模具设计(第二版)第一章.ppt

第1章 冲压基本知识1 1第1章冲压基本知识 1.1 冲压概述冲压概述 1.2 塑性变形基本知识塑性变形基本知识 1.3 冲压材料冲压材料 1.4 曲柄压力机曲柄压力机 小结小结 思考与练习题思考与练习题2021/9/251第1章 冲压基本知识2 21.1.1 冲压的概念、冲压的概念、特点及应用特点及应用1 冲压的概念冲压的概念 冲压是在室温情况下，利用安装在压力机上的模具对被冲材料施加一定的压力，使之产生分离和塑性变形，从而获得所需要形状和尺寸的零件（也称制件）的一种加工方法。因为通常使用的材料为板料，故也常称为板料冲压。冲压生产中，模具、压力机、材料缺一不可，它们构成了冲压生产的三要素。1.1 冲冲压压概述概述2021/9/252第1章 冲压基本知识3 32 冲压的特点及应用冲压的特点及应用与其它加工方法相比，冲压生产无论在技术方面还是经济方面都具有其特点：(1)冲压生产依靠冲模和冲压设备来完成加工，便于实现自动化，其生产率高，操作简便。对于普通压力机，每分钟可生产几件到几十件制件，而高速压力机每分钟可生产数百件甚至上千件制件。大批量生产时，成本较低。(2)冲压生产加工出来的制件尺寸稳定、精度较高、互换性好，用通俗的话来讲便是“一模一样”。(3)金属材料在压力机和模具的共同作用下，能获得其它加工方法难以加工或无法加工的、形状复杂的零件。2021/9/253第1章 冲压基本知识4 4(4)冲压是一种少、无切削的加工方法，可以获得合理的金属流线分布，材料利用率较高，零件强度、刚度好。冲压在现代工业生产特别是批量生产中，应用非常广泛。在汽车、拖拉机、电器、电子、仪表、国防、航空航天以及日用品中随处可见到冲压产品,如不锈钢饭盒、搪瓷盆、高压锅、汽车覆盖件、冰箱门板、电子电器上的金属零件、枪炮弹壳等等。据不完全统计，冲压件在汽车、拖拉机行业中约占60%，在电子工业中约占85%，而在日用五金产品中约占90%。可以这么说，一个国家模具工业发展的水平能反映出这个国家现代化、工业化发展的程度。2021/9/254第1章 冲压基本知识5 51.1.2 冲压的基本工序冲压的基本工序冲压加工的零件，由于其形状、尺寸、精度要求、生产批量、原材料性能等各不相同，因此生产中所采用的冲压工艺方法也是多种多样的，概括起来分为两大类，即分离工序和成形工序。分离工序的目的，是在冲压过程中使冲压件与板料沿一定的轮廓线相互分离，同时，冲压件分离断面的质量，也要满足一定的要求。成形工序的目的，是使冲压毛坯在不被破坏的条件下发生塑性变型，成为所要求的成品形状，同时也达到尺寸精度方面的要求。在实际生产中，一个零件的最终成形，往往可能有几个不同工序的组合。常见的冲压基本工序分类见表1-1。2021/9/255第1章 冲压基本知识6 6表表1-1 常见的冲压基本工序分类常见的冲压基本工序分类2021/9/256第1章 冲压基本知识7 7续表续表(一一)2021/9/257第1章 冲压基本知识8 8续表(一)2021/9/258第1章 冲压基本知识9 9续表(二)2021/9/259第1章 冲压基本知识1010续表(二)2021/9/2510第1章 冲压基本知识1111续表(二)2021/9/2511第1章 冲压基本知识12121.2.1 基本概念基本概念1 塑性变形塑性变形物体在外力的作用下产生变形，如果外力取消后，物体不能恢复到原始的形状与尺寸，则这样的变形称为塑性变形。2 塑性塑性物体具有塑性变形的能力称为塑性。塑性的大小可以用塑性指标来评定。如拉伸实验时塑性指标可用延伸率和断面收缩率来表示。1.2 塑性塑性变变形基本知形基本知识识2021/9/2512第1章 冲压基本知识1313塑性不仅仅决定于变形物体的种类，并且与变形方式以及变形条件有关。如铅通常具有极好的塑性，但在三向等拉伸应力作用下，却像脆性材料一样破坏而不产生任何塑性变形；相反，极脆的大理石，在三向压应力作用下，却可能产生相当大的塑性变形，著名的卡尔曼试验证明了这一点。2021/9/2513第1章 冲压基本知识14143 变形抗力变形抗力在一定的变形条件下，引起塑性变形的单位变形力称为变形抗力。变形抗力反映了材料塑性变形的难易程度。一般来说，塑性好，变形抗力低，对冲压变形是有利的，但不能说某种材料塑性好，变形抗力就一定低。如材料进行冷挤压时，在三向压应力的作用下表现出很好的塑性，但冷挤压力同样也很大。影响塑性和变形抗力的因素很多，主要有金属成分的组织结构、变形时的应力状态、变形温度、变形速度和尺寸因素等。2021/9/2514第1章 冲压基本知识15154 应力应力在外力的作用下，物体内各质点之间会产生相互作用的力，我们叫它内力。单位面积上的内力就叫应力。应力有正应力与剪应力。正应力用表示，剪应力用表示。应力的单位一般用MPa表示。5 应变应变当物体受外力和内力作用时，要发生变形，物体的变形用应变来表示。与应力一样，应变也有正应变与剪应变。正应变用表示，剪应变用表示。2021/9/2515第1章 冲压基本知识16166 点的应力状态点的应力状态为研究变形体各点的内力和变形状态，就必须研究各点的应力状态和应变状态，以及它们之间的关系。点的应力状态通过在该点所取的单元体上相互垂直的各个表面上的应力来表示，如图1-1(a)所示。一般可沿坐标方向将这些力分解为九个应力分量，其中包括三个正应力和六个剪应力,如图1-1(b)所示。2021/9/2516第1章 冲压基本知识1717图1-1 应力状态图2021/9/2517第1章 冲压基本知识18187 主应力与主应力图主应力与主应力图为了研究方便，使问题简化，我们可以找到这样一组坐标系，使得单元体各表面只出现正应力，而没有剪应力。如图1-1(c)所示，这三个正应力就叫主应力，分别用1、2、3表示，并且规定：123,当应力10时，称拉应力，当力10时，称压应力。用主应力表示的点的应力状态的图形称为主应力图，其可能的主应力图有九种，如图1-2所示。其中图1-2(a)所示为三向主应力图，图1-2(b)所示为平面主应力图，图1 2(c)所示为单向主应力图。2021/9/2518第1章 冲压基本知识1919图 1-2 主应力状态图2021/9/2519第1章 冲压基本知识2020经试验证明：应力状态对金属的塑性有很大的影响。其规律是：压应力的数目越多，数值越大，金属的塑性越好，而拉应力的数目越多，数值越大，金属的塑性就越差。不仅如此，主应力图对金属的变形抗力也是有影响的，在同号主应力图下引起变形，所需的变形抗力之值较大，而在异号主应力图下引起的变形所需的变形抗力之值就比较小。2021/9/2520第1章 冲压基本知识21218 主应变与主应变图主应变与主应变图点的应变状态通过单元体的变形(即应变)来表示，与应力状态相似，也可以用应变状态图来表示点的应变状态，同样，也可以找到一组坐标系，使得单元体各表面只出现主应变分量1、2、3而没切应变分量，如图1-3(a)所示。一种应变状态只有一组主应变。其可能的主应变状态仅有三种，如图1-3(b)所示。2021/9/2521第1章 冲压基本知识2222图 1-3 主应变状态图2021/9/2522第1章 冲压基本知识2323应变状态对金属的塑性有很大的影响。同一种材料在同样的变形条件下，其应力状态虽然相同，但应变状态不同，其塑性也不一样。其规律是：压应变的成分越多，拉应变的成分越少，越有利于材料塑性的发挥；反之，越不利于材料塑性的发挥。这是因为材料的裂纹与缺陷在拉应变的方向易于暴露和扩展，沿着压应变的方向则不易暴露和发展。2021/9/2523第1章 冲压基本知识24241.2.2 基本原理基本原理1 体积不变体积不变实践证明，在物体的塑性变形中，变形前的体积等于变形后的体积，这就是体积不变定律。它是以后我们进行变形工序中毛坯尺寸计算的依据。用公式可表示为 1+2+3=0 (1-1)由式(1-1)可知，主应变状态只可能存在三种状态，如图1-3(b)所示。2021/9/2524第1章 冲压基本知识25252 两个屈服准则（塑性条件）两个屈服准则（塑性条件）当物体中某点处于单向应力状态时，只要该应力值达到材料的屈服极限，该点就开始屈服，由弹性状态进入塑性状态。可是对于复杂应力状态，就不能仅仅根据某一应力分量来判断某点是否已经屈服，而要同时考虑其它应力分量的作用，只有当各个应力分量之间符合一定关系时，该点才屈服。这种关系就称为屈服准则，或叫塑性条件。1864年法国工程师屈雷斯加（H.Tresca）认为：材料中最大剪应力达到一定值时就开始屈服，即屈雷斯加屈服准则,其数学表达式为 (1-2)式中：s为材料的屈服极限。2021/9/2525第1章 冲压基本知识26261913年德国学者密席斯（Von Mises）提出：在一定的变形条件下，无论变形物体所处的应力状态如何，只要其三个主应力组合满足以下条件，材料便开始屈服，即密席斯屈服准则，其数学表达式为 (1-3)2021/9/2526第1章 冲压基本知识27273 应力与应变的关系应力与应变的关系物体弹性变形时，其变形可以恢复，变形过程是可逆的，与物体的加载过程无关，应力和应变之间的关系可以通过广义虎克定律来表示。但物体进入塑性变形以后，其应力与应变的关系就不同了。在单向受拉或受压时，应力与应变关系可用硬化曲线来表示，然而在受到双向或三向应力作用时，变形区的应力与应变关系相当复杂。经研究，当采用简单加载(加载过程中只加载不卸载，且应力分量之间按一定比例递增)时，塑性变形的每一瞬间，主应力与主应变之间存在下列关系：2021/9/2527第1章 冲压基本知识2828 (1-4)式中：C为非负数的比例常数。在一定的条件下，C只与材料性质及变形程度有关，而与物体所处的应力状态无关，故C值可用单向拉伸试验求出。式(1-4)也可表示为 (1-5)上述物理方程又称为塑性变形时的全量理论。全量理论是冲压成形中各种工艺参数计算的基础，而且利用全量理论还可以对有些变形过程中坯料的变形和应力的性质作出定性的分析和判断。2021/9/2528第1章 冲压基本知识29294 冷作硬化（加工硬化）现象冷作硬化（加工硬化）现象对于常用的金属材料，在冷塑性变形中，随着变形程度的增加，所有强度指标均增加，而同时塑性指标都降低，这种现象称为冷作硬化，又称为加工硬化。加工硬化对许多冲压工艺都有较大的影响，如由于塑性降低，限制了毛坯进一步变形，往往需要在后续工序变形之前增加热处理退火以消除加工硬化。但硬化也有有利的一面，如提高抗局部抗失稳起皱的能力，使变形趋向均匀，成形极限增大。衡量加工硬化程度的值一般用硬化指数n表示。n越大，硬化效应越显著。2021/9/2529第1章 冲压基本知识30305 反载软化现象反载软化现象如果在冷塑性变形之后，再给材料反向加载，这时，材料的屈服极限有所降低，即反向加载时的塑性变形更加容易发生，这就是所谓的反载软化现象。反载软化现象对分析某些冲压工艺(如拉弯)很有实际意义。2021/9/2530第1章 冲压基本知识31311.3.1 冲压成形性能冲压成形性能冲压所使用的材料大多数是金属材料，每一种材料的冲压成形性能是不一样的。材料的冲压成形性能表明其是否便于冲压加工，一次冲压的极限变形程度和总的极限变形程度大，生产率高，容易得到高质量的冲压件，模具寿命长等。一般来说，冲压成形性能主要包括两个方面：一是成形极限；二是成形质量。这是冲压对材料的主要要求。材料的冲压成形性能是通过实验来获得的。实验方法主要有两种：一种为间接实验；另一种为直接实验。1.3 冲压材料冲压材料2021/9/2531第1章 冲压基本知识32321间接实验间接实验间接实验的方法有拉伸实验、剪切实验和硬度实验等。尤其是拉伸实验简单易行，而且所得结果能从不同角度反映材料的冲压性能，所以它是一种很重要的实验方法。通过拉伸实验可测得材料的各项力学性能指标，它也间接地反映了材料的冲压性能。其中重要的几项如下：2021/9/2532第1章 冲压基本知识33331）屈强比（s/b）屈强比是一项反映材料冲压成形性能的综合性指标。屈强比小，即屈服极限s与强度极限b之间的差值大，亦即塑性变形的区间大，这对冲压成形是有利的。2）均匀延伸率bb是在拉伸实验中开始产生局部集中（缩颈）时的延伸率，它表示材料产生均匀变形或稳定变形的能力。一般情况下，冲压成形都是在板料的均匀变形范围内进行的，所以b对冲压成形有较为直接的意义。b越大，则极限变形程度越大，越有利于冲压成形。2021/9/2533第1章 冲压基本知识34343）硬化指数n硬化指数n表示材料在冷塑性变形中材料的硬化程度，n值越大，材料的硬化效应越大，这对于伸长类变形是有利的。由于变形硬化引起的变形抗力的增加，可以补偿因拉伸而引起的局部截面积的减小从而引起的承载能力的减弱，制止了局部集中变形的进一步发展，具有扩展变形区，使变形均匀,从而达到增加变形程度的作用。2021/9/2534第1章 冲压基本知识35354）板厚方向性系数r板厚方向性是指板料试样在拉伸实验时宽度应变b与厚度应变t之比，其值由下式确定：(1-6)式中:b，b0，t，t0分别表示变形前后板料的宽度和厚度。冲压成形时，一般都希望变形发生在板平面方向，而厚度方向则不希望发生过大的变化。当r值大于1时，表示宽度方向的变形比厚度方向的变形更大。也就是说，r值较大，有利于提高板料冲压成形极限。2021/9/2535第1章 冲压基本知识3636由于轧制钢板时形成的纤维组织，各个方向的力学性能并不一致,因此板厚方向性系数是从各个不同方向的取样，取其平均值 作为标准的。(1-7)式中:r0、r90、r45分别表示板料的轧制方向、横向及45方向的板厚方向系数。2021/9/2536第1章 冲压基本知识37375）板平面方向性钢板经轧制后,其力学、物理性能在板平面方向内出现各向异性,称为板平面方向性。方向性越明显,对冲压成形性能影响越大。板平面方向性的大小可以用板厚方向性系数在几个不同方向上的平均差r来衡量，即 (1-8)由于板平面方向性对成形极限和成形质量的提高都是不利的,因此生产中应设法降低板料的r值。2021/9/2537第1章 冲压基本知识38382 直接实验直接实验间接实验结果虽然能在一定程度上间接反映板料的冲压成形性能，但由于冲压变形受力复杂，与试件受力情况有很大的差别，因此，不能准确反映材料在每一种特定的工艺条件下的冲压性能。为了更准确地鉴定这些性能，必须在模拟各种变形条件的基础上进行特定的实验方法。称之为直接实验，也称模拟实验。其主要有弯曲实验、胀形实验、拉深实验等，具体实验方法可参考相关资料。2021/9/2538第1章 冲压基本知识39391.3.2 常用冲压材料及在图纸上的表示常用冲压材料及在图纸上的表示按材料的供应状态来分,常用冲压材料有板料、带料和块料。板料的尺寸较大，一般用于大型零件的冲压，对于中小型零件，往往是将板料剪成条料来用;带料（又称卷料）有各种规格的宽度，展开长度可达几十米，适用于大批量生产的自动送料，材料厚度很小时也是做成带料供应;块料只用于少数钢号和价钱昂贵的有色金属的冲压。按材料的类别来分，常用冲压材料有黑色金属、有色金属和非金属。2021/9/2539第1章 冲压基本知识4040(1)黑色金属：常用的黑色金属板料主要是低/中碳钢、硅钢、不锈钢等。对冷轧钢板，根据国家标准GB 7081988规定，按轧制精度（厚度精度）可分为A、B 级：A级较高精度；B级普通精度。2021/9/2540第1章 冲压基本知识4141对厚度 4 mm以下的优质碳素结构钢，根据GB 132371991规定，按钢板表面质量可分为、三组,按拉深级别又分为Z、S、P三级：高级的精整表面;：较高级的精整表面;：普通的精整表面;Z：最深的拉深级数;S：深拉深级;P：普通拉深级。2021/9/2541第1章 冲压基本知识4242(2)有色金属：主要有黄铜板、铝板。常用的牌号有H68、H62、L1、L2、L5等。(3)非金属材料：主要有纸板、橡胶板、塑料板、纤维板。这类材料因为不具有塑性，所以只适宜于冲裁。在冲压工艺资料和图纸上，对材料的表示方法有特殊的规定，现举例说明：表示：08钢，板料尺寸为1.010001500，普通精度，较高级的精整表面，深拉深级的冷轧钢板。关于材料的牌号、规格与性能，可查阅附表1、附表2及附表3。2021/9/2542第1章 冲压基本知识43431.4.1 工作原理及结构工作原理及结构曲柄压力机是机械式压力机的一种。它的工作机构是曲柄连杆滑块机构。现通过国产JB 2363型压力机（如图1-4 所示）来说明它的工作原理及结构。1.4 曲曲 柄柄 压压 力力 机机2021/9/2543第1章 冲压基本知识4444图1-4 JB 2363 型压力机2021/9/2544第1章 冲压基本知识4545图1-5 JB 2363型压力机的原理图2021/9/2545第1章 冲压基本知识4646 1 工作原理工作原理如图1-5 所示，电动机1通过三角皮带把运动传给大皮带轮3，再经小齿轮4、大齿轮5传给曲轴7。连杆9上端装在曲轴上，下端与滑块10连接，把曲轴的旋转运动变为滑块的直线往复运动。上模11装在滑块上，下模12装在工作台的垫板13上，因此，当材料放在上、下模之间时，即能进行冲裁及其它冲压成形工艺。由于生产工艺的需要，滑块有时运动，有时停止，因此装有离合器6与制动器8。压力机在整个工作周期内进行工艺操作的时间很短，也就是说，有负荷的工作时间很短，大部分时间为无负荷的空闲时间。为了使电动机的负荷均匀，有效地利用能量，因而装有飞轮。大皮带轮3即起飞轮的作用。2021/9/2546第1章 冲压基本知识47472 曲柄压力机的结构曲柄压力机的结构从上述的工作原理可以看出，曲柄压力机由以下几个部分组成：(1）工作机构：一般为曲柄连杆滑块机构，由曲轴、连杆、滑块等零件组成，如图1-6所示。2021/9/2547第1章 冲压基本知识4848图 1-6 曲柄连杆滑块机构结构2021/9/2548第1章 冲压基本知识4949由图1-6可知，曲柄连杆滑块机构结构主要由曲轴3、连杆1、6和滑块5组成。曲轴旋转时，连杆作摆动和上下运动，因而使导轨中的滑块上下往复直线运动。除了上述的主要组成部分以外，一般还有下述的结构：在连杆中有调节其长度的结构，由连杆体1和调节螺杆6组成。旋转螺杆，即可调节连杆的长度，以便达到调节装模高度的目的。在滑块中有夹持模具的装置和顶出工件的装置，在图1-6中，它们是由模具夹持块11和打料横杆4组成的。2021/9/2549第1章 冲压基本知识5050滑块下方有一竖直孔，称模柄孔。模柄插入该孔后，由夹持块11将模柄夹紧，这样上模就固定在滑块上了。为了防止压力机超载，在下支承座7下面装有超载保护装置8，当压力机的载荷超过其承载能力时，保险块被剪坏，可保护压力机不被破坏。在冲压工作中，为顶出卡在上模中的制件或废料，压力机上装有可调刚性顶件（或称打件）装置。由图1-7可知，滑块上有一水平长方形通孔，孔内自由放置打料横杆2，俗称扁担。2021/9/2550第1章 冲压基本知识5151图1-7 打料装置(a)行程下止点;(b)行程上止点2021/9/2551第1章 冲压基本知识5252当滑块运行到下止点进行冲压时，制件（或废料）进入上模（凹模）将打杆3顶起，打杆3又将打料横杆2抬起；当滑块上升时，打料横杆2两端碰上固定在床身上的打料螺钉1，使之不能继续随滑块向上运动，因而可通过打杆3将卡在上模（凹模）中的制件或废料打出。(2)传动系统：包括齿轮、皮带传动等机构。如图1-8所示，电动机的转动经二级减速传给曲轴，曲轴通过连杆带动滑块作上下往复运动。这种压力机的曲轴是横向布置的，齿轮、皮带轮均在床身外面，装配容易，维修方便，但占据空间较大，零部件分散、安全感和外观较差。2021/9/2552第1章 冲压基本知识5353图1-8 压力机传动系统示意图2021/9/2553第1章 冲压基本知识5454(3)操纵系统：包括离合器和制动器及电气控制装置等。曲柄压力机使用的离合器有摩擦离合器和刚性离合器两大类。常用的制动器有圆盘式制动器和带式制动器。离合器:曲柄压力机的离合器一般是由主动部分、从动部分、接合零件及操纵机构等四部分组成的。刚性离合器是靠接合零件把主动部分和从动部分刚性连接起来。这类离合器根据接合零件的结构可分为转键式、滑销式、滚柱式和牙嵌式等几种，用得最多的是转键式离合器。转键式离合器按转键的数目可分为单转键式和双转键式两种；按转键的形状可分为半圆形转键离合器和矩形转键离合器，后者又称为切向转键离合器。2021/9/2554第1章 冲压基本知识5555 图1-9所示是半圆形双转键离合器。它的主动部分包括大齿轮8、中套4和两个滑动轴承1、5等；从动部分包括曲轴3、内套2和外套6等；接合件是两个转键，即工作键16与副键15；操纵机构由关闭器9等组成。大齿轮8并不与从动部分的曲轴3固装在一起，而是通过两个滑动轴承1、5支承在与曲轴固接的内套2和外套6上，因而大齿轮自由转动时，可以不带动曲轴一起旋转。2021/9/2555第1章 冲压基本知识5656 中套4与大齿轮通过平键14连接，在中套的内缘，加工有四个缺月形的槽，内套和外套的内缘也加工出了两个同样的缺月形槽。曲轴右端与内、中、外三套相对应的外缘部分加工出两个半月形的槽，正好与三套内缘缺月形的槽构成两个完整的圆槽，工作键与副键就放置在这两个槽中，并可在圆槽中转动。转键的中部也加工出了半月形缺口，其截面形状与曲轴上所开槽的截面形状一样，所以当转键转到图中D-D剖视左图所示的位置时，中套随大齿轮自由转动并不带动曲轴，即离合器分离。但当转键偏离该位置并转到D-D剖视右图所示的位置时，转键的缺口截面与曲轴截面不能组成一个圆形截面，因此从动部分在工作键的作用下便随主动部分一起运动，即离合器接合。2021/9/2556第1章 冲压基本知识5757工作键的转动是靠尾板10的摆动和关闭器9的转动来实现的。当关闭器让开尾板时，弹簧11将尾板拉至图示C-C剖面虚线位置，则工作键转至接合位置(D-D剖面右图)，曲柄滑块机构启动。欲使滑块运动停止，可将关闭器9转动一定角度使尾板转至图C-C剖面实线位置，这时工作键转至分离位置(D-D剖面左图)，大齿轮空转，此时由于惯性曲轴还会继续转动，而装在曲轴另一端的制动器工作，会把曲轴制动。2021/9/2557第1章 冲压基本知识5858副键总是跟着工作键转动的，但二者转向相反，其运动联系是靠装在键尾的四连杆机构来完成的。副键是在曲轴反转时起传力作用。此外，副键还可以防止滑块下行时因自重等原因而产生的“超前”运动，避免工作键与中套发生撞击，因为工作键与中套的缺圆槽不能全面接触，只能单向传力。有些小型压力机只有工作键，没有副键。关闭器的转动是靠操纵机构来实现的。如图1-10所示的是用电磁铁控制的操纵机构，可使压力机的滑块获得单次行程和连续行程两种工作方式。2021/9/2558第1章 冲压基本知识59592021/9/2559第1章 冲压基本知识6060图 1-10 操纵系统2021/9/2560第1章 冲压基本知识6161 制动器:常用的制动器有圆盘式制动器和带式制动器。下面以常用的带式制动器为例说明其结构和工作原理。带式制动器通常和刚性离合器配合使用，安装在曲轴的另一端。但有的也可以与摩擦离合器配合使用。通用压力机常用的带式制动器有偏心带式制动器、凸轮带式制动器和气动带式制动器等。图1-11所示为偏心带式制动器的结构，它由制动轮6、制动带4、摩擦材料5、制动弹簧2和调节螺钉1等组成。2021/9/2561第1章 冲压基本知识6262摩擦材料铆接在制动带上，制动带的紧边7固定在机身上，松边3用制动弹簧张紧，制动轮与曲轴用平键连接，其外圆对曲轴轴颈有一偏心距，当曲轴靠紧上止点时，制动带绷得最紧，制动力矩最大。曲轴转在其它角度时，制动带也不完全松开，仍然保持一定的制动力矩，用以克服刚性离合器的“超前”现象。制动力矩的大小可用调节螺钉进行调节。这种有经常制动作用的带式制动器结构简单，但会增加机器的能量消耗，加速摩擦材料的磨损，常与刚性离合器相配,用于小型压力机上。2021/9/2562第1章 冲压基本知识6363图 1-11 制动器2021/9/2563第1章 冲压基本知识6464(4）能源系统：如电动机、飞轮。压力机在一个工作周期内只在较短时间内承受较大的工作负荷，而在较长的时间内为空运转，故采用飞轮储备能量，可减小电机功率。(5）支承部件：如机身。机身是压力机的一个基本部件。所有零件都是装在机身上面，工作时承受全部工作变形力。2021/9/2564第1章 冲压基本知识6565机身分为两大类型,即开式机身和闭式机身。前者三面敞开，操作方便，但刚度较差；后者两侧封闭，刚度较好，但操作性不如开式的方便，适用于中大型压力机以及某些精度要求较高的小型压力机。除了上述的基本部分以外，还有多种辅助系统与装置，如润滑系统、保护装置及气垫等。2021/9/2565第1章 冲压基本知识66661.4.2 技术参数及压力机的选择技术参数及压力机的选择1.压力机型号的表示压力机型号的表示压力机的型号是按照锻压机械的类别、列、组编制而成的。如：2021/9/2566第1章 冲压基本知识6767 型号的第一个字母表示类别，即机械式压力机类，采用“机”字的汉语拼音第一个大写字母“J”表示。型号的第二个字母表示压力机经过变形设计的代号，如A，B，C分别表示第一次、第二次、第三次变形设计。字母后面的第一个数字表示压力机的列别，第二个数字表示压力机的组别，如“31”表示闭式曲轴压力机系列中的闭式压力机组。2021/9/2567第1章 冲压基本知识6868“-”后面的数字表示压力机的标称压力（常称吨位），也就是压力机的规格，如160表示标称压力160 t。型号最末端的字母表示压力机经过改进设计的代号，如A，B，C分别表示第一次、第二次、第三次改进设计。压力机的规格除了在型号已表示出来的标称压力外，还有滑块行程、每分钟行程次数、最大闭合高度、工作台尺寸、电机功率等技术参数。这些具体的技术参数是压力机选用、安装调整及工艺设计、模具设计等的必要数据。附表5摘录了我国目前生产的部分压力机主要技术规格。2021/9/2568第1章 冲压基本知识69692 压力机的技术参数压力机的技术参数1）标称压力曲柄压力机的标称压力是指滑块在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，滑块上所容许承受的最大作用力。标称压力已系列化，例如630 kN、1000 kN、1600 kN、2500 kN、3150 kN、4000 kN、6000 kN等，这个系列是从生产实践中归纳整理后制订的，既能满足生产需要，又不至于使曲柄压力机的规格过多，给制造带来困难。2021/9/2569第1章 冲压基本知识70702）滑块行程滑块行程是指滑块从上止点到下止点所经过的距离，它的大小随工艺用途和标称压力的不同而不同。3）滑块每分钟行程次数滑块每分钟行程次数是指滑块每分钟从上止点到下止点，然后再回到上止点所往复的次数。它标志着生产率的高低。2021/9/2570第1章 冲压基本知识71714）装模高度装模高度是指滑块在下止点时，滑块下表面到工作垫板上表面的距离。当装模高度调节装置将滑块调整至最上位置时（即连杆调至最短时），装模高度达到最大值，称为最大装模高度；装模高度调节装置所能调节的距离，称为装模高度调节量。和装模高度并行的标准还有封闭高度。所谓封闭高度是指，滑块在下止点时，滑块下表面到工作台上表面的距离。它和装模高度之差恰好是垫板的高度。因为模具通常不直接装在工作台面上，而是装在垫板上，所以装模高度用得更普遍。2021/9/2571第1章 冲压基本知识72723 选用原则选用原则选用原则主要包括类型选择和规格选择两个方面。1）类型选择冲压设备类型较多，其刚度、精度、用途各不相同，应根据冲压工艺的性质、生产批量、模具大小、制件精度等正确选用。一般生产批量较大的中小制件多选用操作方便、生产效率高的开式曲柄压力机。但如生产洗衣桶这样的深拉深件，最好选用有拉深垫的拉深压力机，而生产汽车覆盖件则最好选用工作台面宽大的闭式双动压力机。2021/9/2572第1章 冲压基本知识73732）规格选择确定压力机的规格时要遵循如下原则：（1）压力机的标称压力必须大于冲压工艺力。曲柄压力机的许用负荷随滑块行程位置的不同而不同，其标称压力一般是在离下止点前一段距离产生。而在一个行程的其它位置，则达不到其标称压力。在冲压作业中，有的工序冲压行程长，如拉深；有的则冲压行程短，如冲裁，这样，每一种工序所需的工作负荷与滑块行程的关系是不同的。因此，对工作行程较长的工序，当选择压力机标称压力时，并不仅仅是只要满足工艺力的大小就可以了，必须同时考虑满足其工作负荷曲线才行。如图1-12 所示，冲裁加工，只需选择型压力机即可满足作业要求；而对拉深，则需型压力机才可以满足要求。2021/9/2573第1章 冲压基本知识7474图 1-12 负荷曲线的比较2021/9/2574第1章 冲压基本知识7575（2）压力机滑块行程应满足制件在高度上能获得所需尺寸，并在冲压工序完成后能顺利地从模具上取出来。对于拉深件，则行程应在制件高度两倍以上。（3）压力机的行程次数应符合生产率的要求。（4）压力机的闭合高度、工作台面尺寸、滑块尺寸、模柄孔尺寸等都要能满足模具的正确安装要求。对于曲柄压力机，模具的闭合高度与压力机的装模高度(如图1-13 所示)之间要符合以下公式:Hmax5 mm HT Hmin+10 mm （1-9）式中：H为模具的闭合高度；Hmax为压力机的最大闭合高度;Hmin为压力机的最小闭合高度;T为垫板厚度。2021/9/2575第1章 冲压基本知识7676图 1-13 模具安装尺寸与压力机的关系2021/9/2576第1章 冲压基本知识7777工作台尺寸一般应大于模具下模座5070 mm（单边），以便于安装，垫板孔径应大于制件或废料投影尺寸，以便于漏料模柄尺寸与模柄孔尺寸相符。本章应重点掌握冲压的概念、特点及应用，熟悉冲压的基本工序，掌握塑性变形的基本概念及基本理论，材料的冲压性能及表示，掌握曲柄压力机的选择及主要技术规格。小小 结结2021/9/2577第1章 冲压基本知识78781-1 试问冲压加工有哪些优点？其适用范围如何？1-2 常用冲压工序分为哪两大类?从每一大类中各举出三个主要工序，说明其应用。1-3 什么叫体积不变，从它的表达式中可以导出一些什么结论?1-4 什么叫屈强比，材料的屈强比与成形极限有什么关系？1-5 压力机的主要技术参数有哪些？选择压力机时应注意些什么？思考与思考与练习题练习题2021/9/2578