第一章 冲压模具设计概论

第一章 冲压模具设计概论§1.1 冲压模具在工业生产中的地位

§1.2 冲压模具的历史发展与现状 §1.3 冲压加工的特点与应用§1.4 冲压工艺及模具的分类

§1.5 冲压设备及其选用§1.6 冲压用料

§1.1 模具在工业生产中的地位 模具是大批生产同形产品的工具，是工业生产的主要 工艺装备。模具工业是国民经济的基础工业。 模具可保证冲压产品的尺寸精度，质量稳定，具有 生产效率高、质量好、重量轻、成本低、节约能源和原 材料等一系列优点，是任何其它加工方法所不能比拟的。 据不完全统计，飞机、汽车、拖拉机、电机、电器、 仪器、仪表等产品，有60%左右的零件是用模具加工出 来的；而自行车、手表、洗衣机、电冰箱及电风扇等轻 工产品, 有90%左右的零件是用模具加工出来的；至于 日用五金、餐具等物品的大批量生产基本上完全靠模具 来进行。 显而易见，模具作为一种专用的工艺装备，在生产 中的决定性作用和重要地位逐渐为人们所共识。

§1.2 模具的历史发展与现状 模具的出现可以追溯到几千年前的陶器和青铜器铸造， 但其大规模使用却是随着现代工业的崛起而发展起来的。 19世纪，随着军火工业、钟表工业、无线电工业的发 展，冷冲压模具开始得到广泛使用。 二次大战后，随着世界经济的飞速发展，它又成了大 量生产家用电器、汽车、电子仪器、照相机、钟表等零件 的最佳方式。(美国冷冲压技术、瑞士的精冲、德国的冷 挤压) 20世纪50年代，模具设计多凭经验，参考已有图纸和 感性认识，根据用户的要求，制作能满足产品要求的模具， 但对所设计模具零件的机能缺乏了解。 60年代，通过对模具主要零件的机能和受力状况进行 数学分析，对金属塑性加工工艺及原理的深入探讨，使得 冲压技术得到迅猛发展。

进入70年代，不断涌现出各种高效率、高精度、高 寿命的多功能自动模具。其代表是五十多个工位的级进 模。在此期间，日本以模具加工精度进入了微米级而站 到了世界最先列。 从70年代中期至今，计算机逐渐地进入模具生产的 设计、制造、管理等各个领域，辅助进行零件图形输入、 毛坯展开、条料排样、确定模座尺寸和标准、绘制装配 图和零件图，输出NC程序(为数控加工中心和线切割编 程),使得模具设计、加工精度与复杂性不断提高，模 具的制造周期不断缩短。 我国模具工业是19世纪末，20世纪初随着军火和钟 表业引进的压力机发展起来的。到20世纪50年代初，模 具多采用作坊生产方式，凭工人经验，用简陋的加工手 段进行制造。在以后的几十年中，随着国民经济的大

规 模发展，模具业进步很快。当时大量引进苏联的图纸、 设备和先进经验，其水平不低于当时工业发达的国家。 此后到70年代末，由于错过了世界经济发展的大浪潮， 我国的模具业没有跟上世界发展的步伐。

80年代末，伴随家电、轻工、汽车生产线模具的大量 进口和模具国产化的呼声日益高涨，先后引进了一批现 代化的模具加工机床。在此基础上，参照已有的进口模 具，成功地复制了一批替代品，如汽车覆盖件模具。模 具的国产化虽然使我国模具制造水平逐渐赶上了国际先 进水平，但计算机应用方面仍然存在很大差距。 随着计算机技术的飞速发展，一些工业先进国家的 模具制造行业已广泛采用数控机床加工模具，以提高模 具制造精度和生产效率。在此基础上，最近十几年又开 始应用模具计算机辅助设计与制造技术，进一步提高模 具的设计与制造水平。模具CAD/CAM是在人的参与下， 以计算机为中心的一整套系统。其中，模具CAD完成对 冲压工艺、模具结构的最优化设计，包括资料检索、工 艺计算、方案优选、确定零件的尺寸和形状，图形绘制。 模具CAM完成对零件的加工制造，同时在加工制造过程 中实时监督、控制、测试和管理。CAM的输入信息直接 来自于CAD的输出信息，两者是有机结合的整体。

我国模具CAD/CAM技术从80年代起步,长期 处于低水平重复开发，软件多为进口的图形软 件、数据库软件、NC软件等，开发的软件缺乏 通用性，商品化价值不高，缺乏对引进的许多 CAD/CAM系统的二次开发，经济效益不显著。 针对上述情况，国家相关部门制定了相关政策 和措施。在国家产业政策和与之配套的一系列 国家经济政策的支持和引导下，模具行业产业 结构有了较大改善，模具商业化提高了近10%, 中高档模具占模具总量的比例有了明显提高， 模具进出口比例逐步趋向合理。我国模具工业 起步较晚，基础差，但是就总量来看，大型、 精密、复杂、长寿命模具产需矛盾仍然十分突 出

§1.3 冲压加工的特点与应用一、冲压加工的特点 (1)冲压产品壁薄、重量轻、刚性好，可以成形形状复杂 的零件，小到钟表的秒针、大到汽车纵梁等。 (2)冲压产品精度高，尺寸稳定，具有良好的互换性。 (3)冲压加工是少、无切屑加工的一种，零件冲压直接成 形，大部分无需任何再加工，材料利用率高，达85%上。 (4)生产效率高，生产过程易实现机械化和自动化，适合 于大批大量生产。 (5)操作简单，对工人技术等级要求不高，便于组织生产和 管理。 (6)冲压加工的缺点是噪声和振动大；劳动强度大，易发 生事故，安全生产

与管理要求高，需采用必要的安全 措施来保证。

§1.3 冲压加工的特点与应用二、 冲压加工的应用 冲压加工的应用十分广泛，冲压加工不仅可以加 工金属材，而且也可以加工非金属材料，在现代制造 业如汽车、农业机械、电工电器、仪器仪表、化工容 器、玩具以及日用品的生产方面，都占有十分重要的 地位。据统计，全世界钢材品种中带材占50%,板材 占17%,棒材占15%,型材占9%,线材占7%,管材占2%。 由此看出，大部分材料用于冷冲压加工。在汽车、农 机产品中，冲压件约占75%~80%;在电子产品中冲压 件约占80%~85%,在轻工产品中，冲压件约占90%以上。 另外，在现代国防工业生产中，如飞机、导弹、 各种枪弹与炮弹的生产，冲压加工也占很大比例。

§1.4 冲压工艺及模具的分类一、冲压工序 1.分离工序 分离工序是指板料在冲压力作用下，变形部分的应力 超过强度极限，使冲压件与板料沿一定的轮廓线相互分离， 主要包括落料、冲孔、切断、切边、冲槽和剖切等。 2.成形工序 成形工序是指坯料在冲压力作用下，变形部分的应力 超过屈服极限，小于强度极限，使其产生塑性变形而得到 一定形状和尺寸的冲压件，主要包括弯曲、拉深、翻边、 胀形、缩口、挤压、卷圆、扩口和校形等工序，如表1-2 所示。

§1.4 冲压工艺及模具的分类二、模具的分类

1、根据工序性质分类(1)冲裁模 沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的 模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模和 剖切模等。 (2)弯曲模 使板料或其他形态坯料沿着直线(曲线) 产生弯曲变形，从而获得一定角度和形状的工件的模具。 (3)拉深模 是把板料制成开口空心件，或使空心件进 一步改变形状和尺寸的模具。 (4)成形模 是将毛坯或半成品工件按照凸、凹模的形 状直接复制成形，而材料本身仅产生局部塑性变形的模 具。如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模 和整形模等。

§1.4 冲压工艺及模具的分类 2、根据工序组合方式分类(1)单工序模 在压力机的一次冲程中，只完成一道 冲压工序的模具。 单工序模具 (2)复合模 在压力机的一次冲程中，在同一工位上 同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。 复合模具 (3)级进模 又称连续模，在板料的送进方向上，具 有两个或更多的工位，在压力机的一 …… 此处隐藏：2112字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……