烟台大学机电汽车工程学院熊晓萍授课:冲压成形课程全解析

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冲压模具典型结构设计_冲压加工特点_冲压成形基本原理及变形规律

烟台大学机电汽车工程学院的熊晓萍负责教授这门课程,总课时为32个单位,课程的主要目标包括,首先,学习认识冲压成型的基础知识以及其变形的普遍现象,其次,熟练运用冲压成型的主要流程以及常见的模具构造,再次,精通冲压工艺和模具设计的核心技巧,最后,能够独立完成中等难度冲压零件的工艺方案制定工作。课程整体内容说明 第一章 论述冲压工艺与相关装置 第二章 探讨冲压变形原理 第三章 分析冲裁技术 第四章 介绍冲裁模构造与规划 第五章 研究弯曲技术及弯曲模 第六章 分析拉深技术及拉深模 第七章 讨论其他冲压技术与方法 第八章 说明冲压工艺流程制定 总体章节安排 第一节 论述冲压工艺与相关装置 冲压工艺: 一、基本说明 在常温状态下借助模具在压力设备上对板材施加作用力,促使材料出现断裂或塑性改变,以便得到特定外形、规格和特性的零件的生产技术。加工对象以金属板材为主,加工依据板材的冲压成形能力,这种能力主要体现为塑性,加工设备以压力机为主,加工工艺装备为冲压模具,冲压模具也称作冲模,它是一种特殊的工艺装备,用于在冲压过程中将材料加工成零件或半成品冲压制造的关键环节包括恰当的冲压流程设计,精良的模具构造,以及性能卓越的冲压机械。冲压工艺的优势体现在优质产出,生产效率高,以及成本效益显著。首先,通过冲压制造获得的零件具有高精度,结构复杂,且品质均一。其次,冲压生产过程速度快,材料使用效率高。再次,确保每一件产品都完全相同,质量稳定,零件之间具备良好的互换性。冲压技术特别适合加工薄壁件和结构复杂的零件。此外,冲压成形非常适合大规模生产。冲压加工是工业领域中最普遍采用的一种材料成型技术。日常用品属于冲压成形产品范例,高科技产品属于冲压成形产品范例,模具加工精度要求严苛,技术标准严格,生产投入巨大,冲压技术当前状况及未来走向,冲压成形原理与冲压工艺,冲压变形基础科学探讨,新工艺的探索与普及,模具先进制造技术与设备,模具设计与制造现代化是模具行业发展的根基现代制造领域里的多项创新科技已深度融入模具制造工艺之中,例如高速铣削、电火花铣削、慢走丝线切割、磨削抛光以及数控测量等工艺方法,都得到了普遍采用,极大提升了模具加工的效率和质量。同时,新型模具材料的应用以及热处理和表面处理工艺的革新,也为模具制造带来了新的发展机遇。模具CAD/CAM技术的进步,以三维建模为前提,结合并行工程理念,显著提高了设计效率。快速经济制模技术的出现,使得模具制造周期大大缩短。先进的生产管理模式和现代系统管理技术的运用,进一步优化了生产流程。在冲压工序分类方面,依据材料在加工过程中的变形特性,主要可分为分离类和成形类两大类工序,其中分离工序是指冲压成形时,材料内部应力超出其抗拉强度,导致材料断裂并形成零件。五、成型工具 包括冲切模具、弯曲模具、拉延模具、局部塑形模具等。按照工序组合状况区分,有单工序模具、复合模具以及连续模具,根据制作工艺特点划分,包含机械压力机(型号以Jxx标注)、液压压力机(型号以Yxx标注)、摩擦压力机、曲柄压力机、高速冲床、油压机和水压机,机械压力机的压力值很大,属于静态压力。但效率不高,适合用于拉延、挤压等加工流程。借助帕斯卡法则,以水或油作为传动介质,通过静态压力传导运作,促使工作台进行上下往复动作。这类设备包括油压设备、水压设备以及液压设备,它们效率极高,宜于大规模制造,其模具通常选用多工位连续式设计。运作机制与曲柄压力机相似,不过它的稳固性、精准度、作业频次都更为出色,通常配备自动上料设备、安全监控装置等配套装置。高速冲床的制造效率极高,能够胜任各种冲压工艺。它借助曲柄连杆系统运作,电动机经由皮带轮和齿轮驱动曲轴,再通过连杆促使滑块执行直线往复动作。曲柄压力机包含偏心压力机和曲轴压力机两种类型,这两者的差异主要表现在主轴构造上,偏心压力机的主轴为偏心轴,而曲轴压力机的主轴则为曲轴,这是它们的主要不同点,偏心压力机通常属于开式压力机,而曲轴压力机则既有开式也有闭式,结构相对简单,当出现超负荷情况时,只会导致飞轮和摩擦盘之间产生滑动,不会造成机件损坏。飞轮的轮缘容易损耗,导致加工效率不高,主要用来处理体积不大的工件进行冲压,在需要进行矫正、留下印记以及塑形等冲压作业时特别有效,通过摩擦盘和飞轮相互摩擦来传递能量,依靠螺杆和螺母之间的相对位移来运作。该类锻压设备 工作机理 与其他类型锻压机械 不同, 主要性能指标 包含以下方面, 其中包括 公称吨位, 运动部件 往复运动轨迹, 每分钟 往复运动 周期数, 最大 锻造间隙, 以及 工作平台 接触面积, 此面积需 超过 模具 最大接触范围。漏料孔规格:模柄孔规格,电机动力参数,额定压力,压力机承载能力曲线,冲切、弯曲作业时,压力机的吨位需比计算冲压力高出约三成。压力机的最大承载能力曲线 1,压力机的承载极限曲线 2,冲切作业的实际作用力曲线 3,拉延作业的实际作用力曲线当滑块下降到距离底部某个特定位置ha,或者曲柄旋转到距离底部某个特定位置α时,所形成的冲击力量被称为压力机的额定力量实际作用力曲线和压力机的最大承载能力曲线并不一致拉深操作时,压力机的承载能力需比预估的拉深阻力高出六成到一倍。关于压力机的闭合尺寸:关于压力机的安装尺寸:关于模具的闭合尺寸:从理论上讲应为:从实际应用角度看为:模具的闭合尺寸与安装尺寸之间的联系表明,当滑块处于最低位置时,滑块底部与工作台面(也就是垫板底部)之间的间隔。这等于压力机的闭合尺寸减去垫板厚度的结果。测量上模座的上表面到下模座的下表面之间的间隙,这个间隙是在冲模处于最底部工作状态时确定的。高度范围介于最小值减去某个数值与最大值减去相同数值之间,具体来说,高度要大于等于最小值减去一个数值再加上十,同时小于等于最大值减去一个数值再减去五,这是冲压成型产品的一个例子,属于日常用品类别,另一个冲压成型产品例子是高科技产品,包括汽车覆盖件和飞机蒙皮,高速冲床的工作原理与曲柄压力机类似,但它的刚性、精确度和行程频率都更高,通常配备自动进料装置和安全检测装置等辅助设备。性能突出,效率极高,适合大规模制造,通常选用多工位连续模具进行加工。传动系统由电机驱动,动力经传送带传递,通过摩擦盘和飞轮接触实现能量传递,依靠螺杆和螺母的相对位移运作,借助连杆连接各部件,利用挡块限制运动范围,借助滑块调整位置,通过手柄进行控制。性能:构造简便,一旦负荷过重,仅会导致飞轮与摩擦盘发生相对滑动,不会造成机械零件的损坏。不过轮缘容易损耗,效率不高。主要适用于处理中小型工件,在整形、标记和塑形等冲压操作中特别有效。