沖壓加工概述與沖壓設備

福州大學 沖 壓 成 形 產 品 日 常 用 品 沖壓成形產品 高科技產品 汽 車 覆 蓋 件 飛 機 蒙 皮 沖壓加工是制造業(yè)中 最常用 的一種材料成形加工方法。 冷沖模設計 第一章 沖壓加工概述與沖 壓設備 第二章 冷沖壓常用材料 第三章 沖裁工藝 第四章 冷沖壓模具的結構 與設計 第五章 彎曲工藝及彎曲 模 第六章 拉伸工藝及拉伸 模 第七章 其他沖壓成型 第八章 沖壓工藝過程的制 定 第一章 沖壓加工概述與沖壓設備 第一節(jié) 沖壓加工概 論 第二節(jié) 冷沖壓設備 第一節(jié) 沖壓加工概論 一、 冷沖壓的概念 二、 冷沖壓工序的分 類 三、 冷沖壓工藝的特 點及其應用 四、應用實例 一、冷沖壓的概念 冷沖壓是在 常溫下 利用沖模在壓力機上對材料施加壓 力，使其產生分離或變形，從而獲得一定形狀、尺寸 和性能的零件的加工方法，屬于壓力加工范疇。 沖壓 ： 沖 壓 生 產 場 景 室溫下 壓力機 模具 材料 分離或塑性變形。 二、冷沖壓工序的分類 冷 沖壓工藝按照材料變形的機理可以分為兩大類：分離 工序和變形工序。 A) 分離工序：將沖壓件或毛坯沿一定輪廓相 互分離；通常又稱為沖裁工序 B) 變形工序：在材料不產生破壞的前提下 使毛坯發(fā)生塑性變形，成為所需要的形狀及 尺寸的制件 ,變形工序主要有彎曲、拉深、 成形等。 冷沖壓的五個基本工序 C) 在實際的工程應 用上，根據工廠的實 際情況，通常將冷沖 壓分為五個工序，稱 為冷沖壓的五個基本 工序： 1、 沖裁 2、 彎曲 3、 拉伸 4、 成型 5、 立體壓制 沖 裁 用模具沿封閉的輪 廓曲線沖切，使材 料產生分離或局部 分離 相關鏈接： 沖裁 1 沖裁 2 彎 曲 用模具將材料彎成一 定角度或一定形狀 相關鏈接： 彎曲模具 拉 伸 用模具將材料壓成任 意形狀的空心件 相關鏈接： 拉伸模具 成型、立體壓制 成型：用模具將材料局部變形，包括起伏成型 和翻邊等 立體壓制：通過迫使材料產生塑性流動，得到 所需要的工件，包括冷擠壓、頂鐓等 冷 沖 壓 工 序 的 分 類 冷沖壓工序表格 三、 冷沖壓工藝的特點及其應用 a) 用冷沖壓加工方法可以得到形狀復雜 、 用其他 加工方法難以加工的工件 b) 冷沖壓件的尺寸精度是由模具保證的 ， 尺寸穩(wěn) 定 ， 互換性好 c)材料利用率高 ， 工件重量輕 ， 剛性好 ， 強度高 ， 沖壓過程耗能少 ， 工件成本低 d) 操作簡單 ， 勞動強度低 ， 易于實現機械化 、 自 動化 ， 生產率高 e) 沖壓加工中所使用的模具結構一般比較復雜 ， 生產周期長 四、 沖壓技術的發(fā)展方向 a) 精密沖裁： 使零件有光潔的斷面和高的精度 b) 應用先進工藝 ： 液體、橡膠、超塑性成型等先進工藝，對復雜 零件的成型有明顯的效果 c)沖壓生產機械化、自動化 ： 研制自動送、退料裝置 d) 模具標準化 ： 要有各種規(guī)格和精度的模架標準，還要發(fā)展典型模 具結構和零部件的標準化工作 e) 發(fā)展模具的計算機輔助設計與輔助制造： 用電子計 算機作為信息處理手段，進行最佳判斷、計算，實現綜合設計，生產人員借助 計算機對模具制造實行監(jiān)督、控制和管理 五、 應用實例 1、 游戲機幣的制造工藝 2、 紀念章的制造工藝 游戲機幣的制造工藝 : a) 備料 b) 落料 c)文字 、 圖形 （ 成型 ） 起伏成型 d) 去毛刺 e) 清洗 、 電鍍 紀念章的制造工藝 : a) 備料 b)文字 、 圖形 （ 成型 ） 起伏成型 c) 落料 d) 去毛刺 e) 清洗 、 電鍍 第二節(jié) 冷沖壓設備 一、概述 二、 常見的沖壓設備種類（按 工作機構分） 三、 曲柄壓力機的基本組成 四、曲柄 壓力機部分工作機構 五、 曲柄壓力機的主要結構類 型 六、 壓力機主要技術參數，及 設備的選用 一、冷沖壓設備概述 冷沖壓制造工藝的整 個工作系統(tǒng)按照機械 制造工藝的劃分原則， 包括：工裝、機床、 制件材料 冷沖壓機床按照實現機理不同分為 機械壓力機 和液壓機 機械壓力機由機械機構來實 現動力的輸入，具體又分為 曲柄壓力機和摩擦式壓力機 液壓機的動力由液壓設備來提 供，相對機械壓力機來講，可提 供的壓力較大，而且可以實現準 確的壓力值、行程的控制，但機 床成本高、工作效率不高 類 型 設備名 稱 工作原理 特點 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 。 結構簡單 ， 當超負荷時 ， 只會引起飛輪與摩擦盤之 間的滑動 ， 而不致損壞機 件 。 但飛輪輪緣磨損大 ， 生產率低 。 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 利用曲柄連桿機構進行工作 ， 電機通過 皮帶輪及齒輪帶動曲軸傳動 ， 經連桿使 滑塊作直線往復運動 。 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 。 生產率高 ， 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 。 生產率很高 ， 適用于 大批量生產 ， 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 ， 采用靜壓力傳遞進行工作 ， 使滑塊上 、 下往復運動 。 壓力大 ， 而且是靜壓 力 ， 但生產率低 。 適 用于拉深 、 擠壓等成 形工序 。 常用冷沖壓設備的工作原理和特點 二、常見的機械式沖壓設備種 類（按工作機構分） 1、 曲柄壓力機（通稱沖床）（其主軸為曲 軸）（包括偏心壓力機） 2、 摩擦式壓力機：利用螺桿與螺母相對運 動的原理而工作 三、 曲柄壓力機的基本組成 a) 床身：或稱為支承部件 ， 包括：床身 、 工作臺 b) 工作機構：一般為曲柄連桿機構； 包括：曲柄 、 連桿 、 滑塊 c) 操縱系統(tǒng)：包括：離合器 、 制動器 d) 傳動系統(tǒng)：包括：皮帶 、 齒輪傳動等機構 e) 能源系統(tǒng) : 電機 f) 輔助系統(tǒng)： （ 潤滑系統(tǒng) 、 保險系統(tǒng) 、 計數裝置 、 氣墊等 ） 包括：潤滑系統(tǒng) 、 保護裝置 、 氣墊 、 機械手等 曲柄壓力機工作機構 : 其主軸為曲柄 組成：曲柄 連桿 滑塊 動畫 曲柄壓力機 :包括曲軸壓力機和偏心壓力機 四、偏心壓力機部分工作機構 偏心壓力 機的滑塊 行程可以 通過安裝 在偏心軸 上的偏心 套筒來實 現行程的 調整。 偏心壓力機傳動系統(tǒng) 1-滑塊 2-連桿 3-制動裝置 4-偏心軸 5-離合器 6-皮帶輪 7-電機 8-操縱機構 滑 塊 機 構 的 調 整 原 理 偏心壓力機的主 要特點是行程不 大，但可以調節(jié)。 o A M 打料機構 在沖壓過程中， 為了從上模中打 下工件或廢料， 壓力機的滑塊中 裝有打料機構 五、 曲柄壓力機的主要結構類型 曲柄壓力機床身結構 開式： 床身為弓形，操作方便， 剛性差，一般噸位為 100噸以下 閉式： 兩側封閉， 操作不便，剛性好， 能承受較大壓力， 噸位為 100噸以上 按滑塊數目 分：壓力機 可以分為 單 動 、 雙動 以 及 三動 壓力 機 六、 壓力機主要技術參數， 及設備的選用 沖壓設備類型的選用： 壓力機主要技術參數，及沖壓設備規(guī)格的 確定 a) 沖壓設備類型的選用： i. 主要根據工藝要求和制件尺寸大小選擇 ， 對于一般中小型件的沖裁 、 彎曲和拉深等 工序用開式壓力機；對于大型的各種沖壓 工序采用閉式壓力機 ii. 對于需要較大壓邊力的拉深工序 ， 則采 用雙動壓力機；對于校平 、 校正性彎曲 ， 宜采用摩擦式壓力機 壓力機的型號 ： J A 31 K-160 A 改進設計代號 （設備改進次數，可無） 設備主要參數 （設備公稱壓力） 特征代號 （ K-數控， G-高速， Z-自動，可無） 列組代號 （設備機構類型） 系列變型設計代號 （用 A、 B 表示，可無） 類代號 （ Y等） b) 壓力機主要技術參數， 及沖壓設備規(guī)格的確定 1、公稱壓力（噸位） 2、滑塊行程（ 2R）： 3、滑塊每分鐘行程次數： 4、壓力機裝模高度： 5、壓力機工作臺尺寸： 6、漏料孔尺寸： 7、模柄孔尺寸： 8、壓力機電動機功率： 公稱壓力（噸位） 63、 100、 160、 250、 400、 指壓力機曲柄旋轉到離 下止點前某一特定角度 （ 公稱壓力角 ） （ 約 30 ） 時滑塊上所容許 的最大工作壓力 。 注意：沖壓加工時 ， 作用 在滑塊上的總壓力應小 于壓力機的公稱壓力 滑塊行程 （ 2R） ： 滑塊從上止點到下止 點所經過的距離 （ 對 曲柄壓力機為曲柄半 徑 R的兩倍 ） 注意：壓力機滑塊行 程大小的確定應保證 工件的裝卸方便 滑塊每分鐘行程次數：（一般壓力機行程次數 都是固定的） 壓力機裝模高度： 1. 裝模高度 HZ：指滑塊在下止點時 ， 滑塊底平面 到工作臺上墊板下平面的高度 2. 模具高度 HM：指工作終了 （ 閉合狀態(tài) ） 時上模 座的上平面至下模座的下平面之間的距離 HZMIN+10HMHZMAX-5 不使用墊板 HZMIN+10HM+H1HZMAX-5 使用墊板 注意：模具的高度應在壓力機的最大與最小裝模 高度之間 裝 模 高 度 的 調 整 模具裝模高度可以通過調整連桿的長度來實現 壓力機工作臺尺寸：（應便于安裝固定模具 用的螺釘與壓板） 工作臺寬度尺寸應大于模具底面 50 70mm 漏料孔尺寸：工件或廢料下落通道，或用于 安裝模具底部的彈頂裝置 下落件或彈頂器的尺寸必須小于中間漏料孔的尺 寸 模柄孔尺寸： 與模柄尺寸（直徑）一致，模柄孔深度應大于模 柄高度 壓力機電動機功率： 保證沖壓時所需功率