沖壓工藝與模具授課教案

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1、緒論一、冷沖壓及其模具的一般概念(看實物，思考零件的加工方法，引出概念)1、冷沖壓：指常溫下，利用模具在壓力機(jī)的作用下，對毛坯施壓，使其產(chǎn)生塑性變形或分離，從而得到一定形狀，尺寸和性能要求的零件的加工工藝。2、冷沖模：將板料加工成零件或半成品的一種特殊工藝裝備。二、冷沖壓加工優(yōu)點及其在現(xiàn)代生產(chǎn)中的地位和作用1、優(yōu)點:1)少、無切屑(如：牙膏殼)2）沖件精度高、尺寸穩(wěn)定、互換性好3）表面質(zhì)量好，重量輕4）生產(chǎn)率高，便于實現(xiàn)機(jī)械化、自動化2、地位和作用：“產(chǎn)品要發(fā)展，模具是關(guān)鍵”應(yīng)用：電子儀器、儀表的小零件，汽車上的大零件金屬板料或非金屬板料三、冷沖模發(fā)展1、國內(nèi)：早在春秋戰(zhàn)國時

2、期，用于生產(chǎn)兵器、盔甲等。但真正發(fā)展在解放后，可分為三個階段：五十年代：單工序模六十年代：多工序模，有了成型磨削、電加工等七十年代：多工序復(fù)雜的模具，向“三高一簡”發(fā)展八十年代中后期：CAD/CAM制作模具九十年代：CAD/CAM制作模具得到推廣與應(yīng)用2、國外：模具生產(chǎn)已從輔助生產(chǎn)向著商品化生產(chǎn)發(fā)展，70年代就開始采用CAD/CAM技術(shù)，從48年開始采用數(shù)控機(jī)床加工，模具結(jié)構(gòu)相當(dāng)于小型精密機(jī)床。2、發(fā)展趨勢１）工藝分析計算方法現(xiàn)代化２）模具設(shè)計制造技術(shù)現(xiàn)代化３）沖壓生產(chǎn)機(jī)械化和自動化４）采用新工藝新技術(shù)５）改進(jìn)板料的沖壓性能　　總之：　　　高精度Ａ、大批量生產(chǎn)向高效率采用CA

3、D/CAM技術(shù)　　高壽命　采用硬質(zhì)合金材料制作Ｂ、小批量多品種生產(chǎn)向　簡易模具發(fā)展Ｃ、標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化生產(chǎn)四、本課程學(xué)習(xí)內(nèi)容、特點及基本要求1、內(nèi)容：沖壓工藝設(shè)計沖壓模具設(shè)計2、特點：應(yīng)充分應(yīng)用已學(xué)過的知識，如制圖、金屬工藝學(xué)、機(jī)制基礎(chǔ)、模具加工機(jī)床、公差等專業(yè)基礎(chǔ)課，且與《模具制造工藝學(xué)》有著密切的關(guān)系，特點：理論性實踐性都較強(qiáng)，應(yīng)多參加實踐。3、基本要求：1）合理制定沖壓工藝方案2122）掌握沖模的設(shè)計與計算方法，試運用有關(guān)資料，設(shè)計出中等復(fù)雜模具，對復(fù)雜模具的結(jié)構(gòu)有一定的分析能力。3）能正確選用沖壓設(shè)備，能采用提高模具壽命的有效措施。五、本課程主要參考資料《模具設(shè)計與制造

4、簡明手冊》（馮柄堯等編、上海科技出版社出版）《冷沖模具設(shè)計與制造技術(shù)》（陳炎嗣、鄒景儀主編北京出版社出版）《冷沖工藝及模具設(shè)計》（湖南科技出版社出版）第1章沖壓模具成形基礎(chǔ)本章主要介紹沖壓的一些基本知識，通過本章學(xué)習(xí)，著重明確沖壓工序分類的基本方法，金屬塑性變形的基本概念，熟悉常用沖壓材料與設(shè)備?！?-1沖壓工序分類一、按材料的變形性質(zhì)分：1、變形工序：外力使材料變形部分的相當(dāng)應(yīng)力σv在σs-σb內(nèi)，穩(wěn)定改變其形狀與尺寸的工序。2、分離工序：當(dāng)外力使材料變形部分σv>σb時二、按基本變形方式分：1、沖裁：即分離工序，最常用的有：落料、沖孔等（見實物）。２、彎曲：將板料壓成一定

5、的形狀或角度：如壓彎等（見實物）。３、引伸：將平板→開口空心件（見實物）。４、成形：局部塑性變形，如翻邊等（見實物）。5、立體沖壓：使一定體積材料重新分配，如冷擠等（見實物）。第頁表1-1為常見沖壓工序（按表講解）１-２沖壓成形的基本理論一、金屬塑性變形的概念（一）金屬的塑性與塑性變形1、塑性：指固體材料在外力作用下發(fā)生永久性變形，但不破壞其完整性的能力。塑性與材料本身性質(zhì)、變形條件有關(guān)如：鉛，一般情況下變形時，塑性好，受三向等拉應(yīng)力作用時，脆性破壞。又如：大理石，一般情況下變形時，毫無塑性，三向壓應(yīng)力作用時，會產(chǎn)生一定塑變。2、塑性變形：作用于物體的外力卸載后，物體不能完全

6、恢復(fù)自己的原始形狀和尺寸，這樣的變形——塑性變形。（二）金屬塑性變形對組織和性能的影響：1、晶粒形狀和方位的改變晶粒拉長→纖維→變形抗力→各向異性2、產(chǎn)生了內(nèi)應(yīng)力：晶粒之間、晶粒內(nèi)部造成一些相平衡的內(nèi)應(yīng)力，即所謂附加應(yīng)力，變形終止后，應(yīng)力將遺留在金屬中——殘余應(yīng)力——金屬開裂和變形的內(nèi)應(yīng)力。3、晶內(nèi)和晶間的局部破壞：晶內(nèi)破壞：由滑移層的局部碎裂造成晶間破壞：由晶粒界面面積的改變以及晶間變形，破壞晶粒界面212由于破壞——晶體中造成了許多的空隙——金屬物理機(jī)械性質(zhì)發(fā)生變化。4、產(chǎn)生了加工硬化：見圖1-9變形——溫度指標(biāo)（HB、σS）↑和塑性指標(biāo)（δ、ρ）↓——繼續(xù)變形的抗力增大

7、的現(xiàn)象——加工硬化（三）影響金屬塑性變形的因素：1、金屬的成分和組織結(jié)構(gòu)：組成金屬元素↓，可塑性↑，滑移系統(tǒng)數(shù)量↑，機(jī)械性第頁能越一致，晶界強(qiáng)度↑→可塑性↑。2、變形時應(yīng)力狀態(tài)：拉應(yīng)力成份↓，壓應(yīng)力成份↑，可塑性↑3、變形溫度：一般，T↑塑性↑，但應(yīng)注意避免蘭脆區(qū)、紅脆區(qū)。4、變形速度一方面：變形速度↑，金屬變形易產(chǎn)生孿動，→滑移和脆區(qū)動的臨界剪應(yīng)力和破壞極限應(yīng)力，→Ρ↑→可塑性↓。另一方面：變形速度↑→Т↑→塑性得到改善二、塑性變形時的應(yīng)力應(yīng)變；（一）應(yīng)力及主應(yīng)力狀態(tài)圖：內(nèi)力：外力作用于金屬，使金屬發(fā)