第一章 概述與沖壓設(shè)備

沖壓模具設(shè)計(jì)安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院第一章概述沖壓：利用模具在壓力機(jī)上對(duì)板料施壓使之分離或成形，以獲得所需零件形狀和尺寸。沖壓特點(diǎn)：無屑加工、模具加工。沖壓工藝：分離工序、成形工序。分離工序：指沖壓過程中使沖壓件與板料沿一定的輪廓相互分離的工序?；竟ば颍簺_孔、落料、切斷、切口、切邊、剖切、整修等。沖孔、落料沖孔、剖切成形工序：指材料在不破裂的條件下產(chǎn)生塑性變形，從而獲得一定形狀、尺寸和精度要求的零件?；竟ば颍簭澢?、卷圓、扭曲、拉深、翻孔、翻邊、拉彎、脹形、起伏、擴(kuò)口、縮口、旋壓、校形。

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)用墊圈：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)用墊圈：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)支架：普通墊片：常用五金件：汽車用墊圈：沖壓加工的優(yōu)點(diǎn)經(jīng)濟(jì)方面

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原材料省，且利用率高

(一般可達(dá)70-90%)

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操作工藝方便

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生產(chǎn)效率高，便于機(jī)械化與自動(dòng)化

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成本低汽車覆蓋件沖壓加工的優(yōu)點(diǎn)技術(shù)方面

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可以獲得用其他加工工藝難以加工的各種形狀復(fù)雜的零件與制品；

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尺寸精度較高，質(zhì)量穩(wěn)定，互換性良好（一般IT8～10,最高達(dá)IT7）；

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在材料消耗不大的情況下，可獲得強(qiáng)度高、剛度大、重量輕的零件；沖壓生產(chǎn)的局限性

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制模成本高；

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技術(shù)要求高；

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不適用于單件及小批量生產(chǎn)；沖壓工藝在工業(yè)生產(chǎn)中的地位和作用

在機(jī)械制造業(yè)中，冷沖壓是一種生產(chǎn)效率很高的加工工藝，它給生產(chǎn)提供了及其方便及最有利的條件。沖壓工藝的應(yīng)用范圍很廣，大到汽車的覆蓋件，小至鐘表及儀器儀表的元件，大多是冷沖壓制成的。統(tǒng)計(jì)表明：——

汽車制造業(yè)中，60～75％沖壓件——

電機(jī)儀器儀表業(yè)中，60～70％——

國(guó)防工業(yè)中，沖壓件的比重也相當(dāng)大沖壓應(yīng)用領(lǐng)域

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汽車行業(yè)的沖壓

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汽車等行業(yè)零部件類沖壓

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電器件沖壓——

生活日用品沖壓——

家用電器部件沖壓——

航空航天工業(yè)、國(guó)防工業(yè)

航空航天制造業(yè)：汽車制造業(yè)：沖壓工藝的工序和分類

由于沖壓加工的零件形狀、尺寸、精度要求、批量大小、原材料性能等地不同，當(dāng)前在生產(chǎn)中所采用的沖壓工藝方法也是多種多樣的。但是，概括起來可以分為兩大類：

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分離工序(shearing)

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成形工序(forming)冷沖壓基本工序分類圖冷沖壓工序分離工序變形工序復(fù)合工序裝配工序

沖裁彎曲拉延成形體積沖壓剪裁落料沖孔切口切邊彎曲扭曲拉延起伏成形壓印沖眼分離工序(shearing)

是指板料受力后，應(yīng)力超過材料的強(qiáng)度極限σb

，而使板料產(chǎn)生剪裂或局部剪裂。其目的是在沖壓過程中，使沖壓件與板料沿一定的輪廓線相互分離，同時(shí)，沖壓件分離斷面的質(zhì)量也要滿足一定的要求。

普通沖裁*落料

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用沖模沿封閉輪廓曲線沖切，沖下部分是零件。用于制造各種形狀的平板零件*沖孔

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用沖模按封閉輪廓曲線沖切，沖下部分是廢料*切斷

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用剪刀或沖模沿不封閉輪廓曲線切斷，多用于加工形狀簡(jiǎn)單的平板零件*切邊

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將成形零件的邊緣修切整齊或切成一定的形狀*剖切

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把沖壓加工成的半成品切開成為二個(gè)或多個(gè)零件，多用于不對(duì)稱零件的成雙或成組成壓成形之后精密沖裁

普通沖裁所得工件尺寸精度在IT11以下，切斷面表面粗糙度值Ra為12.5～6.3,且有錐度。對(duì)于一些要求光潔和尺寸精度較高的零件或要求剪切斷面與工件表面垂直的零件，一般的沖裁方法達(dá)不到要求，這樣就發(fā)展了精密沖裁工藝。成形工序*彎曲

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把板料沿直線彎成各種形狀，可以加工形狀極為復(fù)雜的零件*拉深

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把平板毛坯沖制成各種空心的零件，也有稱之為拉延、壓延、引伸*變薄拉深

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把拉深加工后的空心半成品進(jìn)一步加工成底部厚度大于側(cè)壁厚度的零件*成形

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把彎曲和拉深以外的許多變形類工序統(tǒng)稱為成形。包括：翻邊、局部成形、脹形、擴(kuò)口、縮口、旋壓、強(qiáng)力旋壓、校平與整形等。*翻邊

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把板料的邊緣按曲線翻成豎立的邊緣，可分為內(nèi)孔翻邊和外緣翻邊

內(nèi)孔翻邊

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圓孔翻邊、異形孔翻邊

外緣翻邊

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凸曲線翻邊、凹曲線翻邊*局部成形

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在板料或零件表面上制成各種形狀的凸起或凹陷，以提高零件的剛性，也可稱之為起伏、壓梗、壓筋*脹形

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將空心件或管狀毛坯向外擴(kuò)張*擴(kuò)口

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將空心件口部直徑擴(kuò)大*縮口

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將空心件口部直徑縮小*旋壓

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毛料隨旋壓機(jī)主軸旋轉(zhuǎn)，趕棒加壓于毛坯，使毛坯逐漸緊貼模具以獲得所需形狀和尺寸的制件，有時(shí)也稱為趕形*強(qiáng)力旋壓

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在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，用輥輪使毛坯逐步成形的方法，有時(shí)也稱為旋薄*校平與整形

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為了提高成形零件的平整度、尺寸精度或獲得小的圓角半徑而采用的成形方法復(fù)合工序

把兩個(gè)或兩個(gè)以上的基本工序合并成一個(gè)工序，可以提高沖壓生產(chǎn)的效率，降低工件的成本，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。如：

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沖孔–

落料

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落料–

拉深–

切邊

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落料–

沖孔–

彎曲

……實(shí)現(xiàn)沖壓的基本條件：

要實(shí)現(xiàn)沖壓必須對(duì)材料施加作用力，使得材料產(chǎn)生分離或塑性變形。所以要具備以下兩個(gè)條件：（一）沖壓模具沖壓模具是實(shí)現(xiàn)沖壓工藝的工具（二）沖壓設(shè)備沖壓設(shè)備是實(shí)現(xiàn)沖壓時(shí)提供外力的裝置。沖壓技術(shù)的發(fā)展方向1、工藝分析計(jì)算方法的現(xiàn)代化2、模具設(shè)計(jì)制造技術(shù)現(xiàn)代化3、沖壓生產(chǎn)的機(jī)械化與自動(dòng)化4、適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代快和生產(chǎn)批量小的特點(diǎn)5、改進(jìn)板料性能，以提高其成形能力和使用效果1、工藝分析計(jì)算方法的現(xiàn)代化

近幾年來國(guó)內(nèi)外開始采用有限元法，對(duì)復(fù)雜成形件（如汽車覆蓋件）的成形過程進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變分析和計(jì)算機(jī)模擬，以預(yù)測(cè)某一工藝方案對(duì)零件成形的可能性和會(huì)發(fā)生的問題，將結(jié)果顯示出來，供設(shè)計(jì)人員進(jìn)行修改和選擇。這樣，不但可以節(jié)省模具試制費(fèi)用，縮短新產(chǎn)品的試制周期，還可以逐步建立一套能結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際的先進(jìn)設(shè)計(jì)方法，既促進(jìn)了沖壓工藝的發(fā)展，也將使塑性成形理論逐步完善到對(duì)生產(chǎn)實(shí)際的指導(dǎo)作用。2、模具設(shè)計(jì)制造技術(shù)現(xiàn)代化

為了加快產(chǎn)品的更新?lián)Q代，縮短模具設(shè)計(jì)、制造周期，工業(yè)先進(jìn)國(guó)家正在大力開展模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造（CAD/CAM）的研究，并在生產(chǎn)中應(yīng)用。采用這一技術(shù)，一般可以提高模具設(shè)計(jì)制造效率2～3倍。發(fā)展這一技術(shù)，最終是實(shí)現(xiàn)模具CAD/CAM一體化。應(yīng)用這一技術(shù)，不僅可以縮短模具設(shè)計(jì)制造周期，還可以提高模具質(zhì)量，減少設(shè)計(jì)和制造人員的重復(fù)勞動(dòng)，使設(shè)計(jì)者有可能把精力用在創(chuàng)新開發(fā)上。3、沖壓生產(chǎn)的機(jī)械化與自動(dòng)化

為了滿足大批量生產(chǎn)的需要，沖壓設(shè)備由低速壓力機(jī)發(fā)展到高速自動(dòng)壓力機(jī)。國(guó)外還加強(qiáng)了由計(jì)算機(jī)控制的現(xiàn)代化全自動(dòng)沖壓加工系統(tǒng)的研究與應(yīng)用，使沖壓生產(chǎn)達(dá)到高度自動(dòng)化，從而減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高生產(chǎn)效率。4、適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代快和生產(chǎn)批

量小的特點(diǎn)

為了滿足產(chǎn)品更新?lián)Q代和小批量生產(chǎn)的需要，發(fā)展了一些新的成形工藝（如高能成形等）、簡(jiǎn)易模具（如軟模和低熔點(diǎn)合金模等）、數(shù)控沖壓設(shè)備和沖壓柔性制造系統(tǒng)（FMS）等。這樣，就使沖壓生產(chǎn)既適合大批量生產(chǎn)，也適合小批量生產(chǎn)。5、改進(jìn)板料性能，以提高其成形

能力和使用效果

目前世界各先進(jìn)工業(yè)國(guó)不斷研制出沖壓性能良好的板材，以提高沖壓成形能力和使用效果。例如，研制高強(qiáng)度鋼板，用來生產(chǎn)汽車覆蓋件，以減輕零件重量和提高其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。模具1）單工序模：在沖壓的一次行程過程中，只能完成一個(gè)沖壓工序的模具。播放動(dòng)畫2）級(jí)進(jìn)模：在沖壓的一次行程過程中，在不同的工位上同時(shí)完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。播放動(dòng)畫電機(jī)轉(zhuǎn)子多工位級(jí)進(jìn)模3）復(fù)合模：在沖壓的一次行程過程中，在同一工位上同時(shí)完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。播放動(dòng)畫電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子復(fù)合模

復(fù)合沖壓模有正裝式和倒裝式兩種結(jié)構(gòu)。其中正裝式是凸模置于