五金沖壓模具設計：沖壓工藝與模具設計的基礎知識

蘭州沖壓模具技術的基礎知識。

1.1沖壓工藝的特點和應用。

1.2沖壓工藝分類。

1.3沖壓材料。

1.4沖壓設備。

1.5常用沖壓標準。

1.6沖壓技術的現狀和發展。

→了解沖壓的應用，可以根據沖壓零件的結構特點進行初步處理。

判斷沖壓零件所需的基本沖壓工藝。

→熟悉沖壓材料的類型和供應規格。

→熟悉常用沖壓設備的類型和適用技術。

沖壓工藝的特點及應用。

沖壓的概念。

生活用品，汽車，高鐵，飛機，大炮。

沖壓是什么？

在常溫下，用沖模在壓力機上對金屬(或非金屬)板施加壓力，使其分離或塑性變形，從而獲得具有一定形狀、尺寸和性能的零件。

從沖壓概念可以看出：

(1)沖壓在常溫下進行，即無需加熱，因此也稱為冷沖壓。

⑵沖壓的對象是板材，所以也叫板材沖壓。

(3)沖壓由設備和模具完成，需要三個。

要素:沖床(設備)、模具、原材料。

㈣沖壓是塑性變形的基本形式之一。

二是沖壓的特點和應用。

(1)生產率高，操作簡單，機械化和自動化方便。

⑵尺寸精度高，互換性好。

(3)材料利用率高，一般可達70%~85%，有的可達95%。

㈣可獲得其他加工方法難以加工或不能加工的形狀復雜的零件，如薄殼拉深零件。

能得到重量輕、剛度好、強度高的零件。

6無需加熱，可節約能源，表面質量好。

(7)大量生產時，產品成本較低。

由此可見，沖壓能集優質、高效、低能耗、低成本于一體，是其他加工方法無法比擬的。因此，沖壓應用廣泛，如汽車和拖拉機行業的沖壓零件占60%~70%，儀器占60~70%，日常生活中的各種不銹鋼餐具等。從精細的電子元件、儀器指針到重型汽車的覆蓋件、大梁、飛機蒙皮等。

也就是說，模具工業是國家的基礎工業，模具設計和模具制造水平的高低已經成為衡量國家產品制造水平的高低。

發達國家非常重視模具的發展，日本認為模具是進入富裕社會的動力；德國:金屬加工行業的皇帝；羅馬尼亞:模具是黃金；模具在世界上被認為是點石成金行業。然而，這里的模具也包括塑料模具、鍛造模具、壓鑄模具、橡膠模具、食品模具、建材模具等。，但目前冷沖模和塑料模具應用最廣泛，約占40%。

第二沖壓工藝分類。

1.根據變形性質進行分類。

→分離過程。

→成型過程。

(1)分離過程。

沖壓成形時，被加工材料在外力作用下發生變形，變形區域的材料受到的剪切應力達到材料的剪切強度時，材料產生剪切分離，形成一定形狀和尺寸的零件。分離工序主要有剪切、沖孔、掉落、切口、剪切等。

二是成形工序。

沖壓成形時，被加工材料在外力作用下，變形區域材料的等效應力達到材料的屈服極限σs，但未達到強度極限σb，材料只產生塑性變形，得到一定形狀和尺寸的零件。成形工藝主要有彎曲、拉伸、開孔、縮小、膨脹等。

2.根據變形區域的應力性質。

→伸長成形:變形區主要應力是拉伸應力，其破壞形式。

拉裂的特點是厚度減薄。

→壓縮成型:變形區主要應力是壓應力，其特點是厚度。

厚度增加，破壞形式為皺紋。

三沖壓材料。

沖壓對板材的基本要求。

→滿足使用性能要求。

→滿足沖壓工藝要求。

首先要滿足使用性能要求，在滿足使用性能要求的前提下，盡量滿足沖壓工藝要求。

沖壓材料的工藝要求。

(1)成型性能。

沖壓成形性能是指板材對沖壓工藝的適應性。

兩種不穩定:

拉伸不穩定——在拉伸應力的作用下，局部收縮或斷裂；

壓縮不穩定——壓應力下不穩定起皺。

前一種是低碳鋼拉伸試驗中的縮頸現象，后一種是壓桿失穩。

這樣就有了成形極限，分為整體成形極限和局部成形極限。成形極限越高，沖壓成形性能越好。

如何衡量板材的沖壓性能？

(1)抗破裂性是指板材在變形過程中的抗破壞能力。

(2)貼模性是指板材在沖壓成形過程中與模具形狀一致。

致的能力

(3)定形性是指零件脫模后在模具中保持其形狀的能力。

板材的沖壓成形性能可通過板的機械性能指標來衡量。機械性能指標可以通過實驗獲得。

板材沖壓成形性能試驗方法：

→直接測試:使用專用設備直接模擬實際沖壓工人。

藝術過程測試。

→間接試驗:采用通用設備，拉伸、剪切、

通過硬度測試、金相測試等方法獲得材料。

材料的相關性能指標。

(1)直接測試方法。

例如錐杯測試(GB/T15825.6-2008)

(2)間接測試方法。

比如低碳鋼的拉伸試驗。

力學指標影響沖壓成形性能。

(1)總延伸率δ和均勻延伸率δb。

δ好→允許產生較大的塑性變形。

(2)屈強比σs/σb。

σs/σb小→抗破裂、定形、貼模性能好。

三是彈性模量E。

彈力模E大→良好的定形性。

(4)硬化指數n。

n大→不易開裂。

(5)塑性應變比γ。

γ=δb/δt大→抗破裂性好。

(6)塑性應變比各向異性系數。

δγ=(γ0+γ90-2γ45)/2大→各相異性越嚴重。

二、化學成分要求。

鋼中某些元素的含量不同，材料的塑性、脆性也不同。

三、對金相機構的要求。

不同的金相組織會導致不同的強度和塑性。

可以。

四、表面質量要求。

要求表面光滑，無氧化皮、裂紋、劃痕等缺陷。

5.材料厚度公差要求。

一定厚度對應一定的模具間隙，材料厚度公差應符合國家標準。

常用的沖壓材料和下料方法。

一、常用的沖壓材料。

板材：黑色金屬；有色金屬。

非金屬板:橡膠板、橡膠板、塑料板等。

金屬板規格:鋼帶、鋼板、縱向切割鋼帶等。

鋼板和鋼帶的尺寸范圍(GB/T708-2006)

1)鋼板和鋼帶(含縱向切割鋼帶)的公稱厚度為0.3毫米至4.0毫米。

公稱厚度小于1毫米的鋼板和鋼帶是0.05毫米倍。

任何尺寸；公稱厚度大于1毫米的鋼板和鋼帶按壓。

任何尺寸的0.1毫米倍數。

2)鋼板和鋼帶的公稱寬度在600毫米至2050毫米之間。

任何尺寸的10毫米倍數。

3)鋼板的公稱長度在1000毫米至6000毫米之間，為50倍。

什么尺寸？

4)根據需方要求，經供需雙方協商，可提供其它尺寸的鋼板。

還有鋼帶。

第四沖壓設備。

沖壓設備的選擇原則:

沖壓過程的性質:分離或成型過程。

沖壓力大小:開閉。

模具結構形式。

模具閉合高度和輪廓尺寸。

批量生產。

生產成本。

產品質量。

結合單位現有設備條件。

沖壓設備類型。

根據滑塊的驅動力，有機械壓力機、液壓機、氣壓機等。

根據床身結構的不同，有開式壓力機和閉式壓力機；

根據滑塊的數量，有單動(一個滑塊)、雙動(兩個滑塊)壓力機等。

根據連桿的數量，有單點(一個連桿)、雙點(兩個連桿)、四點(四個連桿)壓力機等。