冲压工艺与模具设计
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绪论

一、冷冲压模具概述

将冲裁模装在各种压力机上,把金属或非金属材料制造出人们需要的形状和制品的专用工具统成称为冲模,因为通常是在室温下进行加工的,所以称为冷冲压。

冷冲压生产过程的主要特征是依靠冲模等冲压设备完成加工,模具是工业生产的基础工艺设备,也是实现和发展少、无切削技术不可缺少的工具,如汽车、拖拉机、电器、仪表仪器、航空航天等行业有60%~80%的零件需要模具加工,轻工制品生产中应用模具更多。利用模具加工制品及零件主要有如下特点:

(1)生产效率高,操作简单,容易实现生产的自动化及半自动化,使用于大批量零件与制品的加工与制造。

(2)节约原材料,材料的利用率很高。

(3)冲压零件表面光洁、尺寸精度高、质量稳定、互换性好、成本低、经济效益高。

(4)可加工形状复杂的薄壁零件及制品。

(5)一般不需要进一步加工,可一次成型。

因此,模具是工业生产中使用极为广泛的工艺装备。冲压工艺和模具工业得到了世界各国的重视,日本称模具是“工业之母”,英国称模具为“经济效益放大器”。

二、冷冲压基本工序的分类

由于冷冲压加工的零件的形状、尺寸、精度要求、生产批量等各不相同,因此生产中所采用的冷冲压工艺方法也是多种多样的,概括起来可分成两大类,即分离工序和成型工序。分离工序是指使板料按一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和切断面质量的冲压件(俗称冲裁件)的工序;成型工序是指坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。

上述两类工序,按冲压方式不同又具体分为很多基本工序,见表0-1、表0-2和表0-3。

表0-1 分离工序

表0-2 成型工序

续表

在实际生产中,当生产坯料大时,如果仅以表中所列的基本工序组成冲压工艺工程,则生产率可能很低,不能满足生产需要。因此,一般采用组合工序,即把两个以上的单独工序组成一道工序,构成所谓复合、级进、复合—级进的组合工序。

为了进一步提高生产率,充分发挥冷冲压的优点,还可应用冷冲压方法进行产品的某些装配工作。视实际需要,可以安排单独的装配工序,也可把装配工序组合在级进组合工序中,如微型电机转子铁芯的冲压与叠装。

上述冲压成型的分类方法比较直观,真实地反映出各类零件的实际成型过程和工艺特点,便于制订各类零件的冲压工艺并进行冲模设计,在实际生产中得到了广泛的应用。但是,冲压成型时,材料受力情况和变形性质很复杂,要分析和解决每一种成型的实际问题,应把各种成型按其成型时变形区的应力和应变特点加以归类,找出每一类成型工艺的共同规律和产生问题的原因及解决问题的方法。表0-3是压缩类变形,它能充分反映出各类成型变形区的受力与变形特点,反映出同类成型的共同规律,对解决问题具有很大的实际意义。

表0-3 压缩类变形工序

三、学习要求和学习方法

学生学完冲压工艺及冲模设计之后,应掌握冷冲压成型的基本原理;掌握冲压工艺过程设计和冲模设计的基本方法;具有设计比较复杂的冲压件的工艺过程和比较复杂的冲模的能力;能够运用已学习的基本知识,分析和创造性地解决生产中常见的产品质量、工艺及模具方面的技术问题;能够合理选用冲压设备和设计自动送料和自动出件装置;了解冲压成型新工艺、新模具及其发展动向。

由于冲压工艺及冲模设计是一门实践性和实用性很强的学科,并且它又以金属学与热处理、塑性力学等许多工程技术基础学科为基础,与冲压设备、模具制造工艺性密切联系,因而在学习时必须注意理论联系实际,认真参加实验、实习、设计等重要教学环节,注意综合运用基础学科的基本知识。