1、 沖壓模具講座 第一章 概論一.沖壓加工的重要性及優點。1.重要性：沖壓工藝應用范圍十分廣泛，在國民經濟的各個部門中，幾乎都有沖壓加工產品。如汽車，飛機，拖拉機，電器，電機，儀表，鐵道，郵電，化工以及輕工日用產品中均占有相當大的比重。2.優點：1）生產率高。2）精度高，質量穩定。3）材料利用率高。4）操作簡便，特別適宜于大批量生產和自動化。二.沖壓加工的概念。1. 概念：即利用壓力機及其外部設備，通過模具對板材施加壓力，從而獲得 一定形狀和尺寸零件的加工方法。沖壓加工的三要素：沖床，模具，材料。沖壓是生產中應用廣泛的一類加工方法，主要用于金屬薄板料零件的加工。在產品零件的整個生產系統中，沖壓只

2、是一個子系統，所涉及的也僅是產品制造過程的一部分。隨著市場對產品成本和周期等要求的提高，從系統的整體優化中確定相關的各要素已成為技術和管理發展的重要方向。影響沖壓加工的因素：沖壓加工系統人沖壓工藝安全自動化安裝潤滑生產管理質量管理價格管理運輸廢料處理噪音對策后序工藝壓力機模具材料輔助裝置工具軟件硬件三.沖壓工序的分類。沖壓工藝按其變形性質可以分為材料的分離與成形兩大類，每一類中又包括許多不同的工序。沖壓的基本工序：1.沖裁:包括落料和沖孔兩個工序。1）落料：模具沿封閉線沖切板料，沖下的部分為工件，其余部分為廢料，設計時尺寸以模仁為準，間隙取在沖子上；2）沖孔：模具沿封閉線沖切板料，沖下的部分是

3、廢料，設計時尺寸以沖子為準，間隙取在模仁上。2.剪切:用模具切斷板材,切段線不封閉.3.切口:在坯料上將板材部分切開,切口部分發生彎曲.4.切邊:將拉深或成形后的半成品邊緣部分的多余材料切掉。5.剖切：將半成品切開成兩個或幾個工件，常用于成雙沖壓。 切口 切邊 剖切6.彎曲：用模具使材料彎曲成一定形狀（V型/U型/Z型彎曲）。7.卷圓：將板料端部卷圓。8.扭曲：將平板的一部分相對于一部分扭轉一個角度。 彎曲 卷圓 扭曲9.拉深：將板料壓制成空心工件，壁厚基本不變。10.變薄拉深：用減小直徑與壁厚，增加工件高度的方法來改變空心件的尺寸，得到要求的底厚，壁薄的工件。11.孔的翻邊：將板料或工件上有

4、孔的邊緣翻成豎立邊緣。 拉深 變薄拉深 孔的翻邊12.外緣翻邊：將工件的外緣翻起圓弧或曲線狀的豎立邊緣。13.縮口：將空心件的口部縮小。14.擴口：將空心件的口部擴大，常用于管子。 外緣翻邊 縮口 擴口15.起伏：在板料或工件上壓出筋條，花紋或文字，在起伏處的整個厚度上都有變薄。16.卷邊：將空心件的邊緣卷成一定的形狀。17.脹形：將空心件（或管料）的一部分沿徑向擴張，呈凸肚形。 起伏 卷邊 脹形18.旋壓：利用趕棒或滾輪將板料毛坯趕壓成一定形狀（分變薄與不變薄兩種）。19.整形：把形狀不太準確的工件校正成形。20.校平：將毛坯或工件不平的面或彎曲予以壓平。 旋壓 整形 校平21.壓印：改變工

5、件厚度，在表面上壓出文字或花紋。22.正擠壓：凹模腔內的金屬毛坯在凸模壓力的作用下，處于塑性變形狀態，使其由凹模孔擠出，金屬流動的方向與凸模運動方向相同。23.反擠壓：金屬擠壓過程中，沿凸模與凹模的間隙塑流，其流動方向與凸模運動方向相反。24.復合擠壓：正擠與反擠的結合。 壓印 正擠壓 反擠壓 復合擠壓四冷沖模類型和特點。1.模具分類（按沖壓工序的組合方式分）。1）單沖模：在模具上只有一個加工工位，而且在沖床的一次行程中只完成一類沖壓加工工藝。 2）復合模：在模具上只有一個加工工位，在沖床的一次行程中完成兩類以上的加工工藝。3）級進模：有多個工位組成，各工位完成不同的加工，各工位順序關聯，在沖

6、床的一次行程中完成一系列不同的沖壓加工。三類模具的優缺點比較：單工序模復合模級進模結構簡單較復雜復雜成本、周期小、短小、短高、長制造精度低較高高材料利用率高高低生產效率低低高維修不方便不方便方便產品精度高高低品質低低高安全性不安全不安全安全自動化易于自動化沖床性能要求低低高應用小批量生產大、中型零件的沖壓試制大批量生產內外形精度要求高大批量生產中、小零件沖壓2.級進模特點：1)沖壓生產效率高。級進模可以完成復雜零件的沖裁、翻邊、彎曲、拉深、立體成形以及裝配等工藝，減少了中間轉運和重復定位等工作，而且工位數量的增加不影響生產效率，可以沖制很小的精密零件。2)操作安全簡單。級進模沖壓時操作者不必將

7、手伸入模具的危險區域。對大量生產，還采用自動送料機構，模具內裝有安全檢測裝置。3)模具壽命長。復雜的內形和外形可分解為簡單的凸模和凹模外形，分段逐次沖切，工序可以分散在若干個工位，在工序集中的區域還可以設置空位，從而避免了凸、凹模壁厚過小的問題，改變了凸、凹的受力狀態，提高了模具強度。此外，級進模還采用卸料板兼作凸模導向板，對提高模具壽命也非常有利。4)產品質量高。級進模在一副模具內完成產品的全部成形工序，克服了用簡單模時多次定位帶來的操作不變和累積誤差。5)生產成本較低。級進模由于結構比較復雜，所以制造費用較高，同時材料利用率較低，但由于級進模生產效率高、壓力機占有數少、需要的操作工人數和車

8、間面積少，減少了半成品的儲存和運輸，因而產品零件的綜合生產成本并不高。6)設計和制造難度大，對經驗的依賴性強。級進模結構復雜，技術含量高，設計靈活性大、難度大；設計和制造中的經驗、推斷和目測工作量多，人才培養時間長，個人之間的差異大；同一產品零件可有多種不同的設計方案，設計的靈活性大；設計和制造周期長，費用高，適用于批量生產。級進模還受產品零件尺寸限制，產品尺寸不宜太大。7)按訂單生產，而不是按計劃生產，訂貨受市場影響大，交貨期要求短。五級進模的功能功能：級進模的基本功能是利用凸模和凹模在板料上施加一定形式和大小的作用力，使材料產生塑性變形，從而將毛胚轉變為產品零件的能力。材料插入模 具材料送

9、進成形加工產品取件產品搬出 六級進模的設計方法。1.級進模設計流程。級進模設計也是一個系統，其流程如圖1-8所示。具體可以分為四個階段：工藝設計、排樣、概要設計、結構設計、零件設計。1）工藝設計:即是對產品零件所包括的成形工序逐一進行分析，以確定產品零件的加工工藝方案。工藝設計前應充分了解產品零件的要求及實際的生產條件。2）排樣與概要設計以工藝設計可行為前提，具體確定級進模加工產品零件時的工序方案和模具的基本結構形式，初步給出模具的估價和制造周期，確定是否繼續開展模具詳細的設計和制造。3）結構設計和零件設計就是為級進模正式投入生產而具體地開展的設計，在這一階段部分模具零件的加工也將同期展開。結

10、構設計與零件設計的結果是模具裝配圖、需加工的模具零件的工程圖。2.設計注意事項。1）要用系統的觀點，從沖壓、模具制造等多方面構成的大系統中確定級進模的結構和零件方案，要重視實踐經驗的作用。要切合實際，確立切實可行的模具方案，同時要考慮現有的模具制造條件、沖壓生產條件。2）級進模結構復雜，設計難度大，制造費用高，周期長，因此設計應堅持科學、嚴謹、求實的精神，認真分析、詳細規劃，務求設計合理、制造方便、滿足使用要求。要充分了解產品零件加工的需求和模具制造和使用條件,表1-5是級進模設計前應掌握的數據。表1-6是級進模設計時的規劃表。3）模具設計和制造具有技術密集型的特點，設計和制造密切相關。隨著產

11、品市場競爭的加劇和計算機技術的發展，產品制造周期日益縮短，對模具設計和制造周期的要求也愈來愈短，因此，模具設計和制造的交叉并行已成為必然。表1-5 級進模設計前應掌握的數據項目設計前應掌握的數據工件與材質板厚與精度、材質、料寬、熱處理、毛刺方向的要求模具設計資料批量、模具的形式、材料的送進方向，導料方式等模具材質凸、凹模的材質模架形式、尺寸、模柄尺寸沖床形式、噸位、行程、SPM、開啟高度、送進方向、滑塊與臺面尺寸、模柄孔尺寸尺寸標注有效位數、尺寸公差、標注要求圖紙圖紙尺寸、圖號、名稱的標注要求加工設備現有加工設備可加工能力表1-6 級進模設計規劃表產品名稱產品編號模具編號模具交貨期沖壓加工規格被加工材料規格產量月產 個材質總壽命 個板厚行數 個板料寬度列數 列板料狀態帶料加工速度 r/min條料生產方式級進沖壓卷料簡單沖壓復合沖壓送料裝置規格備注送料機構輥式氣動夾持式NC送進線高度 mm (公差)沖