《精密冲压机械》课件

精密冲压机械概述精密冲压机械是现代工业生产中不可或缺的关键设备，广泛应用于汽车、电子、航空航天等领域本演示文稿旨在全面介绍精密冲压机械的基本原理、工艺流程、设备类型、应用领域以及未来发展趋势，帮助读者深入了解这一重要领域课程目标和大纲课程目标课程大纲学习方法123了解精密冲压的基本概念和原理精密冲压概述、基本原理、工艺流理论讲解与案例分析相结合，课后掌握精密冲压工艺流程和关键参数程、模具设计、机械类型、自动化作业与实践操作相结合，小组讨论熟悉精密冲压机械的类型和结构系统、质量控制、应用领域、未来与个人思考相结合理解精密冲压模具的设计和制造发展趋势等掌握精密冲压的质量控制和效率优化方法什么是精密冲压？定义特点应用精密冲压是指利用精密冲压机械和模具高精度零件尺寸精度可达微米级高广泛应用于汽车、电子、航空航天、医，对金属或非金属材料进行冷冲压加工质量零件表面光洁度高，无明显缺陷疗器械等领域，如汽车零部件、电子元，以获得高精度、高质量零件的工艺方高效率生产效率高，适合大批量生件、飞机结构件、医疗器械等法其特点是精度高、变形小、表面光产低成本材料利用率高，生产成本洁度好低精密冲压的历史发展早期阶段1冲压技术起源于古代的手工金属加工，主要用于制造简单的金属制品世纪末19，随着工业革命的发展，冲压技术开始应用于批量生产发展阶段2世纪初，冲压机械和模具制造技术不断进步，冲压工艺逐渐成熟二战后，冲20压技术在汽车、电子等领域得到广泛应用现代阶段3世纪末至今，随着计算机技术和自动化技术的发展，精密冲压技术进入新的发20展阶段伺服冲压、多工位冲压等先进技术不断涌现未来趋势4数字化、智能化、绿色化是未来精密冲压技术的发展方向新材料的应用、微观成形技术的突破将推动精密冲压技术不断进步精密冲压在现代工业中的重要性提高产品质量精密冲压能够制造出高精度、高质量的零件，提高产品的整体性能和可靠性降低生产成本精密冲压能够提高材料利用率和生产效率，降低生产成本，增强企业竞争力缩短生产周期精密冲压能够实现快速批量生产，缩短产品上市周期，满足市场需求促进技术创新精密冲压技术的不断发展推动了相关领域的技术创新，促进了产业升级和转型精密冲压与传统冲压的区别精度质量材料设备精密冲压精度高，可达微米精密冲压零件表面光洁度高精密冲压适用于各种金属和精密冲压需要高精度冲压机级；传统冲压精度较低，一，无明显缺陷；传统冲压零非金属材料；传统冲压主要械和模具；传统冲压对设备般为毫米级件表面粗糙，可能存在毛刺适用于塑性较好的金属材料精度要求较低、裂纹等缺陷精密冲压的基本原理塑性变形能量传递模具作用材料性质利用金属材料的塑性变形特冲压机械将能量传递给模具模具是实现冲压变形的关键材料的力学性能、物理性能性，通过施加压力使其发生，模具将能量作用于材料，工具，其形状和精度决定了和化学性能对冲压过程和零形状改变使其发生变形零件的形状和精度件质量有重要影响精密冲压的力学分析应力分析应变分析12分析材料在冲压过程中的应力分布，避免应分析材料在冲压过程中的应变分布，预测零力集中导致零件破裂件的变形量和残余应力能量分析力分析分析冲压过程中的能量消耗和传递，优化工分析冲压过程中的力的大小和方向，选择合43艺参数，提高生产效率适的冲压机械和模具材料在精密冲压中的变形过程弹性变形阶段1在冲压初期，材料发生弹性变形，卸载后可以恢复原状塑性变形阶段2当应力超过屈服强度时，材料发生塑性变形，卸载后不能完全恢复原状强化阶段3随着变形量的增加，材料的强度和硬度提高，但塑性降低断裂阶段4当变形量达到极限时，材料发生断裂，零件报废精密冲压的主要参数冲压力冲压速度模具间隙润滑条件冲压机械施加给模具的力的大冲压机械的运动速度，影响生冲头和模具之间的间隙大小，润滑剂的种类和用量，影响摩小，影响零件的变形程度和质产效率和零件质量影响零件的精度和表面光洁度擦力和温度，从而影响零件质量量精密冲压的工艺流程材料准备选择合适的材料，进行清洗、校平等预处理模具安装将模具安装到冲压机械上，进行调整和校准冲压加工启动冲压机械，进行冲压加工，获得零件质量检验对零件进行尺寸、形状、表面等方面的检验，确保质量符合要求后处理对零件进行去毛刺、清洗、表面处理等后处理，提高性能和外观精密冲压模具的结构冲头模具导向机构卸料机构与冲压机械连接，传递冲压固定在冲压机械上，与冲头保证冲头和模具的精确对准将冲压后的零件从模具中取力，直接作用于材料使其变配合，实现零件的成形和分，提高零件的精度和质量出，保证生产的连续性形离冲头和模具的设计考虑材料选择选择高强度、高耐磨、高韧性的材料，保证模具的使用寿命形状设计根据零件的形状和精度要求，设计合理的模具形状，保证零件的成形质量强度计算进行模具的强度计算，保证模具在冲压过程中不发生变形或断裂加工工艺选择合适的加工工艺，保证模具的精度和表面光洁度精密冲压的压力分布2集中分布压力集中分布可以用于实现局部成形或分离，如弯曲、拉深、冲孔等均匀分布1压力均匀分布可以避免零件局部变形或破裂，提高零件的精度和质量控制方法可以通过改变模具形状、调整冲压参数、使用润滑剂等方法控制压力分布3精密冲压中的摩擦和润滑摩擦的影响润滑的作用润滑剂的选择润滑方法摩擦会导致能量损失、模具润滑可以减少摩擦、降低温根据材料、工艺、速度等因可以选择手动润滑、自动润磨损、零件表面损伤，降低度、防止零件粘附，提高零素选择合适的润滑剂，保证滑、浸润润滑、喷雾润滑等零件的精度和质量件的精度和质量润滑效果方法，保证润滑的均匀性和及时性精密冲压的温度效应温度升高热胀冷缩12冲压过程中的摩擦和塑性变形温度变化会导致零件和模具发会导致温度升高，影响材料的生热胀冷缩，影响零件的精度力学性能和模具的尺寸精度和配合性能控制方法3可以通过冷却模具、使用润滑剂、控制冲压速度等方法控制温度，提高零件的精度和质量精密冲压的速度和节拍冲压速度冲压节拍优化方法冲压机械的运动速度，完成一个冲压循环所需可以通过优化工艺参数影响生产效率和零件质的时间，影响生产效率、改进设备性能、采用量高速冲压可以提高和成本缩短冲压节拍自动化技术等方法提高生产效率，但可能导致可以提高生产效率，但冲压速度和缩短冲压节零件变形或破裂需要优化工艺参数和设拍备性能精密冲压的精度控制工艺控制设备精度优化工艺参数，如冲压力、冲压速度、1选择高精度冲压机械和模具，保证零件模具间隙等，保证零件的变形量和表面2的尺寸精度和形状精度光洁度检测手段环境控制4采用先进的检测手段，如三坐标测量仪3控制温度、湿度、振动等环境因素，减、激光扫描仪等，对零件进行精确测量少对零件精度的影响和分析常见的精密冲压缺陷及解决方法缺陷类型原因分析解决方法尺寸超差设备精度不足、模具磨更换高精度设备、修复损、工艺参数不当或更换模具、优化工艺参数表面粗糙润滑不足、模具表面粗增加润滑、抛光模具表糙、材料性能不佳面、更换优质材料毛刺模具间隙过大、冲压力缩小模具间隙、增加冲不足、材料塑性过好压力、更换塑性较差的材料裂纹应力集中、材料脆性过优化模具形状、更换韧大、模具形状不合理性较好的材料、控制冲压速度精密冲压机械的类型概述机械式冲压机液压式冲压机12利用曲柄连杆机构或凸轮机构利用液压缸实现冲压运动，冲实现冲压运动，结构简单、成压力大、行程可调，适用于大本低廉，适用于中小批量生产吨位冲压和复杂零件的成形伺服冲压机3利用伺服电机驱动冲压运动，运动灵活、控制精确，适用于高精度、高效率的冲压生产机械式精密冲压机优点缺点适用范围结构简单、成本低廉、维护方便、操作冲压行程固定、冲压速度不可调、精度适用于中小批量生产、形状简单的零件简单相对较低的冲压液压式精密冲压机优点缺点适用范围冲压力大、行程可调、冲压过程平稳、结构复杂、成本较高、维护相对困难、适用于大吨位冲压、复杂零件的成形、噪音低冲压速度较慢以及需要精确控制冲压力的场合伺服电机驱动精密冲压机优点缺点适用范围运动灵活、控制精确、冲压速度可调、结构复杂、成本高昂、维护需要专业技适用于高精度、高效率的冲压生产、以节能环保能及需要复杂运动轨迹的场合多工位精密冲压机定义特点12在一台冲压机上设置多个工位自动化程度高、生产效率高、，同时完成多个冲压工序，提零件精度高、材料利用率高高生产效率适用范围3适用于大批量生产、形状复杂的零件的冲压高速精密冲压机定义特点12冲压速度极高，可以实现快速冲压速度快、生产效率高、零批量生产，提高生产效率件精度高、自动化程度高适用范围3适用于大批量生产、形状简单的零件的冲压精密冲压机的传动系统液压传动2利用液压油传递动力，冲压力大、行程可调机械传动1利用齿轮、连杆、凸轮等机械元件传递动力，结构简单、可靠性高伺服传动利用伺服电机驱动，运动灵活、控制精3确精密冲压机的控制系统PLC控制数控系统人机界面采用可编程逻辑控制器（）进行采用计算机数控（）系统进行控采用触摸屏或显示器等人机界面，操PLC CNC控制，灵活性高、可靠性强制，精度高、功能强大作方便、信息丰富精密冲压机的送料系统手动送料自动送料送料方式人工将材料放入模具中，适用于小批量利用机械或气动装置将材料自动送入模常见的自动送料方式有滚轮送料、夹钳生产具中，适用于大批量生产送料、步进送料等精密冲压机的安全装置安全防护罩急停按钮光栅保护防止操作人员接触运动在紧急情况下可以立即利用光栅检测操作人员部件，避免发生人身伤停止冲压机运行，避免是否进入危险区域，及害事故扩大时停止冲压机运行精密冲压机的润滑系统自动润滑2利用润滑泵自动对冲压机进行润滑，适用于大型冲压机手动润滑1人工定期对冲压机进行润滑，适用于小型冲压机润滑方式常见的润滑方式有油浴润滑、喷雾润滑

3、循环润滑等精密冲压模具的设计原则结构简单模具结构应尽可能简单，便于加工、装配和维护精度高模具精度应满足零件的精度要求，保证零件的质量强度高模具强度应满足冲压力的要求，避免模具变形或断裂寿命长模具寿命应尽可能长，降低生产成本模具材料的选择材料类型特点适用范围碳素工具钢硬度高、耐磨性好、适用于中小批量生产成本低廉、形状简单的零件的冲压合金工具钢硬度高、耐磨性好、适用于大批量生产、韧性好、耐热性好形状复杂的零件的冲压高速钢硬度极高、耐磨性极适用于高速冲压、高好、耐热性极好精度冲压模具的热处理工艺退火淬火回火降低模具的硬度，提高塑性，便于加工提高模具的硬度和耐磨性降低模具的脆性，提高韧性模具的精密加工技术线切割精密磨削电火花加工利用电火花放电进行切割，精度高、适用利用磨削进行表面加工，表面光洁度高、利用电火花放电进行加工，适用于硬质材于复杂形状的加工精度高料和复杂形状的加工模具的装配与调试零件清洗零件装配1将模具的各个零件清洗干净，去除油污按照装配图纸将模具的各个零件装配在2和杂质一起试冲精度调试4利用模具进行试冲，检查模具的性能和3对模具的精度进行调试，保证零件的精零件的质量度要求精密冲压机械的自动化系统自动送料利用机械或气动装置自动将材料送入模具中，提高生产效率自动卸料利用机械或气动装置自动将冲压后的零件从模具中取出，提高生产效率自动检测利用传感器或视觉系统自动检测零件的质量，保证产品质量自动控制利用或系统自动控制冲压机的运行，提高生产效率和安全性PLC CNC视觉检测在精密冲压中的应用尺寸检测表面缺陷检测利用视觉系统检测零件的尺寸，利用视觉系统检测零件的表面缺判断是否符合要求陷，如划痕、凹坑、毛刺等位置检测利用视觉系统检测零件的位置，保证零件的装配精度精密冲压的质量控制方法来料检验过程检验对原材料进行检验，保证材料的质量符对冲压过程中的各个环节进行检验，及12合要求时发现和纠正问题统计过程控制成品检验43利用统计方法对冲压过程进行控制，提对冲压后的零件进行检验，保证零件的高产品质量的稳定性质量符合要求精密冲压的生产效率优化优化工艺参数选择合适的冲压力、冲压速度、模具间隙等工艺参数，提高生产效率改进设备性能采用先进的冲压机械和自动化设备，提高生产效率缩短生产周期优化生产流程，减少停机时间，缩短生产周期提高材料利用率优化模具设计，减少边角料，提高材料利用率精密冲压的成本控制材料成本人工成本设备成本选择价格合理的材料，提高自动化程度，减少选择性价比高的设备，提高材料利用率，降低人工操作，降低人工成加强设备维护，延长设材料成本本备使用寿命模具成本优化模具设计，选择耐用材料，延长模具使用寿命精密冲压在汽车工业中的应用车身部件发动机部件底盘部件内饰部件车身覆盖件、车门、发动机气缸盖、活塞、连杆等悬架、制动器、转向器等仪表盘、座椅、方向盘等盖、行李箱盖等精密冲压在电子行业中的应用连接器引线框架屏蔽罩散热器各种电子设备的连接器、插集成电路的引线框架各种电子设备的屏蔽罩各种电子设备的散热器座等精密冲压在航空航天领域的应用飞机结构件发动机部件12机身蒙皮、机翼、尾翼等涡轮叶片、燃烧室等火箭部件3壳体、喷管等精密冲压在医疗器械制造中的应用器械类型应用部件手术器械手术刀、手术钳等植入器械心脏支架、人工关节等诊断器械内窥镜、超声探头等精密冲压在新能源产业中的应用太阳能电池锂离子电池风力发电机太阳能电池的电极、框架等锂离子电池的壳体、极耳等风力发电机的叶片连接件、齿轮箱部件等精密冲压与其他制造工艺的结合精密冲压与机加工2将冲压成形的零件进行机加工，提高零件的精度和表面光洁度精密冲压与焊接1将冲压成形的零件通过焊接连接在一起，形成复杂的结构精密冲压与注塑将冲压成形的金属零件与注塑成形的塑3料零件结合在一起，形成复合零件精密冲压的环境影响及改善措施环境污染能源消耗改善措施冲压过程中会产生噪音冲压机在运行过程中会采用低噪音设备、安装、粉尘、废油等污染物消耗大量的电能，增加除尘装置、使用环保润，对环境造成影响能源负担滑剂、提高能源利用率等措施，减少对环境的影响精密冲压机械的维护与保养定期检查定期检查冲压机的各个部件，发现问题及时处理定期润滑定期对冲压机的各个润滑点进行润滑，保证机器的正常运行定期清洁定期清洁冲压机，去除油污和杂质，保持机器的清洁定期更换定期更换易损件，保证机器的性能和安全精密冲压工艺的优化与创新优化模具设计优化工艺参数采用先进的设计方法和工具，优利用仿真技术和实验方法，优化化模具结构，提高模具寿命和零工艺参数，提高生产效率和零件件质量质量采用新工艺采用新的冲压工艺，如伺服冲压、温冲压、液压成形等，提高零件的性能和质量精密冲压的数字化和智能化趋势数字化设计数字化制造1采用计算机辅助设计（）软件进行采用计算机辅助制造（）软件进行CAD CAM2模具设计和工艺仿真模具加工和零件生产网络化管理智能化控制4采用物联网（）技术进行设备监控和采用人工智能（）技术进行冲压过程IoT3AI生产管理的控制和优化精密冲压与工业的融合

4.0智能工厂大数据分析远程监控构建智能工厂，实现生产过程的自动化利用大数据分析技术对生产数据进行分利用远程监控技术对设备运行状态进行、智能化和网络化析，优化生产过程，提高产品质量监控，及时发现和处理问题新材料在精密冲压中的应用前景高强度钢提高零件的强度和刚度，减轻重量铝合金减轻重量，提高耐腐蚀性镁合金极轻的重量，良好的减震性能复合材料具有优异的力学性能和耐腐蚀性精密冲压的微观成形技术微细冲裁微细弯曲12制造微细的零件，如电子元件制造微细的弯曲零件，如传感、医疗器械等器、执行器等微细拉深3制造微细的壳体零件，如微型电池、微型传感器等精密冲压的仿真与模拟技术2模具设计优化利用仿真结果优化模具设计，提高模具的性能和寿命有限元分析1利用有限元分析软件对冲压过程进行仿真，预测零件的变形和应力分布工艺参数优化利用仿真结果优化工艺参数，提高生产效率和零件质量3精密冲压的在线监测与控制传感器控制器数据分析利用传感器实时监测冲利用控制器根据传感器利用数据分析技术对监压过程中的力、位移、数据对冲压过程进行实测数据进行分析，优化温度等参数时控制，保证零件的质冲压过程量精密冲压的绿色制造技术节能降耗减污减排资源综合利用采用节能设备和工艺，降低能源消耗采用环保材料和润滑剂，减少污染物排回收利用废料和废旧模具，提高资源利放用率精密冲压人才培养与技能要求专业知识实践技能12掌握机械设计、材料力学、冲具备模具设计、模具制造、冲压工艺等专业知识压设备操作等实践技能创新能力3具备工艺优化、技术创新等能力精密冲压行业的全球竞争格局国家地区优势领域/美国航空航天、汽车工业德国汽车工业、机械制造日本电子行业、汽车工业中国电子行业、家电行业精密冲压技术的未来发展方向智能化利用人工智能技术实现冲压过程的智能化控制和优化绿色化采用环保材料和工艺，实现冲压过程的绿色制造微型化发展微观成形技术，制造微细的零件集成化将冲压与其他制造工艺集成在一起，提高生产效率和零件质量总结与展望精密冲压技术是现代工业生产中不可或缺的关键技术，在汽车、电子、航空航天、医疗器械等领域得到广泛应用随着科技的不断发展，精密冲压技术将朝着智能化、绿色化、微型化和集成化的方向发展，为各行各业提供更加优质、高效、环保的制造解决方案展望未来，精密冲压技术将迎来更加广阔的发展前景，为人类社会的进步做出更大的贡献。