(中职)模具工程技术基础第一章教学课件.ppt
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1、YCF正版可修改PPT(中职)模具工程技术基础第一章教学课件第一章第一章 成型工艺及设备成型工艺及设备第一节冲压工艺及设备第一节冲压工艺及设备第二节塑料及模塑成型工艺及设备第二节塑料及模塑成型工艺及设备第三节压模工艺及设备第三节压模工艺及设备第一节冲压工艺及设备第一节冲压工艺及设备冲压是金属塑性成形的基本工艺方法之一,由于冲压加工通冲压是金属塑性成形的基本工艺方法之一,由于冲压加工通常是在常温下进行,所以又成冷冲压。又由于冲压加工的原常是在常温下进行,所以又成冷冲压。又由于冲压加工的原材料通常为板料或带料,因而也称之为板料加工。在冲压加材料通常为板料或带料,因而也称之为板料加工。在冲压加工中,
2、根据工件的形状、尺寸要求以及生产纲领不同,将采工中,根据工件的形状、尺寸要求以及生产纲领不同,将采用不同形状的加工工艺方法。如果按板料的变形性质,可将用不同形状的加工工艺方法。如果按板料的变形性质,可将冲压加工分为分离和成形两大工序。也可按照工序的组合形冲压加工分为分离和成形两大工序。也可按照工序的组合形式,将冲压加工分为简单工序和组合工序两大类。式,将冲压加工分为简单工序和组合工序两大类。一、冲压特点及其工序分类一、冲压特点及其工序分类1.冲压的特点冲压的特点下一页 返回第一节冲压工艺及设备第一节冲压工艺及设备在机械制造中,冲压技术已得到广泛的应用,很多机器中的在机械制造中,冲压技术已得到广
3、泛的应用,很多机器中的冲压制件占有相当大的比例。冲压工艺已成为汽车、拖拉机、冲压制件占有相当大的比例。冲压工艺已成为汽车、拖拉机、电器、仪表、电子、国防工业以及日用品工业等部门的主要电器、仪表、电子、国防工业以及日用品工业等部门的主要成形工艺之一。成形工艺之一。冲压与其他加工方法相比较,具有以下一些特点冲压与其他加工方法相比较,具有以下一些特点:在压力机简单冲击下,能够获得其他的加工方法难以加工或在压力机简单冲击下,能够获得其他的加工方法难以加工或无法加工的形状复杂的制件无法加工的形状复杂的制件;加工的制件尺寸稳定,互换性好加工的制件尺寸稳定,互换性好;材料的利用率高、废料少,且加工后的制件强
4、度高、刚度好、材料的利用率高、废料少,且加工后的制件强度高、刚度好、重量轻重量轻;操作简单,生产过程易于实现机械化和自动化,生产效率高操作简单,生产过程易于实现机械化和自动化,生产效率高;在大批量生产的条件下,冲压制件成本较低。在大批量生产的条件下,冲压制件成本较低。上一页 下一页 返回第一节冲压工艺及设备第一节冲压工艺及设备2.冲压工序的分类冲压工序的分类按照板料在冲压加工中的变形力学范围的不同,可以把冲压按照板料在冲压加工中的变形力学范围的不同,可以把冲压加工所有的基本工序加工所有的基本工序(不包括特殊工序,如整形、校形不包括特殊工序,如整形、校形;也不也不包括结合工序,如铆接、咬接等包括
5、结合工序,如铆接、咬接等)分为分离工序、成形工序和分为分离工序、成形工序和组合变形工序三大类。分离工序是使板料产生塑性变形而不组合变形工序三大类。分离工序是使板料产生塑性变形而不断裂分离,从而获得所需形状与尺寸之工件的冲压工序。组断裂分离,从而获得所需形状与尺寸之工件的冲压工序。组合变形工序是指有多个分离工序或成形工序的冲压工序。合变形工序是指有多个分离工序或成形工序的冲压工序。其中,分离工序按照其不同的变形机理可分为冲裁、整修、其中,分离工序按照其不同的变形机理可分为冲裁、整修、精密冲裁及半精密冲裁四类。精密冲裁及半精密冲裁四类。成型工序按照板料变形区的力学性质分为三类成型工序按照板料变形区
6、的力学性质分为三类:压缩类、拉伸压缩类、拉伸类和复合类。类和复合类。上一页 下一页 返回第一节冲压工艺及设备第一节冲压工艺及设备(1)压缩类成型压缩类成型 这是一种在胚料的变形部分以切向压缩为主、这是一种在胚料的变形部分以切向压缩为主、表面积收缩变小的冲压成型加工方法,其基本工序主要有两表面积收缩变小的冲压成型加工方法,其基本工序主要有两种。种。拉深。使金属平板胚料外缘缩小、变成立体带底拉深。使金属平板胚料外缘缩小、变成立体带底(直壁平直壁平底的筒形底的筒形)零件的一种冲压成形方法。零件的一种冲压成形方法。缩口。将管子或平板材料经冲压成型为空心件的毛胚口缩口。将管子或平板材料经冲压成型为空心件
7、的毛胚口部直径缩小的冲压成形方法。部直径缩小的冲压成形方法。(2)拉深类成型拉深类成型 这是一种在胚料的变形部位以切向拉伸为主、这是一种在胚料的变形部位以切向拉伸为主、表面积增大的冲压成型方法,其基本工序主要有三种。表面积增大的冲压成型方法,其基本工序主要有三种。翻边。将金属平板胚料或半成品工序件沿一定的轮廓线翻边。将金属平板胚料或半成品工序件沿一定的轮廓线伸长,变成有竖边边缘零件的一种冲压成形工序。伸长,变成有竖边边缘零件的一种冲压成形工序。上一页 下一页 返回第一节冲压工艺及设备第一节冲压工艺及设备 胀形。在胚料或毛胚件中间的局部位置上产生鼓凸伸长胀形。在胚料或毛胚件中间的局部位置上产生鼓
8、凸伸长变形,获得其表面积增大的零件的冲压成形工序。变形,获得其表面积增大的零件的冲压成形工序。扩口。将管子或平板材料经冲压加工成空心件的毛胚口扩口。将管子或平板材料经冲压加工成空心件的毛胚口部直径扩大的冲压成形工序。部直径扩大的冲压成形工序。(3)复合类成形复合类成形 这是一种在胚料的变形部分既有以压缩变形这是一种在胚料的变形部分既有以压缩变形为主的、也有以拉伸变形为主的冲压成形加工方法,其基本为主的、也有以拉伸变形为主的冲压成形加工方法,其基本工序主要有四种。工序主要有四种。弯曲。使平板胚料或管子毛胚等按照一定的曲率或角度弯曲。使平板胚料或管子毛胚等按照一定的曲率或角度变形,从而获得不封闭形
9、状零件的冲压成形方法。变形,从而获得不封闭形状零件的冲压成形方法。曲面形状零件拉深成形。使金属平板胚料外法兰部分缩曲面形状零件拉深成形。使金属平板胚料外法兰部分缩小、内法兰部分伸长,变成非直壁、非平底的空心零件的一小、内法兰部分伸长,变成非直壁、非平底的空心零件的一种冲压成形方法。种冲压成形方法。上一页 下一页 返回第一节冲压工艺及设备第一节冲压工艺及设备 拉形。拉形又称为拉弯或整体胀形,是将平板胚料两端拉形。拉形又称为拉弯或整体胀形,是将平板胚料两端加紧、对胚料进行弯曲并带有拉深变形,从而获得曲率半径加紧、对胚料进行弯曲并带有拉深变形,从而获得曲率半径很大的零件的冲压成形方法。很大的零件的冲
10、压成形方法。卷边。卷边又称为卷圆或卷缘。是一种将板料四周边缘卷边。卷边又称为卷圆或卷缘。是一种将板料四周边缘或半成品工序件的段部卷曲成接近圆筒状的零件的冲压成形或半成品工序件的段部卷曲成接近圆筒状的零件的冲压成形工序。工序。二、冲压材料二、冲压材料1.对冲压所用材料的要求对冲压所用材料的要求冲压加工质量不仅与冲压工艺方案、模具结构及制造精度有冲压加工质量不仅与冲压工艺方案、模具结构及制造精度有关,还受冲压材料的直接影响。为了能够生产高质量的冲压关,还受冲压材料的直接影响。为了能够生产高质量的冲压制件,必须选取合适的冲压材料。制件,必须选取合适的冲压材料。上一页 下一页 返回第一节冲压工艺及设备
11、第一节冲压工艺及设备冲压所用材料,不仅要满足制件设计的技术要求,还要满足冲压所用材料,不仅要满足制件设计的技术要求,还要满足冲压工艺的要求。冲压的工艺要求主要有冲压工艺的要求。冲压的工艺要求主要有:应具有良好的塑性,在变形工序中,可减少工序及中间退火应具有良好的塑性,在变形工序中,可减少工序及中间退火次数,也要求材料具有一定的塑性次数,也要求材料具有一定的塑性;材料应具有光洁平整、无缺陷损伤的表面状态,加工时不易材料应具有光洁平整、无缺陷损伤的表面状态,加工时不易破裂,也不易擦伤模具,表面状态好的材料,冲出的制件表破裂,也不易擦伤模具,表面状态好的材料,冲出的制件表面状态也好面状态也好;材料厚
12、度的公差应符合国家标准的规定,因为一定的模具间材料厚度的公差应符合国家标准的规定,因为一定的模具间隙,适应于一定厚度的材料,材料厚度的公差太大,不仅会隙,适应于一定厚度的材料,材料厚度的公差太大,不仅会影响制件的质量,还可能导致产生废品和损坏模具。影响制件的质量,还可能导致产生废品和损坏模具。上一页 下一页 返回第一节冲压工艺及设备第一节冲压工艺及设备2.冲压材料的种类冲压材料的种类冲压生产最常用的材料是金属板料,有时也用非金属板料。冲压生产最常用的材料是金属板料,有时也用非金属板料。金属板料分黑色金属板料和有色金属板料两种。金属板料分黑色金属板料和有色金属板料两种。(1)黑色金属板料黑色金属
13、板料普通破素结构钢钢板,常用的几种牌号是普通破素结构钢钢板,常用的几种牌号是Q195,Q215,Q235,这些牌号主要用于平板类制件或变形量小的简单制件这些牌号主要用于平板类制件或变形量小的简单制件;优质破素结构钢钢板,这类钢板的化学成分和力学性能都要优质破素结构钢钢板,这类钢板的化学成分和力学性能都要能得到保证,主要用于复杂形状的弯曲件和拉深件能得到保证,主要用于复杂形状的弯曲件和拉深件电工硅钢,常用的牌号有电工硅钢,常用的牌号有Dl l,D12,D21,D22,D32,D42,主,主要用于电机、电器、电子工业。要用于电机、电器、电子工业。上一页 下一页 返回第一节冲压工艺及设备第一节冲压工
14、艺及设备(2)有色金属板料有色金属板料黄铜板黄铜板(带带),铜锌合金称黄铜,常用的牌号有,铜锌合金称黄铜,常用的牌号有H62,H68,其,其特点是有很好的塑性和较高强度及杭腐蚀性,其中特点是有很好的塑性和较高强度及杭腐蚀性,其中H62适用适用于冲压件、弯曲件和浅拉深件,于冲压件、弯曲件和浅拉深件,H68适用于深拉深件适用于深拉深件;铝板铝板(带带),铭的比重小,导电、导热性好,塑性也好。常用,铭的比重小,导电、导热性好,塑性也好。常用的有的有1060,1050A,1200,广泛用于航空、仪表和无线电工业,广泛用于航空、仪表和无线电工业,主要用来制作耐腐蚀制件和作为导电材料主要用来制作耐腐蚀制件
15、和作为导电材料;非金属材料有纸板、胶木板、橡胶、塑料板和纤维板等。非金属材料有纸板、胶木板、橡胶、塑料板和纤维板等。(3)冲压用材料的形状和规格冲压用材料的形状和规格 冲压材料有金属材料和非金属冲压材料有金属材料和非金属材料两种,金属材料的购入形式多为板料或带料。材料两种,金属材料的购入形式多为板料或带料。上一页 下一页 返回第一节冲压工艺及设备第一节冲压工艺及设备板料,除了按需要选择不同的厚度外,板料的大小有不同的板料,除了按需要选择不同的厚度外,板料的大小有不同的规格,如规格,如800 mm 1 600mm,900 mm 1 800 mm,1000mm 2 000mm,l 000 mm 1
16、 800 mm等,适用于批量生产,使用时,等,适用于批量生产,使用时,需根据需要剪成一定的宽度使用,多用于大型制件的冲压需根据需要剪成一定的宽度使用,多用于大型制件的冲压;带料或称卷料,可用于大批量冲压生产,根据材料、厚度不带料或称卷料,可用于大批量冲压生产,根据材料、厚度不同而有不同宽带尺寸,长度可达几百米,宽度在同而有不同宽带尺寸,长度可达几百米,宽度在300mm以下,以下,主要用于薄料,适用于大批量生产的自动送料装置,适合与主要用于薄料,适用于大批量生产的自动送料装置,适合与机械化自动化程度较高的场合,可提供材料利用率,但通常机械化自动化程度较高的场合,可提供材料利用率,但通常开卷后须经
17、平整后才能使用。开卷后须经平整后才能使用。上一页 下一页 返回第一节冲压工艺及设备第一节冲压工艺及设备三、冲压的设备三、冲压的设备用作冲压加工的设备简称为冲压设备,包括曲柄压力机和其用作冲压加工的设备简称为冲压设备,包括曲柄压力机和其他压力机。他压力机。1.曲柄压力机曲柄压力机曲柄压力机是通过曲柄滑块机构将电动机的旋转运动转变为曲柄压力机是通过曲柄滑块机构将电动机的旋转运动转变为冲压生产所需要的滑块直线往复运动的一种冲压设备,在冲冲压生产所需要的滑块直线往复运动的一种冲压设备,在冲压生产中广泛用于冲裁、弯曲、拉深及成形等工序。因此,压生产中广泛用于冲裁、弯曲、拉深及成形等工序。因此,曲柄压力机
18、是冲压设备中最基本和应用最广泛的设备。曲柄压力机是冲压设备中最基本和应用最广泛的设备。(1)曲柄压力机的基本结构曲柄压力机的基本结构 图图1-1和和图图1-2所示为所示为JB23-63型型曲柄压力机的外形图和工作原理图。由图可知,曲柄压力机曲柄压力机的外形图和工作原理图。由图可知,曲柄压力机由以下部分组成由以下部分组成:上一页 下一页 返回第一节冲压工艺及设备第一节冲压工艺及设备工作机构,即曲柄滑块机构工作机构,即曲柄滑块机构(亦称曲柄连杆机构亦称曲柄连杆机构),它由曲轴,它由曲轴7、连杆连杆9,滑块滑块10等工作零件组成,其作用是实现将曲柄的旋转等工作零件组成,其作用是实现将曲柄的旋转运动转
19、变为滑块的直线往复运动,由滑块带动模具工作运动转变为滑块的直线往复运动,由滑块带动模具工作;传动系统,包括带传动传动系统,包括带传动2与与3,齿轮传动齿轮传动4与与5等机构,起能量传等机构,起能量传递和速度转换作用递和速度转换作用;操纵系统,包括离合器操纵系统,包括离合器6、制动器、制动器8等部件,用以控制工作机等部件,用以控制工作机构的运转和停止构的运转和停止;能源部分,包括电动机能源部分,包括电动机1、飞轮,用以提供动力并储存能量、飞轮,用以提供动力并储存能量;支承部分,主要指机身支承部分,主要指机身15,它把压力机所有部件连接成一个,它把压力机所有部件连接成一个整体。整体。上一页 下一页
20、 返回第一节冲压工艺及设备第一节冲压工艺及设备(2)曲柄压力机的型号及分类曲柄压力机的型号是按照锻压机曲柄压力机的型号及分类曲柄压力机的型号是按照锻压机械的类别、列别和组别编制的。例如械的类别、列别和组别编制的。例如JA23一一63A,各符号意,各符号意义如下义如下:上一页 下一页 返回第一节冲压工艺及设备第一节冲压工艺及设备用曲柄压力机的分类方法较多,常用的方法有用曲柄压力机的分类方法较多,常用的方法有:按压力机公称压力分类可分为小型曲柄压力机、中型曲柄按压力机公称压力分类可分为小型曲柄压力机、中型曲柄压力机和大型曲柄压力机。压力机和大型曲柄压力机。按曲柄形式分类可分为偏心压力机和曲轴压力机
21、。按曲柄形式分类可分为偏心压力机和曲轴压力机。按机身结构形式分可分为开式压力机和闭式压力机,如按机身结构形式分可分为开式压力机和闭式压力机,如图图1-3所示。开式压力机的机身呈所示。开式压力机的机身呈“C”形,如图形,如图1-3(a),(b),(c)所所示,其机身前面和左右均敞开,操作空间大。但机身刚度差,示,其机身前面和左右均敞开,操作空间大。但机身刚度差,受载后易变形,影响制件精度和模具寿命,因此,只适用于受载后易变形,影响制件精度和模具寿命,因此,只适用于中、小型压力机。中、小型压力机。闭式压力机的机身为框架结构,如图闭式压力机的机身为框架结构,如图1-3(d)所示。其机身前后所示。其机
22、身前后敞开,两侧封闭,机身刚度大,适合于大、中型压力机。敞开,两侧封闭,机身刚度大,适合于大、中型压力机。上一页 下一页 返回第一节冲压工艺及设备第一节冲压工艺及设备(3)曲柄压力机的技术参数曲柄压力机的技术参数 公称压力。压力机滑块的压力在全行程中不是一个常数,公称压力。压力机滑块的压力在全行程中不是一个常数,而是随曲轴转角的变化而不断地变化。如而是随曲轴转角的变化而不断地变化。如图图1-4所示为压力机所示为压力机的许用压力曲线。公称压力是指滑块运动到离下止点前某一的许用压力曲线。公称压力是指滑块运动到离下止点前某一特定距离或曲柄旋转到离下止点前某一特定角度时滑块上所特定距离或曲柄旋转到离下
23、止点前某一特定角度时滑块上所允许承受的最大作用力。允许承受的最大作用力。滑块每分钟冲压次数。滑块由上止点到下止点往复一次滑块每分钟冲压次数。滑块由上止点到下止点往复一次为一个行程数,即一次冲压。为一个行程数,即一次冲压。滑块行程。滑块行程是指滑块在曲轴旋转一周时从上止滑块行程。滑块行程是指滑块在曲轴旋转一周时从上止点到下止点所经过的距离,其数值一般是曲柄半径的两倍。点到下止点所经过的距离,其数值一般是曲柄半径的两倍。上一页 下一页 返回第一节冲压工艺及设备第一节冲压工艺及设备 闭合高度。滑块在下止点时,滑块下底面到工作台上平闭合高度。滑块在下止点时,滑块下底面到工作台上平面之间的距离。当压力机
24、处于闭合状态时,将连杆调节到最面之间的距离。当压力机处于闭合状态时,将连杆调节到最短时的闭合高度为最大闭合高度短时的闭合高度为最大闭合高度;反之为最小闭合高度。反之为最小闭合高度。工作台面尺寸。其决定了安装模具下模座的尺寸范围,工作台面尺寸。其决定了安装模具下模座的尺寸范围,工作台孔径尺寸决定了模具下模漏落制件或允许尺寸及安装工作台孔径尺寸决定了模具下模漏落制件或允许尺寸及安装弹顶机构的尺寸。弹顶机构的尺寸。封闭高度及封闭高度调节量。封闭高度是指滑块在下止封闭高度及封闭高度调节量。封闭高度是指滑块在下止点时,滑块底面到工作台上表面的距离。当滑块调整到上极点时,滑块底面到工作台上表面的距离。当滑
25、块调整到上极限位置时,封闭高度达最大值,为最大封闭高度。相反,当限位置时,封闭高度达最大值,为最大封闭高度。相反,当滑块调整到下极限位置时,其封闭高度为最小封闭高度,二滑块调整到下极限位置时,其封闭高度为最小封闭高度,二者差值为封闭高度调节量。者差值为封闭高度调节量。其他参数。主要包括压力机工作台面尺寸、滑块底面尺其他参数。主要包括压力机工作台面尺寸、滑块底面尺寸、漏料孔尺寸及模柄孔尺寸等。寸、漏料孔尺寸及模柄孔尺寸等。上一页 下一页 返回第一节冲压工艺及设备第一节冲压工艺及设备(4)压力机的选择压力机的选用,主要包括选择压力机类型和压力机的选择压力机的选用,主要包括选择压力机类型和确定压力机
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