2 冲压材料
复习与回顾：
1． 什么是模具？
模具是工业制造里，用来使金属与非金属等原料，变成零件的一种专用工具。
2．模具的特点？
a. 无通用性，b. 只能一对一生产。
零件的尺寸和形位公差必须精准且严格管理，各个部件完全一致，因此产品品质十分可靠。
3．什么是工艺？
工艺就是使生产对象的形态、大小、相互位置及性质等发生改变，目的是把它变成最终产品或中间制品的方法。
4．冷冲压的概念？
冷冲压工艺在常温状态下进行，借助压力机上配置的特定工具，对工件施加外力，促使材料出现断裂或产生可塑性变化，以此制造出符合要求的零件，属于一种机械成型技术。
在冲压制作过程中，恰当的 参数 和 方法 是 制造 合格 冲压产品的 三个 必不可少 条件。
5．分离与塑性变形？
落料、冲孔是什么工序？
拉深、缩口是什么工序？
6．冲压的特点及应用？
一种无需或极少产生金属碎屑的制造技术，具备能耗少、运作快的优点，所以冲压件的生产费用比较低廉。
零件的规格精度由模具确保，其具备高度一致性，因此产品品质非常可靠。
冷冲压能够制造出壁厚较薄、重量较轻、构造繁复、表层品质优良、抗压能力强的零件。
冷冲压加工过程依靠压力机和模具实施，生产效率很高，操作起来方便，也容易实现机械化和自动化。
7. 冲模分类。
a. 根据工艺性质分类
（1）冲裁模具 沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。
弯曲模具通过使平板坯料沿特定路径发生弯曲形变，能够制造出具有特定角度和形态的工件，这种模具用于实现这一加工过程。
拉深模具用于将平板材料加工成中空的容器，或者让已经成型的中空物体继续改变其外形和大小。这种模具能够使材料发生塑性变形，从而形成具有特定形状和尺寸的工件。
成型工具是用来将原料或半成品依照凸模凹模的轮廓直接塑造，而物质本身仅发生小范围可塑形变的那种工具。例如拱形模、收口模、开口模、波动成型工具、倒边工具、修整工具等。
b. 根据工序组合程度分类
单工序模具通常仅配备一副凸凹模，在压力机完成一个工作循环时，仅能执行一个冲压步骤，这类模具结构相对简单。
复合模具只有一个作业位置，在压力机单次运行期间，该位置能接连执行两项或多项不同任务，例如最终步骤的弯曲和裁断操作。
这种模具在送进方向上设有两个以上工位，压力机每走一个行程，不同工位就能接连完成两道或更多道工序，我的这套模具包含八个步骤。
8. 应力的概念？
根据力学原理，物体在外力影响下出现塑性形变，其内部会形成对抗形变的力量，这种力量叫做内力。内力在物体某个截面上分布的紧密程度，被称作应力。
9．应力的分类？
应力分为：正应力和切应力，正应力用σ表示，切应力用τ表示。
垂直于截面方向的力称为主应力，与截面平行的力称为侧应力。
10．塑性的概念？
物体承受外力时能够产生不可逆形变，且自身结构保持完整，这种特性被称为塑性。
11 塑性变形的特点？
a. 塑性变形与弹性变形一样是可以恢复b. 的。（×）
材料在发生塑性形变之前和过程中，同时也会出现弹性形变现象。
移除外力之后，塑性形变和弹性形变彻底消失，变形体在卸载后的形态和大小，与加载期间完全相同。
物体在出现塑性形变时，体积会随之发生变化，例如，当对圆棒进行拉延处理，沿着拉延的方向，圆棒的尺寸会变长，所以，依据圆棒的体积计算方法，即底面积乘以高度，可以得出圆棒的体积会相应增大。
依照最小阻力原则，使物质产生塑性形变时须要施加十牛顿的力，并且，要让物质持续发生塑性形变，依旧需要施加十牛顿的力。
v. 材料抵抗塑性变形的能力，w. 指金属在出现塑性变化时，x. 对工具表面施加的力。
延展性越强，z. 韧性越差，aa. 越加适合冲压加工。（√）
bb. 不同cc. 金属材料变形抗力相同dd. 。（×）
ee. 所有的固态金属都是晶体。（√）
ff. 金属的塑性变形的基本方式是 和 。
对于金属在冲压变形时，承受的压缩力越多，压力就越大，材料的延展性就越好。相反，承受的拉伸力越多，拉力就越大，材料的延展性就越差。
材料的延展性表明，在拉伸测试过程中，通过使用特定工具，可以衡量其变形能力。
来评定。（分别怎么来辨别！）
ss. 什么是加工硬化？
tt. 两个屈服uu. 准则？
vv. 要看ww. 所示图形的扩口模具运作时，xx. 哪些部分会变形，哪些部分不会变形，包括已经变形的部分，还没有变形的部分，以及完全不变形的部分。
（是否最终变形以凸模最大端为准。）
3 板料的基本性能与冲压成形的关系。
冷冲压所使用的材料大多数是金属板料。
挑选压延材料的方式：要结合制品的功能表现和压制流程，来加以确定。
产品的使用性能：
比如手机屏蔽罩对材料有严格标准，需要具备优异的屏蔽效果，同时也要有良好的散热能力，。表面处理工艺有多种金属电镀方式可供挑选，目的是保证其能与所有接触表面良好匹配，。这种材料不仅不易燃烧，还能抵抗辐射侵蚀，。在焊接操作上十分便捷，而且具备较长的使用周期，。此外，它的防锈能力很强，并且重量很轻，。
材料适用于各类冲压加工的能力，称作其冲压成形性能。
材料易于进行冲压成型，说明其适合冲压加工，单个冲压步骤的极限变形量以及整体极限变形量都比较大，表明材料塑性优良，因此生产效率高，费用低，并且能够制造出高品质的冲压产品。
板料冲压的成形能力是一种整体性的指标，涉及多个方面，例如抵抗开裂的能力，以及与模具的吻合程度，还包括保持形状的稳定性。
（汽车覆盖件，对贴模性和定形性要求很高。）
典型冲压加工方法，对板料性能的要求：
大学教材第32页。
性能指标：
2 屈服点和屈强比
解释屈服的含义
屈服点（σs）
当金属材料或测试件承受拉力，超过其弹性限度后，即便外力不再增大，该材料或测试件仍会继续出现显著的塑性形变，这种现象称作屈服，而引发屈服现象所需的最小外力值，便是屈服点。
设Ps为屈服点s位置的外力，Fo为试样断面积，则屈服点σs等于Ps除以Fo，单位为兆帕，兆帕等于每平方米牛顿，即MPa等于一百万帕斯卡，帕斯卡等于每平方米牛顿。
屈服强度（σ0.2）
有的金属材料的屈服点极不明显，
测试存在不便，故为评估材质的屈折表现，确定造成恒定不可逆形变等于固定数值（通常为初始尺寸的百分之零点二）时的压力，称作特定屈折力度或简称为屈折力度σ0.2。
抗拉强度（σb）
材料在拉伸过程中，
材料在出现断裂前所能承受的最大应力数值。这个数值能够体现钢材抵抗断裂的特性。除了抗拉强度，还包括抗压强度以及抗弯强度等指标。若Pb代表材料在断裂前承受的最大拉力，Fo表示试样截面的面积，那么抗拉强度σb的计算方式为Pb除以Fo，单位是兆帕。
屈强比（σs/σb）
钢材的屈服点，也就是屈服强度，同抗拉强度的比例，称作屈强比。屈强比数值越大，结构零件的稳固程度越高，通常碳素钢的屈强比介于0.6到0.65之间，低合金结构钢的屈强比在0.65到0.75之间，合金结构钢的屈强比则位于0.84到0.86之间。
2．伸长率
均匀伸长率和总伸长率。
3．硬化指数
n值越大，……（教材）
解释失稳极限应变
塑性太好会出现“粘刀”的现象。
4．塑性应变比
各向异性
见教材。举例（拉深和冲裁）
冲裁：屏蔽罩
拉深工艺，仅分析其是否发生破裂和起皱，工作内容就相当繁重。若进一步探究壁厚变化，模具构造将变得极为复杂。而且，当壁厚差异显著时，材料与模具的贴合效果会明显减弱。这会导致模具的形态和尺寸精确度难以保证，甚至无法满足设计规范。
5．凸耳参数
见教材。
用圆形毛坯进行拉深，制作筒状工件，如果r值大于零，凸缘会出现在零度和九十度方位上；如果r值小于零，凸缘会出现在正负四十五度方位上；当r等于零，就不会形成凸缘。因为凸缘的位置和尺寸跟r紧密关联，所以r也被称为凸缘系数。
二、冲压成形性能试验方法。
见教材
三、常用冲压材料
补充：有色金属还有镍带、锌白铜等等。
3．板料的剪裁
这个厂子造的电视外壳，用的材质是平常常的20#钢，用剪刀来裁切。其余的模子，它们的材料选择都相对固定，是带料。因为需求量很大，而且跟供应商关系不错，所以都是特别定制的。因此，模子公司需要裁剪板材的时候，通常都是制作比较庞大的零件。
冲压的第一道工序：下料。
常用的剪切设备：
剪板机用于切割金属板材，属于冲压机械的一种，其作用是使板料发生分离。这种设备专门用来裁剪板材，与其他加工设备相比，它的构造相对简单。尽管结构简单，但在板材切割领域，剪板机却展现出高效且经济的优势。正因如此，在机械制造过程中，它得到了极为广泛的应用。
剪板机根据动力来源区分为机械型和液压型，但通常剪切作业要求动作迅速，因此机械式剪板机更为普遍。
分类：平刃剪床、斜刃剪床、圆盘剪切机和振动剪切机等。
圆盘剪切设备包含开卷装置和收卷装置，以及一些辅助设备，能够构成连续的卷材切割条料的生产线。比如，我们公司的冲压设备带有自动上料功能。请问，圆盘剪切设备虽然具备自动开卷和收卷能力，但它是如何控制切割尺寸的？
一、平刃剪床剪裁
见教材，解释曲轴和曲柄滑块机构工作原理。
曲轴采用锻造方法制造，其制作过程运用锻模作为工具。锻造工艺包含自由锻和模锻两种类型。
车辆行进的过程，是借助曲轴将动力单元内活塞的往复活动，转变为轮子旋转的过程。
二、斜刃剪床剪裁
见教材
解释省力的原因。
三、剪床规格型号
QC12K-4×2500
4×2500
1º30′
≥18
20-600
≤450
5.5
4200
3040×1610×1650
4．冲压设备
提问：冲压制造过程里，恰当的 ， ， 以及 ，是制造出达标冲压产品的三个必备条件。
常用的冲压设备：曲柄压力机、摩擦压力机和油压机。
摩擦压力机依靠飞轮与摩擦盘的接触来运作，通过螺杆和螺母的相对移动实现功能，是一种能够施加压力的机械装置。
摩擦压力机的分类：(手动)双盘摩擦压力机
(脚动)双盘摩擦压力机
高能离合器式螺旋压力机
油压机：靠液压系统完成工作！
一、曲柄压力机的规格型号和主要参数
（1）、规格型号
压力机的分类：机械式压力机（J）、液压机（Y）
气动压力机（J）、气动压力机
气动压力机简介：
现在，无论是国内还是国外的压力机械，例如冲床运作时，都必须让它的冲头进行往复的直线运动。现在通用的机械压力机（冲床）的动力源自于旋转的电机，它必须借助一套精密的传动装置，才能把旋转的动作转换成所需要的直线往复动作，为了得到足够的压力强度，还必须加装一个容量大的飞轮来储存能量。因此，这种压铸设备构件繁多，构造繁杂，体量庞大，声响显著，制造过程缓慢，操作不便，并且容易导致人员受伤事件。此类机械式压铸设备，其固有缺陷始终未能彻底纠正。本篇研究的新型电磁压铸设备（直线电机压铸机）是借助直线电机原理，将电力直接转化为物理作用力，无需借助任何间接传动装置，即可完成冲头的前后往复动作。虽然国内外已有相关探索，但至今仍无相关成果和产品通过认证，也未曾获得多项专利授权，更未开始小规模制造，实际应用效果却非常突出。这种新型电磁冲压设备与传统机械冲压设备相比，其构造更为精简；整体尺寸更小，整体重量更轻；不会产生周期性的机械性杂音；采用脉冲式运作，具备节能优势；冲压能力、工作频率、运行速度均可调节；支持多种安装布局；操作控制更便捷，能够完成多种安全保护任务。
======产品介绍======
名 称：开式深喉口压力机
型 号：
J21S-63
技术参数：
现货供应J21S系列开式深喉口压力机
这台设备属于通用型板料冲压压力机，它的机喉深度比同等级别的常规压力机要深上两倍，尤其适合电器开关、汽车仪表等行业对大型板材进行冲切作业。
J21S-63型装置的额定承受力为630千牛，其滑动部件的运行距离是120毫米，该部件每分钟可完成45次往复运动，两根立柱的间隔为450毫米，作业平台的规格为480毫米乘以710毫米，模柄安装孔的规格为直径50毫米乘以70毫米，滑块底部的规格为272毫米乘以320毫米，此外还有其他型号可供选择，包括J21S-16、J21S-25、J21S-40、J21S-80、J21S-100、J21S-125
提问：脚踏板的作用？
（二）主要参数。
1．公称压力
这个数值是指当滑块尚未到达最低位置，或者曲轴在距离最低位置某个特定角度（这个角度被称为压力角，通常介于20度到30度之间）时，滑块所能承受的最大力。
型号。通常国产压力机用“吨”来标示其额定压力。例如，我在成都宏明双新公司时，有15吨到63吨的高速冲床共10台，分别是瑞士BRUDERER、德国KAISER、日本DOBBY和韩国SAMDO制造的；此外还有80吨和160吨的精密冲床2台，分别来自台岛东泰和徐州锻压机床厂，有视频可以展示其运作情况。
换算成压力值：G=mg。80T则为800KN
③ 上止点和下止点的概念
上止点：滑块运动的上端极限（滑块离固定工作台的最远距离。）
下止点：滑块运动的上端极限（滑块离固定工作台的最近距离。）
2．滑块行程
从上止点运动到下止点所经过的距离。
其数值等于曲柄半径的两倍。
曲柄的概念：作整周回转的连架杆称为曲柄。
3．行程次数
行程频次表示滑块每分钟从顶端移动至底端，再从底端返回顶端，完成一个完整的往返动作的次数。
实际上就是指该冲压机每分钟的冲压次数。
行程次数（冲压次数）越高，压力机的生产率也越高。
4．连杆调节长度
连杆调节长度又称装模高度调节量。
曲柄压力机的连杆一般由两个部件构成，其长度能够进行调节，其中，一个部分与曲轴相连，长度固定不变，而另一个部分与滑块相连，能够替换成不同长度的连杆来达成调节目的。
5．闭合高度
滑块处于最低点时，其底部与工作台顶部之间的垂直空间，即为闭合高度。
提问：为什么要调节压力机闭合高度？闭合高度怎样调节？
当连接杆收缩到极限位置，压力机的闭合高度达到最低限度，能够安装的模具高度也达到最低限度。
连接杆伸展至极限，滑块抵达末端，压力机的闭合尺寸达到上限，能够适配的模具高度也达到上限。
除了前面提到的关键指标之外，工作台的具体规格、滑块底面的范围、模柄安装孔的规格（采用磁性夹持方式）等数据，同样是模具构造时不可或缺的要素。
二、曲柄压力机的结构和工作原理
根据床身结构来分：曲柄压力机可分为开式和闭式。
开式压力机具有多向作业能力，能够在三个不同方位上实施动作；相比之下，闭式压力机的工作范围则较为局限，仅限于前后两个维度进行操作。
1． 支撑系统
2． 传动系统
3． 操作系统
4． 能源系统
5． 工作机构
6． 辅助系统
三、摩擦压力机和油压机
1．摩擦压力机
实物演示：
表1-9 技术参数
动能：物体由于运动具有的能量称为动能。
动能单位：焦耳（J）
解释原理。
当摩擦力数值偏大，飞轮与摩擦盘之间会产生滑动情形，滑块便无法继续活动，由此能够防止模具以及设备遭受破坏。
生产效率不高，精度也不够好，摩擦压力机主要用来，对有色和黑色金属进行模锻、挤压、切边、弯曲、校正，还用来压制耐火材料等制品。它不合适用来生产精密级进模具。
2．液压机
典型三梁四柱结构。
用途和特点：该系列液压机适用于可塑性材料的压制工艺。
压制成型粉末材料，压制成型塑料材料，冷加工或热加工成型金属材料，拉伸成型薄板材料，还有弯曲加工，翻边加工，校正加工等工艺。
Y32-40
Y32-63
Y32-100
Y32-500
不会发生超负荷的危险。液压的优点，液体不怕压。
四、冲压设备的选用
选择冲压机械时，需要考虑两个关键点，一个是挑选合适的机械类型，另一个是明确机械的具体参数。
1．类型选择
闭式双动压力机（机械压力机）
冷冲模具分为两部分：①凸模（上模）；
②凹模（下模）。
凸模和凹模分别置放于压力机的上工作台和下工作台，或称作滑块与固定工作台，依靠上下移动来实施冲裁操作。
提问：①为什么不横向安装？
精密级进模具需要哪种类型的压力设备配合使用？是曲柄压力机。选择它的关键原因在于追求高效作业，比如我们企业制造的模具，其每分钟能够实现的冲切频次范围在五十到一千四百之间，因此只有机械式曲柄压力机才能满足这种高速生产的要求。
2．规格选用
见教材
某个零件若需经过多个冲压步骤才能制成，且所用的模具并非连续式模具，而是由多套模具分别完成，这种情况下就需要使用多工位自动压力机，比如我在洛阳一拖实习时，就见过这种压力机。一台压力设备设有若干个模具安放点，当执行一次压制动作后，该设备的冲头会向上移动，工作人员需要将制件取下，并安放到次级模具上，同时把新的板料放置在起始模具处，然后继续进行压制工序。
说明第三点，达成材料的变形速率与标准。选用的压力机在加工部分物料时，压力机的标称力度符合标准，但若要提升冲压速率，就必须加大标称力度，否则物料的变形速率无法提升！因此，必须全面考量在确保标称力度达标的情况下，压力机的行程频率能否让物料快速变形，实现冲压，确保生产效能。
