五金冲压模具设计：冲压工艺与模具设计的基础知识

兰州冲压模具技术的基础知识。

1.1冲压工艺的特点和应用。

1.2冲压工艺分类。

1.3冲压材料。

1.4冲压设备。

1.5常用冲压标准。

1.6冲压技术的现状和发展。

→了解冲压的应用，可以根据冲压零件的结构特点进行初步处理。

判断冲压零件所需的基本冲压工艺。

→熟悉冲压材料的类型和供应规格。

→熟悉常用冲压设备的类型和适用技术。

冲压工艺的特点及应用。

冲压的概念。

生活用品，汽车，高铁，飞机，大炮。

冲压是什么？

在常温下，用冲模在压力机上对金属(或非金属)板施加压力，使其分离或塑性变形，从而获得具有一定形状、尺寸和性能的零件。

从冲压概念可以看出：

(1)冲压在常温下进行，即无需加热，因此也称为冷冲压。

⑵冲压的对象是板材，所以也叫板材冲压。

(3)冲压由设备和模具完成，需要三个。

要素:冲床(设备)、模具、原材料。

㈣冲压是塑性变形的基本形式之一。

二是冲压的特点和应用。

(1)生产率高，操作简单，机械化和自动化方便。

⑵尺寸精度高，互换性好。

(3)材料利用率高，一般可达70%~85%，有的可达95%。

㈣可获得其他加工方法难以加工或不能加工的形状复杂的零件，如薄壳拉深零件。

能得到重量轻、刚度好、强度高的零件。

6无需加热，可节约能源，表面质量好。

(7)大量生产时，产品成本较低。

由此可见，冲压能集优质、高效、低能耗、低成本于一体，是其他加工方法无法比拟的。因此，冲压应用广泛，如汽车和拖拉机行业的冲压零件占60%~70%，仪器占60~70%，日常生活中的各种不锈钢餐具等。从精细的电子元件、仪器指针到重型汽车的覆盖件、大梁、飞机蒙皮等。

也就是说，模具工业是国家的基础工业，模具设计和模具制造水平的高低已经成为衡量国家产品制造水平的高低。

发达国家非常重视模具的发展，日本认为模具是进入富裕社会的动力；德国:金属加工行业的皇帝；罗马尼亚:模具是黄金；模具在世界上被认为是点石成金行业。然而，这里的模具也包括塑料模具、锻造模具、压铸模具、橡胶模具、食品模具、建材模具等。，但目前冷冲模和塑料模具应用最广泛，约占40%。

第二冲压工艺分类。

1.根据变形性质进行分类。

→分离过程。

→成型过程。

(1)分离过程。

冲压成形时，被加工材料在外力作用下发生变形，变形区域的材料受到的剪切应力达到材料的剪切强度时，材料产生剪切分离，形成一定形状和尺寸的零件。分离工序主要有剪切、冲孔、掉落、切口、剪切等。

二是成形工序。

冲压成形时，被加工材料在外力作用下，变形区域材料的等效应力达到材料的屈服极限σs，但未达到强度极限σb，材料只产生塑性变形，得到一定形状和尺寸的零件。成形工艺主要有弯曲、拉伸、开孔、缩小、膨胀等。

2.根据变形区域的应力性质。

→伸长成形:变形区主要应力是拉伸应力，其破坏形式。

拉裂的特点是厚度减薄。

→压缩成型:变形区主要应力是压应力，其特点是厚度。

厚度增加，破坏形式为皱纹。

三冲压材料。

冲压对板材的基本要求。

→满足使用性能要求。

→满足冲压工艺要求。

首先要满足使用性能要求，在满足使用性能要求的前提下，尽量满足冲压工艺要求。

冲压材料的工艺要求。

(1)成型性能。

冲压成形性能是指板材对冲压工艺的适应性。

两种不稳定:

拉伸不稳定——在拉伸应力的作用下，局部收缩或断裂；

压缩不稳定——压应力下不稳定起皱。

前一种是低碳钢拉伸试验中的缩颈现象，后一种是压杆失稳。

这样就有了成形极限，分为整体成形极限和局部成形极限。成形极限越高，冲压成形性能越好。

如何衡量板材的冲压性能？

(1)抗破裂性是指板材在变形过程中的抗破坏能力。

(2)贴模性是指板材在冲压成形过程中与模具形状一致。

致的能力

(3)定形性是指零件脱模后在模具中保持其形状的能力。

板材的冲压成形性能可通过板的机械性能指标来衡量。机械性能指标可以通过实验获得。

板材冲压成形性能试验方法：

→直接测试:使用专用设备直接模拟实际冲压工人。

艺术过程测试。

→间接试验:采用通用设备，拉伸、剪切、

通过硬度测试、金相测试等方法获得材料。

材料的相关性能指标。

(1)直接测试方法。

例如锥杯测试(GB/T15825.6-2008)

(2)间接测试方法。

比如低碳钢的拉伸试验。

力学指标影响冲压成形性能。

(1)总延伸率δ和均匀延伸率δb。

δ好→允许产生较大的塑性变形。

(2)屈强比σs/σb。

σs/σb小→抗破裂、定形、贴模性能好。

三是弹性模量E。

弹力模E大→良好的定形性。

(4)硬化指数n。

n大→不易开裂。

(5)塑性应变比γ。

γ=δb/δt大→抗破裂性好。

(6)塑性应变比各向异性系数。

δγ=(γ0+γ90-2γ45)/2大→各相异性越严重。

二、化学成分要求。

钢中某些元素的含量不同，材料的塑性、脆性也不同。

三、对金相机构的要求。

不同的金相组织会导致不同的强度和塑性。

可以。

四、表面质量要求。

要求表面光滑，无氧化皮、裂纹、划痕等缺陷。

5.材料厚度公差要求。

一定厚度对应一定的模具间隙，材料厚度公差应符合国家标准。

常用的冲压材料和下料方法。

一、常用的冲压材料。

板材：黑色金属；有色金属。

非金属板:橡胶板、橡胶板、塑料板等。

金属板规格:钢带、钢板、纵向切割钢带等。

钢板和钢带的尺寸范围(GB/T708-2006)

1)钢板和钢带(含纵向切割钢带)的公称厚度为0.3毫米至4.0毫米。

公称厚度小于1毫米的钢板和钢带是0.05毫米倍。

任何尺寸；公称厚度大于1毫米的钢板和钢带按压。

任何尺寸的0.1毫米倍数。

2)钢板和钢带的公称宽度在600毫米至2050毫米之间。

任何尺寸的10毫米倍数。

3)钢板的公称长度在1000毫米至6000毫米之间，为50倍。

什么尺寸？

4)根据需方要求，经供需双方协商，可提供其它尺寸的钢板。

还有钢带。

第四冲压设备。

冲压设备的选择原则:

冲压过程的性质:分离或成型过程。

冲压力大小:开闭。

模具结构形式。

模具闭合高度和轮廓尺寸。

批量生产。

生产成本。

产品质量。

结合单位现有设备条件。

冲压设备类型。

根据滑块的驱动力，有机械压力机、液压机、气压机等。

根据床身结构的不同，有开式压力机和闭式压力机；

根据滑块的数量，有单动(一个滑块)、双动(两个滑块)压力机等。

根据连杆的数量，有单点(一个连杆)、双点(两个连杆)、四点(四个连杆)压力机等。