5.4 板料冲压（课件）·高一《金属加工基础》同步精品课堂(机工版·第2版）

《金属加工基础》（第1版）机械工业出版社 同步精品课程——中职专业课 锻压 板料冲压（第4课时） 知识目标 了解板料冲压的分类和特点。 能力目标 熟悉板料冲压的应用和板料冲压设备。 情感目标 提供对基础知识的学习和运用，乐于探索机械专业的学习规律，培养学生综合学习的能力。 三维目标 第一章 绪论 导入情景 01 思考：什么是板料冲压？ 新知学习 02 模块四 板料冲压 板料冲压是利用装在压力机上的冲模使板料产生分离或变形，以获得所需冲压件的成形 加工方法。进行板料冲压的材料必须具有良好的塑性，较低的屈强比和时效敏感性，常用的 板料冲压材料有低碳钢、塑性好的合金钢，以及铜、铝、镁等非铁金属，板料的厚度一般不 超过10mm。 新知学习 02 一、板料冲压的分类 板料冲压按冲压时板料的温度高低分类，可分为冷冲压和热冲压两种。 冷冲压通常在室温下进行， 一般适用于厚度小于4mm 的板料。冷冲压的优点是：板料 不需加热，无氧化皮产生，冲压件表面质量好，操作方便，加工成本较低；其缺点是：冲压 件有形变强化现象，严重时容易使金属板料失去继续变形的能力，对板料厚度的均匀性、表 面质量等要求较高。 新知学习 02 热冲压需要将板料加热到一定的温度范围内进行冲压， 一般适用于厚度大于8～10mm 的板料。热冲压的优点是：可消除板料和冲压件的内应力，减小形变强化现象，提高板料和 冲压件的塑性和韧性，降低变形抗力，减少设备动力消耗；其缺点是：板料和冲压件会产生 氧化皮，冲压件表面质量不如冷冲压件好，操作过程不如冷冲压简单，加工成本较高。 新知学习 02 二、板料冲压的特点 1)板料冲压可冲制出复杂的零件，材料的利用率高，废料少。2)冲压件的形状和尺寸精度高，表面质量好， 一般不需要进一步加工，零件的互换 性强。3)能够获得质量小、强度高、刚性好的零件。4)操作简便，易于实现机械化和自动化，生产效率高。 新知学习 02 三、板料冲压的应用 板料冲压不仅能生产小冲压件，如仪器仪表用零件，又能生产较大的冲压件，如汽车大梁、压力容器、支架等。板料冲压广泛应用于金属制 品加工行业，尤其是在机电、汽车、航空、电器、仪 表、军工、五金日用品(图5-26)等工业中应用广 泛。但是由于冲模制造复杂、质量要求高、制作成本 高，所以板料冲压适用于大批量生产。 新知学习 02 四 、板料冲压设备 板料冲压设备主要有剪板机(图5-27)和压力机(图5-28)。剪板机的用途是把板料剪成一定形状和尺寸的条料，供冲压工序使用。压力 机是板料冲压加工的基本设备，分为开式压力机和闭式压力机两种。 新知学习 02 五、板料冲压模具 冲模是板料分离或变形的主要工艺装备。按冲压工序组合程度的不同，冲模分为简单冲模、连续冲模(图5-29)和复合冲模三种。 新知学习 02 简单冲模是在压力机的一次行程中只完成一道工序的模具。简单冲模的结构简单，容易 制造，便于维护，但生产率较低，适用于小批量生产和试制生产。连续冲模是把两个或两个以上的简单冲模安装在一个模板上，在压力机的一次行程内， 在模具不同部位上同时完成两个以上冲压工序的模具。连续冲模的生产率高，操作方便、安 全，容易实现机械化和自动化，适用于小型冲压件的大批量生产。复合冲模是在压力机的一次行程中，在模具的同一工作位置上完成数道工序的模具。复 合冲模适合生产批量大、精度高的冲压件。 新知学习 02 六 、板料冲压的基本工序和设备 板料冲压的基本工序包括分离工序和变形工序。分离工序是使金属坯料的一部分与另一部分相互分离的工序，如剪切、冲裁(落料、冲孔)、整修等。(1)剪切 剪切是用剪刃或冲模将板料沿不封闭轮廓进行分离的过程。剪切通常在剪板机上进行。(2)冲裁 冲裁是利用冲模使板料以封闭轮廓与坯料分离的 冲压方法。落料是利用冲裁工序获得一定外形的制件或坯料的冲 压方法，被冲下的部分是成品，剩余的坯料是废料，如图5-30a所示。冲孔和落料都属于冲裁工序，但它们的用途不同。冲孔是在坯料内形成封闭轮廓，得到带孔制件的一种冲压方法，被冲下的部分是废料，而形成的带孔的坯料是成品，如图5-30b所示。 1. 分离工序 新知学习 02 金属板料在冲裁过程中，凸模与凹模之间有一定的间隙 Z, 当 凸模压下时，金属板料要经历弹性变形、塑性变形和分离三个阶 段的变化，如图5-31 所示。当凸模(冲头)接触金属板料向下运动时，金属板料先产生弹性变形；当金属板料受到的拉应力值达到其屈服强度时，金属板料 就会产生塑性变形。当变形达到一定程度时，位于凸凹模刃口处的金属板料由于应力集中使 拉应力超过金属板料的抗拉强度，于是金属板料开始产生微裂纹；当上、下裂纹汇合时，金属板料随即被冲断，实现分离。(3)整修 整修是利用整修模沿冲裁件的外缘或内孔刮去一层薄薄的