圆的,45r6,Ra0.4m,：在加工阶段的划分、机床的选用、切削用量的控制方面与内孔加工相图。工艺路线采用,粗车,半精车,粗磨,精磨。,导套的研磨加工，其目的在于进一步提高被加工表面的质量，以达到设计要求。,在单件小批量生产中可以采用简单的研磨工具，如图,3.8,所示。在普通车床上进行研磨。研磨时，由主轴带动研磨工具旋转，手握在研具上的导套，作轴线方向的往复直线运动。通过调节研具上的调整螺钉和螺母，可以调整研磨套的直径，以控制研磨量的大小。,7,、零件的修研,8,、冷冲模导套机械加工工艺规程,1,冲压模座加工的基本要求,为了保证模座工作时沿导柱上下移动平稳，无阻滞现象，模座上下平面应保持平行。上下模座的导柱、导套安装孔的孔间距应保持一致，孔的轴心线与模座的上下平面要垂直,(,对安装滑动导柱的模座其垂直度为,4,级精度,),。,2,冲压模座的加工原则,模座的加工主要是平面加工和孔系加工。在加工过程中为了保证技术要求和加工方便，一般遵循,“,先面后孔,”,的原则。模座的毛坯经过刨削或铣削加工后，再对平面进行磨削可以提高模座平面的平面度和上下平面的平行度，同时容易保证孔的垂直度要求。,上、下模座孔的镗削加工，可根据加工要求和工厂的生产条件，在铣床或摇臂钻等机床上采用坐标或利用引导元件进行加工。批量较大时可以在专用镗床、坐标镗床上进行加工。为保证导柱、导套的孔间距离一致，在镗孔时经常将上、下模座重叠在一起，一次装夹同时镗出导柱和导套的安装孔。,3,获得不同精度平面的加工工艺方案,模座平面的加工可采用不同的机械加工方法，其加工工艺方案不同，获得加工平面的精度也不同。具体方案要根据模座的精度要求，结合工厂的生产条件等具体情况进行选择。,4,加工上、下模座的工艺方案,上、下模座的结构形式较多，加工上模座的工艺过程见下表，下模座的加工基本同上模座。,上、下模座的加工工艺分析,加工上模座的工艺过程,工序号,工序名称,工序内容,设备,1,备料,铸造毛坯,2,刨平面,刨上、下平面，保证尺寸,50.8,牛头刨床,3,磨平面,磨上、下平面，保证尺寸,50,平面磨床,4,钳工划线,划前部平面和导套孔中心线,5,铣前部平面,按划线铣前部平面,立式铣床,6,钻孔,按划线钻导套孔至,43,立式钻床,7,镗孔,和下模座重叠，一起镗孔至,45H7,镗床或立式铣床,8,铣槽,按划线铣,R2.5,的圆弧槽,卧式铣床,9,检验,二、冲裁模加工概述,