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1、冷沖壓模具設(shè)計 包頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院 模具教研室 冷沖壓模具設(shè)計 課程情況總體簡介 總學(xué)時： 96 課程性質(zhì)：冷沖壓模具設(shè)計課程是專業(yè)的一門主干 專業(yè)技術(shù)課，是一門實踐性、綜合性很強的課程。 課程任務(wù)：通過學(xué)習(xí)，能夠準確完成模具結(jié)構(gòu)的識 圖與分析工作；能夠獨立完成典型沖件（包括沖裁 件、彎曲件、拉深件）的工藝分析與方案制定工作； 能夠獨立完成簡單沖件的模具設(shè)計工作并繪制相關(guān) 圖紙。 冷沖壓模具設(shè)計 總目錄 第一章 冷沖壓概述 第二章 沖裁模設(shè)計與實例分析 第三章 彎曲模設(shè)計與實例分析 第四章 拉深模設(shè)計與實例分析 第五章 成形工藝與成形模設(shè)計 冷沖壓模具設(shè)計 模塊一 冷沖壓概述 包職院模具教研室
2、冷沖壓概述 學(xué)習(xí)項目一 冷沖壓基本概念 一、沖壓加工概況 1. 冷沖壓概念 冷沖壓：室溫下 壓力機 模具 材料 分離或塑性變形。 冷沖壓概述 1.冷沖壓概念 （ 續(xù) ） 加工對象： 主要金屬板材 加工依據(jù)： 板材沖壓成形性能 （ 主要是塑性 ） 加工設(shè)備： 主要是壓力機 加工工藝裝備： 沖壓模具 沖壓模具： 在沖壓加工中 ， 將材料加工成零件 （ 或 半成品 ） 的一種特殊工藝裝備 ， 稱為沖壓模具 （ 俗稱 沖模 ） 。 冷沖壓概述 1.冷沖壓概念（續(xù)） 沖壓生產(chǎn)三要素 合 理 的 沖 壓 工 藝 先 進 的 模 具 高 效 的 沖 壓 設(shè) 備 冷沖壓概述 2.冷沖壓加工的特點 優(yōu)點： 低耗
3、、高效、低成本 “一模一樣”、質(zhì)量穩(wěn)定、互換性好 可加工薄壁、復(fù)雜零件 對工人的技術(shù)要求較低 缺點： 噪音大 安全性較差 應(yīng)用： 沖壓適于批量生產(chǎn) 日常沖壓產(chǎn)品 、 高科技沖壓產(chǎn)品 冷沖壓概述 二、沖壓工序的分類 根據(jù)材料的變形特點：分離工序、成形工序 分離工序：是指坯料在模具刃口作用下，沿一定的輪廓線分 離而獲得沖件的加工方法。主要包括落料、沖孔、分離等。 冷沖壓概述 成形工序：是指坯料在模具壓力作用下，使坯料產(chǎn) 生塑性變形，但不產(chǎn)生分離而獲得的具有一定形狀和 尺寸的沖件的加工方法。 主要有彎曲、拉深、翻邊等。 冷沖壓概述 三、沖模 1.沖模的分類 （ 1）根據(jù)工藝性質(zhì)分 沖裁模、 彎曲模、
4、 拉深模 （ 2）根據(jù)工序的組合程度分 簡單模： 單工序、單工位 級進模： 多工序、多工位 復(fù)合模： 多工序、單工位 冷沖壓概述 以墊圈的生產(chǎn)為例 用單工序模生產(chǎn)： 用級進模生產(chǎn)： 用復(fù)合模生產(chǎn)： 冷沖壓概述 2.模具組成零件 1-下模座 2-螺釘 3-凹模 4-導(dǎo)料銷 5-橡膠 6-導(dǎo)套 7-凸模固定板 8-上模座 9-卸料螺釘 10-模柄 11-橫銷 12-防轉(zhuǎn)銷 13-螺釘 14-墊板 15-凸模 16-導(dǎo)柱 17-卸料版 18-螺釘 冷沖壓概述 2.模具組成零件（續(xù)） 沖模一般由上模和下模兩部分組成。主要包括以下 幾類零件： 工作零件：對材料直接施加壓力，完成沖壓工作的 零件。主要包括
5、凸模、凹模和凸凹模。 定位零件：用以確定坯料在模具中的正確位置。 卸料與出件零件：用于保障模具的連續(xù)動作所需的 輔助裝置。 導(dǎo)向零件：保證上模與下模之間的相對位置。 支撐、緊固與連接零件：完成模具個零件的相互連 接與穩(wěn)固定位作用 冷沖壓概述 四、 模具設(shè)計與制造的相互關(guān)系 沖壓產(chǎn)品生產(chǎn)流程： （沖壓）產(chǎn)品設(shè)計 沖壓成形工藝設(shè)計 沖壓模具設(shè)計 沖模制造 沖壓產(chǎn)品生產(chǎn) 相互關(guān)聯(lián) 相互影響 冷沖壓概述 五、沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向 1.我國沖壓技術(shù)現(xiàn)狀 技術(shù)落后、經(jīng)濟效益低。 主要原因：沖壓基礎(chǔ)理論與成形工藝落后； 模具標準化程度低； 模具設(shè)計方法和手段、模具制造工藝 及設(shè)備落后； 模具專業(yè)化水平低
6、。 所以，結(jié)果導(dǎo)致我國模具在 壽命、效率、加工精 度、生產(chǎn)周期 等方面與先進工業(yè)發(fā)達國家的模具相比 差距相當(dāng)大。 冷沖壓概述 2.沖壓技術(shù)發(fā)展方向 (1)沖壓成形理論及沖壓工藝 加強理論研究，開展 CAE技術(shù)應(yīng)用 開發(fā)和應(yīng)用沖壓新工藝。 (2)模具先進制造工藝及設(shè)備 數(shù)控化 、 高速化、復(fù)合化加工技術(shù) 先進特種加工技術(shù) 精密磨削、微細加工技術(shù) 先進工藝裝備技術(shù) 先進測量技術(shù) 冷沖壓概述 (3)模具新材料及熱處理、表面技術(shù) 提高使用性能 ,改善加工性能 ，提高壽命。 (4)模具 CAD/CAM技術(shù) 二、三維相結(jié)合的數(shù)字化設(shè)計技術(shù)與數(shù)字化制造 技術(shù)。 模具行業(yè)是最早應(yīng)用 CAD/CAM技術(shù)的行業(yè)之
7、一。 (5)快速經(jīng)濟制模技術(shù) 加快模具的制造速度，降低模具生產(chǎn)成本。適應(yīng)小 批 量試制。 冷沖壓概述 冷沖壓概述 汽 車 覆 蓋 件 飛 機 蒙 皮 冷沖壓概述 沖 裁 模 冷沖壓概述 彎 曲 模 冷沖壓概述 拉 深 模 冷沖壓概述 單 工 序 模 冷沖壓概述 級 進 模 冷沖壓概述 復(fù) 合 模 冷沖壓概述 數(shù)控高速銑削加工 高效 、高精度 、高的表面質(zhì)量 、可加工高硬材料 冷沖壓概述 多軸聯(lián)動、復(fù)合加工 五軸加工中心 五軸車銑中心 冷沖壓概述 慢走絲線切割技術(shù) 加工精度可達到 1.5m， 加 工表面粗糙度 Ra0.1 0.2m。 冷沖壓概述 精密坐標磨床 成型磨床 數(shù)控光學(xué)曲線磨床 精密磨削
8、、微細加工技術(shù) 冷沖壓概述 3R裝夾系統(tǒng)（ 統(tǒng)一工藝基準定位系統(tǒng) ）應(yīng)用 先進工藝裝備技術(shù) 冷沖壓概述 三坐標數(shù)控測量 冷沖壓概述 學(xué)習(xí)項目二 沖壓設(shè)備及選用 本次課可按以下提綱采用現(xiàn)場教學(xué)。 冷沖壓概述 一、常見沖壓設(shè)備 機械壓力機（以 Jxx表示其型號） 摩擦壓力機 曲柄壓力機 液壓機（以 Yxx表示其型號） 油壓機 水壓機 數(shù)控沖床 專用設(shè)備 剪板機 折彎機 冷沖壓概述 二、常見設(shè)備的工作原理與特點 1. 曲柄壓力機結(jié)構(gòu)簡圖 2. 曲軸壓力機傳動系統(tǒng)圖 4. 摩擦壓力機傳動系統(tǒng)圖 3. 偏心壓力機傳動系統(tǒng)圖 5. 各類設(shè)備特點比較 冷沖壓概述 三、沖壓設(shè)備的選用 1.壓力機類型的選擇 根
9、據(jù)工序性質(zhì)、生產(chǎn)批量、沖件質(zhì)量等要求進行選擇。 2.壓力機規(guī)格的選擇 （ 1）公稱壓力 （ 2）滑塊行程長度 （ 3）行程次數(shù) （ 4）工作臺面尺寸 （ 5）滑塊模柄孔尺寸 （ 6）閉合高度 （ 7）電機功率的選擇 冷沖壓概述 四、模具的安裝 一般次序： 1.檢查臺面、閉合高度、打料裝置等。 2.根據(jù)沖模的閉合高度調(diào)整壓力機滑塊的高度， 并 分別固定上、下模部分。 3. 試沖。 冷沖壓概述 公稱壓力 ：滑塊下滑到距下極點某一特定的距離 Sp或曲柄 旋轉(zhuǎn)到距下極點某一特定角度 時，所產(chǎn)生的沖擊力稱為壓力 機的公稱壓力。 沖裁、彎曲時壓力機 的噸位應(yīng)比計算的沖壓力 大 30%左右。 拉深時壓力機噸
10、位應(yīng) 比計算出的拉深力大 60% 100%。 壓力機的許用壓力曲線 1壓力機許用壓力曲線 2沖裁工藝沖裁力實際 變化曲線 3拉深工藝拉深力實際變化曲線 冷沖壓概述 壓力機的閉合高度： 指滑塊在下止點時，滑塊底面到工作 臺上平面（即墊板下平面）之間的距離。 壓力機的裝模高度： 指壓力機的閉合高度減去墊板厚度的 差值。 模具的閉合高度： 指沖模在最低工作位置時，上模座上平 面至下模座下平面之間的距離。 模具閉合高度與裝模高度的關(guān)系 理論上 Hmin-H1HH max H1 實際上 Hmin-H 10HH max-H 5 冷沖壓概述 冷沖壓概述 冷沖壓概述 冷沖壓概述 類型 設(shè)備名稱 工作原理 特點
11、 機 械 壓 力 機 摩 擦 壓 力 機 利用摩擦盤與飛輪之間相互接觸并傳遞 動力 ， 借助螺桿與螺母相對運動原理而工 作 。 其傳動系統(tǒng)如圖 1.2.1 所示 。 結(jié)構(gòu)簡單 ， 當(dāng)超負荷時 ， 只會引起飛輪與摩擦盤之 間的滑動 ， 而不致?lián)p壞機 件 。 但飛輪輪緣磨損大 ， 生產(chǎn)率低 。 適用于中小型 件的沖壓加工 ， 對于校正 、 壓印和成形等沖壓工序尤 為適宜 。 曲 柄 壓 力 機 利用曲柄連桿機構(gòu)進行工作 ， 電機通過皮帶輪及 齒輪帶動曲軸傳動 ， 經(jīng)連桿使滑塊作直線往復(fù)運 動 。 曲柄壓力機分為偏心壓力機和曲軸壓力機 ， 二者區(qū)別主要在主軸 ， 前者主軸是偏心軸 ， 后者 主軸是曲
12、軸 。 偏心壓力機一般是開式壓力機 ， 而 曲軸壓力機有開式和閉式之分 。 偏心壓力機和曲 軸壓力機的傳動系統(tǒng)如圖 1.2.2 和圖 1.2.3所示 。 生產(chǎn)率高 ， 適用于各類 沖壓加工 高速 沖床 工作原理與曲柄壓力機相同 ， 但其剛度 、 精度 、 行程次數(shù)都比較高 ， 一般帶有自動 送料裝置 、 安全檢測裝置等輔助裝置 。 生產(chǎn)率很高 ， 適用于大批 量生產(chǎn) ， 模具一般采用多 工位級進模 。 液 壓 機 油壓機 水壓機 利用帕斯卡原理 ， 以水或油為工作 介質(zhì) ， 采用靜壓力傳遞進行工作 ， 使滑塊上 、 下往復(fù)運動 。 壓力大 ， 而且是靜壓力 ， 但生產(chǎn)率低 。 適用于拉深 、 擠壓等成形工序 。 冷沖壓概述
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