材料成型概论第九讲锻造冲压生产工艺课件.ppt

1、第九讲第九讲 锻造冲压生产锻造冲压生产 9.1 锻造生产锻造生产 9.1.1 锻造成型的概念、特点和基本方法锻造成型的概念、特点和基本方法 9.1.2 锻造成型过程锻造成型过程 9.1.3 锻造成型工艺和设备锻造成型工艺和设备 9.2 冲压生产冲压生产 9.2.1 冲压成型的概念、特点和基本方法冲压成型的概念、特点和基本方法 9.2.2 冲压成型过程冲压成型过程 9.2.3 冲压成型工艺和设备冲压成型工艺和设备q锻造就是坯料经加热后用锻造就是坯料经加热后用锻锤锻锤锤击或锤击或压力机压力机施加压施加压力，使其塑性变形以获得一定形状、尺寸和性能锻力，使其塑性变形以获得一定形状、尺寸和性能锻件的塑性

2、成型方法。件的塑性成型方法。q锻造的最大特点是，在塑性变形中，能使坯料的粗锻造的最大特点是，在塑性变形中，能使坯料的粗晶粒破碎，疏松、孔隙被压实、焊合，锻件的内部晶粒破碎，疏松、孔隙被压实、焊合，锻件的内部组织和性能得到较大改善。组织和性能得到较大改善。q锻造广泛用于冶金、机械、造船、航空、航天等行锻造广泛用于冶金、机械、造船、航空、航天等行业。业。9.1.1 锻造成型的概念、特点和基本方法锻造成型的概念、特点和基本方法q锻造成型的特点锻造成型的特点：1)1)锻件性能好，能承受大的冲击力作用；锻件性能好，能承受大的冲击力作用；2)2)锻件接近零件的几何形状，节约原材料锻件接近零件的几何形状，节

3、约原材料;3)3)模锻生产效率较高模锻生产效率较高,适合小型锻件的大批量生产适合小型锻件的大批量生产;4)4)灵活性大，自由锻适合于单件小批量生产灵活性大，自由锻适合于单件小批量生产;5)5)与轧制相比，生产率、机械化和自动化程度较低。与轧制相比，生产率、机械化和自动化程度较低。锻造成型的特点锻造成型的特点q锻造根据所使用工具和设备的不同，可分为：锻造根据所使用工具和设备的不同，可分为：自由锻造、模型锻造和特种锻造三类。自由锻造、模型锻造和特种锻造三类。v自由锻造分为手工锻、锤锻和液压自由锻。自由锻造分为手工锻、锤锻和液压自由锻。按按变形特点变形特点分：开式模锻和闭式模锻分：开式模锻和闭式模锻

4、 n模型锻造模型锻造 按按所用设备所用设备分：锤上模锻、压力机模锻和分：锤上模锻、压力机模锻和 平锻机模锻。平锻机模锻。按按生产的锻件精度生产的锻件精度分分:普通模锻和精密模锻普通模锻和精密模锻 锻造成型的基本方法锻造成型的基本方法v简称为自由锻，它是利用冲击力或压力使金属在锻简称为自由锻，它是利用冲击力或压力使金属在锻压设备的上、下两个抵铁之间直接产生塑性变形，压设备的上、下两个抵铁之间直接产生塑性变形，金属沿垂直于作用力的方向上自由变形，获得具有金属沿垂直于作用力的方向上自由变形，获得具有一定形状、尺寸和性能锻件的加工方法。一定形状、尺寸和性能锻件的加工方法。锻造成型的基本方法锻造成型的基

5、本方法：自由锻造自由锻造我国自行研制的万吨级水压机我国自行研制的万吨级水压机q分手工锻和机器锻造两种分手工锻和机器锻造两种.锤锻锤锻就是利用就是利用空气锤空气锤或或蒸气一空气锤蒸气一空气锤对放置在对放置在下抵铁的锻坯进行锤打以获得所要求形状和尺下抵铁的锻坯进行锤打以获得所要求形状和尺寸的锻造成型方法。寸的锻造成型方法。锤锻的基本工序有：锤锻的基本工序有：镦粗、拔长、冲孔、扩孔、弯曲、错移等。镦粗、拔长、冲孔、扩孔、弯曲、错移等。生产质量小于生产质量小于500kg的锻件的锻件.锻造成型的基本方法锻造成型的基本方法：自由锻造自由锻造 自由锻基本工序自由锻基本工序 液压自由锻液压自由锻是利用液压机的

6、液压压力对锻坯进是利用液压机的液压压力对锻坯进行压力锻造，以获得所要求形状和尺寸锻件的行压力锻造，以获得所要求形状和尺寸锻件的成型方法。成型方法。液压自由锻与其它自由锻相比锻件质量要求高，液压自由锻与其它自由锻相比锻件质量要求高，工艺过程复杂，生产费用高。工艺过程复杂，生产费用高。可以锻造质量达可以锻造质量达500t500t的锻件的锻件,用于大型锻件的加用于大型锻件的加工。工。锻造成型的基本方法锻造成型的基本方法：液压自由锻液压自由锻v自由锻造基本特点：自由锻造基本特点：金属流动不受工具的限制；金属流动不受工具的限制；锻件形状尺寸精确度低，加工余量大；锻件形状尺寸精确度低，加工余量大；操作技术

7、要求高，适于形状简单锻件的加工成操作技术要求高，适于形状简单锻件的加工成型。型。自由锻造自由锻造：基本特点：基本特点n利用高强度金属锻模模具使坯料在其内受压变形利用高强度金属锻模模具使坯料在其内受压变形,获得锻件的锻造方法称为获得锻件的锻造方法称为模锻模锻。模锻成形的典型模锻件如下图所示。模锻成形的典型模锻件如下图所示。n举例：举例：飞机大梁，火箭捆挷环飞机大梁，火箭捆挷环等等锻造成型的基本方法：锻造成型的基本方法：模型锻造模型锻造 按模膛功用不同，锻模分为：按模膛功用不同，锻模分为：模锻模膛模锻模膛、制坯模膛制坯模膛，此外还有，此外还有 成形模膛、镦粗台及击扁面等。成形模膛、镦粗台及击扁面等

8、。q基本特点基本特点：生产率较高；金属变形在模膛内进行生产率较高；金属变形在模膛内进行,金属流动金属流动受工具的限制受工具的限制,较快获得所需形状较快获得所需形状;模锻件尺寸精确度高，加工余量小；模锻件尺寸精确度高，加工余量小；可以锻造出形状较复杂的锻件可以锻造出形状较复杂的锻件,锻件质量小于锻件质量小于150kg,150kg,适合小型锻件的大批量生产适合小型锻件的大批量生产;模锻生产可比自由锻生产节省金属材料模锻生产可比自由锻生产节省金属材料,减少切减少切削加工工作量削加工工作量,批量足够下降低零件成本批量足够下降低零件成本.锻造成型的基本方法：锻造成型的基本方法：模型锻造模型锻造锻造成型的

9、基本方法：锻造成型的基本方法：模型锻造模型锻造万吨级水压机模锻的飞机大梁、火箭捆挷环万吨级水压机模锻的飞机大梁、火箭捆挷环锻造成型的基本方法：锻造成型的基本方法：模型锻造模型锻造q把轧制工艺应用到锻造生产中的一种新工艺。把轧制工艺应用到锻造生产中的一种新工艺。q是使坯料通过装有圆弧形模块的一对旋转的轧辊时，是使坯料通过装有圆弧形模块的一对旋转的轧辊时，受挤压而变形的轧制方法。受挤压而变形的轧制方法。q它是成形轧制（纵轧）的一种特殊形式。它是成形轧制（纵轧）的一种特殊形式。辊锻可用于生产连杆、麻花钻头、扳手辊锻可用于生产连杆、麻花钻头、扳手 、道钉、锄、镐和透平叶片。、道钉、锄、镐和透平叶片。锻

10、造成型的基本方法：锻造成型的基本方法：辊锻辊锻q特点：特点：v具有设备结构较简单、生产平稳、振动和噪音小，具有设备结构较简单、生产平稳、振动和噪音小，便于实现自动化、生产效率高等优点。便于实现自动化、生产效率高等优点。v辊锻变形的实质是坯料的轧制延伸辊锻变形的实质是坯料的轧制延伸坯料部分截面坯料部分截面变小而面的幅度增加。当截面变形较大时变小而面的幅度增加。当截面变形较大时需要经需要经多次辊轧完成。多次辊轧完成。锻造成型的基本方法：锻造成型的基本方法：辊锻辊锻q一一.锻造成型过程锻造成型过程v镦粗是锻造成型中最基本的工序镦粗是锻造成型中最基本的工序,其作用就是减小坯料其作用就是减小坯料高度而增

11、大横截面积。高度而增大横截面积。1.1.镦粗变形区镦粗变形区v沿坯料对称面分为三个变形区沿坯料对称面分为三个变形区粘着变形区、塑性流动变形区、自由变形区粘着变形区、塑性流动变形区、自由变形区粘着变形区粘着变形区：坯料与工具接触面的区域：坯料与工具接触面的区域 由于外摩擦影响，金属流动变形困难，且无加工硬化由于外摩擦影响，金属流动变形困难，且无加工硬化现象，又称为难变形区。现象，又称为难变形区。9.1.2 锻造成型过程锻造成型过程镦粗时的变形区及金属流动镦粗时的变形区及金属流动锻造塑性变形时，金属的晶粒沿变形方向被拉长锻造塑性变形时，金属的晶粒沿变形方向被拉长或压扁，变形后晶间杂质也沿变形方向排

12、列，这或压扁，变形后晶间杂质也沿变形方向排列，这种按照一定方向分布的晶界杂质称为锻造流线，种按照一定方向分布的晶界杂质称为锻造流线，锻造流线使金属的力学性能表现为各向异性，即锻造流线使金属的力学性能表现为各向异性，即不同方向上的力学性能有所不同，在机械零件中不同方向上的力学性能有所不同，在机械零件中应注意：应注意：（1 1）流线与工件最大拉应力方向一致）流线与工件最大拉应力方向一致 （2 2）流线与切应力，冲击力方向垂直）流线与切应力，冲击力方向垂直 （3 3）沿工件外轮廓连续健分布）沿工件外轮廓连续健分布锻锻 造造 流流 线线 1.1.镦粗变形区镦粗变形区塑性流动变形区塑性流动变形区：坯料中

13、心区域：坯料中心区域 由于外摩擦影响较小且受外层金属限制，形成有利由于外摩擦影响较小且受外层金属限制，形成有利于金属变形的应力状态，变形程度较大且有加工硬于金属变形的应力状态，变形程度较大且有加工硬化现象，又称为易变形区，或大变形区。化现象，又称为易变形区，或大变形区。自由变形区自由变形区：坯料不与工具相接触的外层区域：坯料不与工具相接触的外层区域 变形不受限制，变形后呈鼓形形状，鼓形部分存在变形不受限制，变形后呈鼓形形状，鼓形部分存在切向拉应力，易引起侧表面的纵向裂纹。切向拉应力，易引起侧表面的纵向裂纹。9.1.2 锻造成型过程锻造成型过程 2.2.变形分布变形分布v沿坯料沿坯料高度方向高度

14、方向的变形分布是不均匀的。的变形分布是不均匀的。变形的不均匀分布与外摩擦和变形区形状参数变形的不均匀分布与外摩擦和变形区形状参数H/D(H/D(高宽比高宽比)有很大关系。有很大关系。当当H/DH/D1.51.5时时,称为高件变形称为高件变形,压缩变形未渗透到锻压缩变形未渗透到锻件内部而产生表面变形件内部而产生表面变形,侧面呈双鼓形。侧面呈双鼓形。当当H/DH/D =1.0=1.01.51.5 时时,称为中件变形称为中件变形,压缩变形逐渐压缩变形逐渐渗透到锻件内部渗透到锻件内部,侧面出现双鼓、无鼓到单鼓过度。侧面出现双鼓、无鼓到单鼓过度。9.1.2 锻造成型过程锻造成型过程 2.2.变形分布变形

15、分布当当H/DH/D1.01.0时时,称为薄件变形称为薄件变形,压缩变形完全渗透到压缩变形完全渗透到锻件内部锻件内部,中心层变形大于表面层，侧面呈单鼓形。中心层变形大于表面层，侧面呈单鼓形。9.1.2 锻造成型过程锻造成型过程不同高径比坯料锻粗之鼓形变化不同高径比坯料锻粗之鼓形变化 2.2.变形分布变形分布v沿坯料沿坯料径向径向的变形分布是不均匀的。的变形分布是不均匀的。与工具相接触的表面层中间部分受端面外摩擦影响与工具相接触的表面层中间部分受端面外摩擦影响较大，变形困难，边部影响较小，产生一定的变形，较大，变形困难，边部影响较小，产生一定的变形，且部分侧面金属流动到端面上。且部分侧面金属流动

16、到端面上。在中心层，中部到边部由易变形区过渡到自由变形在中心层，中部到边部由易变形区过渡到自由变形区，摩擦的影响逐渐增大，变形程度由大到小。区，摩擦的影响逐渐增大，变形程度由大到小。9.1.2 锻造成型过程锻造成型过程q锻造力锻造力v工程上常用的锻造力工程上常用的锻造力P P 经验公式经验公式P=P=n nv vn nd dFKFK F F为变形后工具与金属的接触面积；为变形后工具与金属的接触面积；K K为金属的变形抗力，一般取为金属的变形抗力，一般取1.151.15s s n nv v为速度影响系数为速度影响系数 n nd d为摩擦和几何形状尺寸影响系数为摩擦和几何形状尺寸影响系数 9.1.

17、2 锻造成型过程锻造成型过程q生产工艺流程生产工艺流程v模锻一般工艺流程模锻一般工艺流程备料备料加热加热制坯（粗锻）制坯（粗锻）（加热（加热）模锻模锻切边切边 冷却冷却热处理热处理表面清理表面清理 矫正矫正防锈处理防锈处理检查检查 入库入库 9.1.3 锻造成型工艺和设备锻造成型工艺和设备q成型制度成型制度v坯料制度、温度制度、变形制度和精整制度坯料制度、温度制度、变形制度和精整制度 坯料制度坯料制度:确定坯料的种类、重量和尺寸确定坯料的种类、重量和尺寸 温度制度温度制度:与轧制成型类同，与轧制成型类同，P P4141 变形制度变形制度:应确定坯料的重量和尺寸，制定变形工应确定坯料的重量和尺寸

18、，制定变形工艺时需确定选用工具、锻造设备的吨位并确定加热艺时需确定选用工具、锻造设备的吨位并确定加热火次。火次。精整制度精整制度:9.1.3 锻造成型工艺和设备锻造成型工艺和设备q锻造成型设备锻造成型设备v按工具运动和传动方式分为三类：按工具运动和传动方式分为三类：锻锤锻造机、液压锻造机、机械锻造机锻锤锻造机、液压锻造机、机械锻造机v锻锤锻锤v锻锤是依靠锤头升高的势能以冲击力完成锻造成型锻锤是依靠锤头升高的势能以冲击力完成锻造成型的设备。主要用于自由锻，也用于模锻。的设备。主要用于自由锻，也用于模锻。9.1.3 锻造成型工艺和设备锻造成型工艺和设备q水压机水压机v依靠水压使锤头或上模运动完成锻

19、造成型。依靠水压使锤头或上模运动完成锻造成型。v工作特点：液压静压力，变形速度较慢；震动和噪工作特点：液压静压力，变形速度较慢；震动和噪音较小，工作条件较好。音较小，工作条件较好。q曲柄压力机曲柄压力机v依靠曲柄机构依靠曲柄机构使锤头或上模运动完成锻造成型。使锤头或上模运动完成锻造成型。v工作特点：机械静压力，变形速度较慢；震动和噪工作特点：机械静压力，变形速度较慢；震动和噪音较小，工作条件较好。音较小，工作条件较好。9.1.3 锻造成型工艺和设备锻造成型工艺和设备9.2.1 冲压成型的概念、特点和基本工序冲压成型的概念、特点和基本工序 借助冲压模具和冲压设备，使金属板料在由凸模与凹借助冲压模

20、具和冲压设备，使金属板料在由凸模与凹模组成的冲模中产生模组成的冲模中产生或或的加工方法，简称冲的加工方法，简称冲压。压。q冲压成型的对象多数为板材，故常称为冲压成型的对象多数为板材，故常称为。q冲压成型一般是在室温下进行，有时又称冲压成型一般是在室温下进行，有时又称。q只有板料厚度超过只有板料厚度超过8 810mm10mm时采用热冲压时采用热冲压;q冲压成型广泛应用于汽车、航空、仪表、电器、国防冲压成型广泛应用于汽车、航空、仪表、电器、国防等工业生产中。等工业生产中。定义定义9.2.1 冲压成型的概念、特点和基本工序冲压成型的概念、特点和基本工序典型冲压件典型冲压件 一一典型冲压件典型冲压件

21、二二 1.1.生产率高易实现机械化自动化，适于大批量生产；生产率高易实现机械化自动化，适于大批量生产；2.2.成形精度高，制品尺寸稳定，互换性好；成形精度高，制品尺寸稳定，互换性好；3.3.材料利用率高，一般可达材料利用率高，一般可达70708585，且能耗低；，且能耗低；4.4.操作简便，设备简单；操作简便，设备简单；5.5.可冲压出形状复杂的零件、表面光洁、废料较少可冲压出形状复杂的零件、表面光洁、废料较少;6.6.但冲模但冲模制造复杂制造复杂，只有大批量生产才显出优越性。，只有大批量生产才显出优越性。冲压成型的特点冲压成型的特点 特特 点点 1.1.常用的有低碳钢、铜合金、铝合金、镁合金

22、及塑性常用的有低碳钢、铜合金、铝合金、镁合金及塑性高的合金钢；高的合金钢；2.2.制造制造中空杯状中空杯状和和钩环状钩环状制品时原材料必须有足够的制品时原材料必须有足够的塑性；塑性；3.3.从形状上分从形状上分,有板料、条料及带料。有板料、条料及带料。冲压成型的原材料冲压成型的原材料 原材料原材料冲压成型主要由分离工序或成形工序组成。冲压成型主要由分离工序或成形工序组成。分离工序分离工序主要包括：剪切、冲裁。主要包括：剪切、冲裁。工艺性分离工序包括：修边工艺性分离工序包括：修边(切边切边)、切口、剖切等。、切口、剖切等。成形工序成形工序主要指：弯曲，拉深，胀形。主要指：弯曲，拉深，胀形。工艺性

23、成形工序包括：翻边、扩口、缩口、卷边、工艺性成形工序包括：翻边、扩口、缩口、卷边、起伏、整形、校平、压印等。起伏、整形、校平、压印等。基本工序基本工序冲压成型的基本工序冲压成型的基本工序分离工序分离工序的分类的分类成成型型工工序序的的分分类类q分离工序分离工序剪切剪切v将板材剪切成条料、块料或具有一定形状毛坯的一将板材剪切成条料、块料或具有一定形状毛坯的一种基本工序。种基本工序。v特点是主要以剪刃为工具，切断线不封闭的直线或特点是主要以剪刃为工具，切断线不封闭的直线或曲线。曲线。v可分为：平剪、斜剪及震动剪。可分为：平剪、斜剪及震动剪。v为了获得良好的剪切断面，可采用精密剪切。为了获得良好的剪

24、切断面，可采用精密剪切。冲压成型的基本工序冲压成型的基本工序q分离工序分离工序冲裁冲裁v冲裁是借助模具使板材按封闭轮廓分离的工序。冲裁是借助模具使板材按封闭轮廓分离的工序。v冲裁分为冲裁分为落料落料和和冲孔冲孔。v落料：被分离的部分为成品，而周边是废料；落料：被分离的部分为成品，而周边是废料；v冲孔：被分离的部分为废料，而周边是成品。冲孔：被分离的部分为废料，而周边是成品。冲压成型的基本工序冲压成型的基本工序冲裁原理示意图冲裁原理示意图q成形工序成形工序v使坯料的一部分相对于另一部分产生位移而不破裂使坯料的一部分相对于另一部分产生位移而不破裂的工序，如拉伸、弯曲、翻边、胀形等的工序，如拉伸、弯

25、曲、翻边、胀形等v拉伸拉伸v利用模具使落料后得到的平板坯料变形成利用模具使落料后得到的平板坯料变形成开口空心开口空心零件零件的成形工序。的成形工序。冲压成型的基本工序冲压成型的基本工序q成形工序成形工序弯曲弯曲v将坯料的一部分相对于另一部分弯曲成一定角度零将坯料的一部分相对于另一部分弯曲成一定角度零件的工序。弯曲时材料内侧受压，而外侧受拉。件的工序。弯曲时材料内侧受压，而外侧受拉。v外侧拉应力超过坯料的抗拉强度极限时，会造成外侧拉应力超过坯料的抗拉强度极限时，会造成。q弯曲分为：弯曲分为：冲压弯曲冲压弯曲、拉伸弯曲拉伸弯曲和和辊式弯曲辊式弯曲v用途：制造汽车纵梁、电器仪表及家用电器外壳、用途：

26、制造汽车纵梁、电器仪表及家用电器外壳、自行车车把和支架等。自行车车把和支架等。冲压成型的基本工序冲压成型的基本工序弯曲类型及原理示意图弯曲类型及原理示意图冲压弯曲冲压弯曲拉伸弯曲拉伸弯曲辊式弯曲辊式弯曲一一.冲裁成型过程冲裁成型过程v冲裁成形过程分为：冲裁成形过程分为：弹性变形弹性变形、塑性变形塑性变形和和断裂分离断裂分离三个阶段。三个阶段。：凸模下行至接触板料后，随凸模继：凸模下行至接触板料后，随凸模继续下行使板料内应力渐增，续下行使板料内应力渐增，产生弹性压缩、弯曲和产生弹性压缩、弯曲和拉伸变形拉伸变形。此时，板料内应力小于屈服强度。此时，板料内应力小于屈服强度。9.2.2 冲压成型过程冲

27、压成型过程：当凸模继续下：当凸模继续下行使板料内应力达到行使板料内应力达到屈服强度时屈服强度时，板料开始产生塑性变形板料开始产生塑性变形。随着凸模不。随着凸模不断压下，板料的变形、拉应力以及加工硬化和变形断压下，板料的变形、拉应力以及加工硬化和变形抗力随之增大，直至内应力达到抗拉强度。此时，抗力随之增大，直至内应力达到抗拉强度。此时，在凸凹模刃口处出现微裂纹。在凸凹模刃口处出现微裂纹。：随凸模继续下行，：随凸模继续下行，已成形的裂纹沿已成形的裂纹沿最大剪应变速度方向向材料内延伸，呈楔形状发展最大剪应变速度方向向材料内延伸，呈楔形状发展。一一.冲裁成型冲裁成型冲裁件的断口具有明显的区域特征，一般

28、由塌角、冲裁件的断口具有明显的区域特征，一般由塌角、光亮带、剪裂带和毛刺四个部分组成。光亮带、剪裂带和毛刺四个部分组成。v各区域带的宽度与板料的塑性有关。各区域带的宽度与板料的塑性有关。一一.冲裁成型冲裁成型q冲裁模间隙冲裁模间隙v是指冲裁加工时凸模与凹模间横向间隙，用是指冲裁加工时凸模与凹模间横向间隙，用C C表示。表示。vC C直接影响板料和冲模的受力状态，从而影响冲裁直接影响板料和冲模的受力状态，从而影响冲裁件的断面质量、尺寸精度、冲裁力和模具寿命。件的断面质量、尺寸精度、冲裁力和模具寿命。v冲裁模间隙通常按下式选取：冲裁模间隙通常按下式选取：C=C=mhmh h h为板料厚度，为板料厚

29、度，m m为与板料厚度和材质相关的系数。为与板料厚度和材质相关的系数。C C值过小易产生值过小易产生，增大模具磨损。，增大模具磨损。一一.冲裁成型冲裁成型 h h3mm3mm，低碳钢低碳钢 m=0.06m=0.060.090.09；高碳钢高碳钢 m=0.08m=0.080.120.12；铜、铝合金铜、铝合金 m=0.06m=0.060.090.09。h h3mm3mm，适当放大适当放大m m值，质量要求不高时值，质量要求不高时m m可放大可放大1.51.5倍。倍。一一.冲裁成型冲裁成型q冲裁力冲裁力选用冲床吨位和设计、检验模具强度的选用冲床吨位和设计、检验模具强度的一个重要依据。一个重要依据。

30、v对于平刃模具对于平刃模具 P=P=KLhKLh P P为冲裁力为冲裁力/N N；为板料抗剪强度为板料抗剪强度/MpaMpa；L L为冲裁周边长度为冲裁周边长度/mmmm；h h为板料厚度为板料厚度/mmmm；K K为安全系数，通常取为安全系数，通常取 K=1.3 K=1.3。一一.冲裁成型冲裁成型v直径为直径为D D的平板坯料被拉深变形成的平板坯料被拉深变形成筒形空心零件筒形空心零件。v直径为直径为D D的平板坯料，在拉深过程中，其与凸模相的平板坯料，在拉深过程中，其与凸模相接触的部分基本不变形，厚度也基本不变，它形成接触的部分基本不变形，厚度也基本不变，它形成拉深件的筒底。拉深件的筒底。v

31、非筒底的部分在切应力和径向拉应力作用下被强制非筒底的部分在切应力和径向拉应力作用下被强制拉入凸凹模的间隙产生塑性变形形成筒壁。拉入凸凹模的间隙产生塑性变形形成筒壁。v筒壁与筒底间过渡处变薄较严重。筒壁与筒底间过渡处变薄较严重。二二.拉伸拉伸(深深)成型成型拉深过程示意图拉深过程示意图q拉深系数拉深系数m=d/Dvd d拉深件直径、拉深件直径、D D坯料直径，是衡量拉深成型中材坯料直径，是衡量拉深成型中材料变形程度大小的指标。料变形程度大小的指标。vm m值越小变形程度越大，导致破裂可能性越大。值越小变形程度越大，导致破裂可能性越大。通常取通常取 m=0.5m=0.50.80.8。v为了避免破裂

32、现象，往往采取多次拉深。为了避免破裂现象，往往采取多次拉深。m m1 1m m2 2m mn n=m=mm mn nm m2 2m m1 1二二.拉伸拉伸(深深)成型成型筒形件的多次拉深过程示意图筒形件的多次拉深过程示意图q冲压成型过程中，同时或先后包含两种或两种以上冲压成型过程中，同时或先后包含两种或两种以上冲压基本工序的成形方式称为复合成形。冲压基本工序的成形方式称为复合成形。q盒形件成形属于盒形件成形属于拉深拉深弯曲弯曲复合成形；无底锥形件复合成形；无底锥形件成形属于成形属于拉深拉深翻边翻边复合成形。复合成形。q球形件成形属于球形件成形属于胀形胀形拉深拉深复合变形。对于拉深复合变形。对于

33、拉深胀形复合成形，常用拉深复合度或胀形复合度表示胀形复合成形，常用拉深复合度或胀形复合度表示拉深或胀形在整个成形中的比例。拉深或胀形在整个成形中的比例。三.复合成型复合成型q一一.冲压件的生产工艺过程：冲压件的生产工艺过程：包括包括备料备料、各种冲压工序各种冲压工序和和必要的辅助工序必要的辅助工序（如退（如退火、酸洗、表面处理等）。有时还需配合一些非冲火、酸洗、表面处理等）。有时还需配合一些非冲压工序（如切削、焊接或铆接等）才能完成一个冲压工序（如切削、焊接或铆接等）才能完成一个冲压件的全部制造过程。压件的全部制造过程。编制冲压工艺规程的任务，是根据冲压件的特点、编制冲压工艺规程的任务，是根据

34、冲压件的特点、生产批量、现有设备和生产能力作出合理工序的安生产批量、现有设备和生产能力作出合理工序的安排，并找出技术上可行、经济上合理的工艺方案。排，并找出技术上可行、经济上合理的工艺方案。9.2.3 冲压成型工艺和设备冲压成型工艺和设备冲压件的工艺冲压件的工艺分析分析n技术上技术上根据产品图纸，分析冲压件的结构、形根据产品图纸，分析冲压件的结构、形状特点、尺寸公差和材料性能等；状特点、尺寸公差和材料性能等；n经济上经济上根据生产批量，分析产品成本、经济效根据生产批量，分析产品成本、经济效益。益。一一.冲压成型工艺冲压成型工艺 冲裁件的形状应力求简单、对称，有利于材料的利冲裁件的形状应力求简单

35、、对称，有利于材料的利用用(下图下图)。同时应避免长槽与细长的悬臂结构。同时应避免长槽与细长的悬臂结构(下下图图)，否则模具制造困难；冲裁件的内外转角处要，否则模具制造困难；冲裁件的内外转角处要尽量避免尖角，应园弧连接以免尖角处应力集中而尽量避免尖角，应园弧连接以免尖角处应力集中而被冲模冲裂。被冲模冲裂。冲压件形状和尺寸冲压件形状和尺寸n弯曲件形状应尽量对称，弯曲半径不能小于材料允弯曲件形状应尽量对称，弯曲半径不能小于材料允许的最小半径，并考虑材料纤维方向以避成形过程许的最小半径，并考虑材料纤维方向以避成形过程中弯裂。中弯裂。n拉深件外形应简单、对称且不宜太高，以使拉深次拉深件外形应简单、对称

36、且不宜太高，以使拉深次数尽量少并易于成形。数尽量少并易于成形。n拉深件的壁厚变薄量，一般不应超出拉深工艺壁厚拉深件的壁厚变薄量，一般不应超出拉深工艺壁厚变化的规律变化的规律(最大变薄率约为最大变薄率约为10%10%18%)18%)。冲压件形状和尺寸冲压件形状和尺寸 （2 2）冲压件精度）冲压件精度 冲裁件、弯曲件、拉深件的精度、尺寸公差冲裁件、弯曲件、拉深件的精度、尺寸公差 （3 3）生产批量）生产批量 生产量大：生产量大：n大批大批连续模和高效冲压设备连续模和高效冲压设备n中小批中小批单工序模或复合模，以降低模具制造费单工序模或复合模，以降低模具制造费用。用。冲压件冲压件的的精度和生产批量精

37、度和生产批量2.2.确定冲压件的最佳工艺方案确定冲压件的最佳工艺方案 工序性质、冲压次数和顺序以及工序组合方式工序性质、冲压次数和顺序以及工序组合方式3.3.确定模具的结构型式确定模具的结构型式 简单模、复合模、连续模简单模、复合模、连续模4.4.合理选择冲压设备合理选择冲压设备 选择冲压设备类型和吨位。选择冲压设备类型和吨位。5.5.编写工艺文件和设计计算说明书。编写工艺文件和设计计算说明书。一一.冲压成型工艺冲压成型工艺q剪床和冲床剪床和冲床q剪床用来把板料剪切成一定宽度的条料，以供下一剪床用来把板料剪切成一定宽度的条料，以供下一步的冲压工序用。步的冲压工序用。q冲床用来实现冲压工序，制成

38、所需形状和尺寸的成冲床用来实现冲压工序，制成所需形状和尺寸的成品零件。品零件。v冲床按传动方式可分为：冲床按传动方式可分为：机械式、液压式、气动式和电磁式。机械式、液压式、气动式和电磁式。v常用的机械式冲床是：曲柄压力机和螺旋压力机。常用的机械式冲床是：曲柄压力机和螺旋压力机。二.冲压成型设备冲压成型设备四柱液压冲床四柱液压冲床q冲压工具（模具）冲压工具（模具）v冲压模具结构合理与否对冲压件质量、冲压生产的冲压模具结构合理与否对冲压件质量、冲压生产的效率及模具寿命等都有很大影响。效率及模具寿命等都有很大影响。v冲模按冲模按工序组合工序组合方式分为：方式分为：单工序、连续、复合和连续复合模等。单

39、工序、连续、复合和连续复合模等。v冲模按冲模按材料材料分为：分为：硬质合金、工具钢、低熔点合金、聚氨脂橡胶模等。硬质合金、工具钢、低熔点合金、聚氨脂橡胶模等。二.冲压成型设备冲压成型设备q典型模具结构：见图！典型模具结构：见图！1.1.单工序模：在冲床一次行程中只完成一个工序的冲模。单工序模：在冲床一次行程中只完成一个工序的冲模。2.2.复合模：利用冲床复合模：利用冲床一次行程一次行程在在同一工位上同一工位上完成两个以上完成两个以上 工序的冲模。工序的冲模。3.3.连续模：在冲床连续模：在冲床一次行程一次行程中在模具的中在模具的不同工位上不同工位上同时完同时完 成数道冲压工序的冲模。成数道冲压

40、工序的冲模。二.冲压成型设备冲压成型设备简单冲模简单冲模 落料与拉深复合模落料与拉深复合模 连续模连续模 1 1.基本概念：自由锻、模锻。基本概念：自由锻、模锻。2 2.简述锻造成型的特点及其基本方法。简述锻造成型的特点及其基本方法。3 3.简述自由锻、模锻的特点及其应用。简述自由锻、模锻的特点及其应用。4 4.简述锻造时金属流动特点及影响变形区塑性流简述锻造时金属流动特点及影响变形区塑性流动的基本因素。动的基本因素。5.5.简述锻造生产工艺流程及基本工序。简述锻造生产工艺流程及基本工序。9 复习与思考题复习与思考题1.1.基本概念基本概念:冲压成型、冲裁、弯曲、拉深、胀形、翻边、冲压成型、冲

41、裁、弯曲、拉深、胀形、翻边、拉深系数、复合成形、简单模、复合模、连续模。拉深系数、复合成形、简单模、复合模、连续模。2.2.简述冲压成型的特点及其基本方法简述冲压成型的特点及其基本方法。3.3.试分析试分析冲裁间隙冲裁间隙对冲裁质量、冲裁力和模具寿命的影响对冲裁质量、冲裁力和模具寿命的影响及凸凹模尺寸及间隙的确定方法。及凸凹模尺寸及间隙的确定方法。4.4.拉深系数拉深系数有何意义？如何选用拉深系数和确定拉深次数？有何意义？如何选用拉深系数和确定拉深次数？9 复习与思考题复习与思考题5.5.简述冲压设备的主要型式及其特点。简述冲压设备的主要型式及其特点。6.6.简述冲模结构的类型、特点及其应用。简述冲模结构的类型、特点及其应用。9 复习与思考题复习与思考题