金属冲压工艺及模具实验指导书(金材)

实验项目名称：冲压模具拆装实验实验项目性质：综合性实验所属课程名称：《金属冲压工艺及模具》实验计划学时：2一、实验的目的1 了解冲模的结构，各部分零件的名称及其在模具中的作用；2 了解冲模工作原理。

二、实验内容1 实验者自行拆装冲模一副，并绘制出该模具装配简图；2学习冲模结构的一般知识，分析成形零件的加工方法。

三、相关知识1 典型模具结构示意图1 落料、冲孔正装复合模1—顶件杆2—落料凹模3—冲孔凸模固定板4—推件块5—冲孔凸模6—卸料板7—凸凹模8—推件块9—模柄图2 落料、拉深、冲孔复合模1—导向螺栓2—压料板（卸料板）3—拉深凸模（冲孔凹模）4—档料销5—拉深凹模（落料凸模）6—顶出器7—顶销8—顶板9—推杆10—冲孔凸模11—弹性卸料板12—落料凹模13—盖板14—托杆图1，图2所示的均为典型的模具结构，图1为落料、冲孔正装复合模，图2为落料、拉深、冲孔复合模，示意图能清楚表达模具的工作原理，所完成的冲压工序、组成零件的作用和基本的装配关系，供实验时绘制所拆装模具的装配结构示意图作参考。

2 冲模及其零件的分类实验时，为便于理解和掌握模具的结构组成、工作原理、模具零件的作用等知识，应掌握冲模分类，掌握冲模零件分类。

（1）冲模的分类。

冲压件品种、式样繁多，导致冲压模具的类型复杂，根据不同方法，冲模分类如下：按完成的冲压工序性质可分为落料模、冲孔模、切断模、整修模、弯曲模、拉深模、成型模等。

按完成的冲压工序组合程度可分为单工序模、级进模和复合模等。

按导向方式可分为无导向的开式模、有导向的导板模、导柱模等。

按卸料方式可分为刚性卸料模、弹性卸料模等。

按送料、出件及排除废料的方式可分为手动模、半自动模、自动模等。

（2）冲模零件的分类。

冲模根据其复杂程度不同，一般都由数个、数十个甚至更多的零件组成。

根据零件的作用可将冲模零件分为五个类型。

工作零件：是完成冲压工作的零件，如凸模、凹模、凸凹模等定位零件：这些零件的作用是保证送料时有良好的导向和控制送料的进距，如挡料销、定距侧刀、导正销、定位板、导料板、侧压板等。

卸料、推件零件：这些零件的作用是保证在冲压工序完毕后将制件和废料排除，以保证下一次冲压工序顺利进行。

如推件器、卸料板、废料切刀等。

导向零件：这些零件的作用是保证上模与下模相对运动时有精确的导向，使凸模、凹模间有均匀的间隙，提高冲压件的质量。

如导柱、导套、导板等。

安装、固定零件：这些零件的作用是使上述四部分零件联结成“整体”，保证各零件间的相对位置，并使模具能安装在压力机上。

如上模板、下模板、模柄、固定板、垫板、螺钉、圆柱销等四、实验工模具典型冲模一副、钳工台、内六角扳手、螺丝刀、铜棒锤、钢尺、卡尺等。

五、实验步骤1将模具拆成零件(1)将模具从存放架上取下，放在钳工台上；（！注意由于模具是由能分开的上下模部分组成，为防止下模部分滑落，造成伤害，必须双手抬下模部分。

）(2)仔细观察冲模的外形结构，分清上模、下模部分，再抬住上模，用锤轻敲下模，将模具分开；(3)仔细观察，了解模具中可见零件的名称、作用，初步掌握它所完成的冲压工序名称，毛坯与工件的大致形状；(4)分别拆开上模、下模两大部分；（！注意以免造成模具主要零件的损伤，在拆装过程中，不允许用铁锤敲打模具的机加工面；模具是单件生产的，装配后各零件的相对位置不变，它们之间的位置关系有标记，拆开前注意观察，以防复原时安装不上。

）(5)依次了解凸、凹模的结构形状、加工方法、固定方法；定位部分的零件名称、结构形状及定位特点；卸料及压料部分的零件名称、结构、动作原理及安装方式；导向部分的零件名称、结构；固定零件名称、结构等。

2绘制该模具简要装配图；3将拆散的模具零件按上模、下模两大部分依照一定顺序还原（注意标记方向），最终恢复成原状；4检查是否装配正确，手抬模具下方，把它放回原处，整理好工具；5经指导老师检查签名后，方准离开。

六、实验报告要求1实验目的、内容、实验工模具；2简述拆装冲模的工作原理；3简述一副冲模的拆装过程；4根据实验模具，绘出该模具的装配结构示意图；5按所拆装的模具，对模具零件进行分类。

七、思考题1分析冲裁模与拉深模工作原理与模具结构上的区别。

2分析冲裁模中弹性卸料与刚性卸料的区别。

实验项目名称：钣料实验机的结构原理和操作实验项目性质：普通实验所属课程名称：金属冲压工艺及模具实验计划学时：2一、实验目的：了解试验机的基本结构原理，掌握对它的基本操作。

二、试验设备：BHB-80A型钣料试验机。

三、试验机的功能该试验机是国产的钣料试验机。

其功能齐全，能进行液压胀形，刚性模胀形，冲坯（拉深），扩孔（KWI），杯突（IE），锥杯（CCV）等实验，还可以做双向拉伸应力——应变曲线，成形极限图（FLD）及液压胀形应变分布等实验。

配合其他试验手段可以对金属薄板进行从“宏观”到“微观”的多种试验研究工作。

四、主要技术参数1、最大刚性模冲压力300KN2、最大液压胀形液压32Mpa3、最大压边力500KN4、刚性模和冲压模行程100mm5、系统最大液压35Mpa6、最高压力40 Mpa五、执行机构（模具）结构介绍图1是执行机构的结构示意图，执行机构由模筒1、压边活塞2、中心活塞3、模底4及凹模组成。

其中有液压油的三个工作空间：Ⅰ－压边液压工作空间工作时根据不同材料所需的不同压边力，调整压边减压阀上的手柄，获得所需的压边力，其间液压在0～10Mpa范围内。

Ⅱ－工作液压工作空间其间压力在0～32Mpa范围内。

液压胀形按此压力计算应力，刚性模胀形和冲杯等试验则以此压力乘以中心活塞面积来计算冲压力，中心活塞的底面积为95cm 2。

Ⅲ－液压胀形、刚性模胀形、冲杯等试验的工作空间。

液压胀形时可用螺丝刀拧开中心活塞（旋2～4圈），液压油即从Ⅱ进入Ⅲ腔进行液压胀形。

此时应将刚性半球凸模卸下放置起来。

在进行液压胀形或刚性模胀形时，凹模座6应装上如图所示的带梗凹模7。

在进行冲杯等试验时，则应换上相应的标准凹模，并在压边活塞上放上平滑的压边圈。

在装卸模具时，千万注意不要损伤胀形凹模7的凸梗，否则将失去其油封功能。

凹模升降机构由凹模底座提升盘8，悬臂9、升降动作筒11及定位销等组成。

在凹模底6的齿凸与模筒1的齿凹相对时，可将凹模底提起和放入。

放入后，转动手柄10使二者的齿凸对正（注意：一定要对正），即可通油进行压边。

圆环面提供 压边力凹模提升进油凹模下降进油Ⅰ1011976Ⅲ54Ⅱ3Ⅰ12 8胀形进油压边进油1—模筒 2—压边活塞 3—中心活塞 4—模底 5—半球凸模 6—凹模座 7—凹模 8—凹模座提升盘 9—悬臂 10—手柄 11—升降动作液缸 Ⅰ —压边液压腔 Ⅱ—工作液压腔 Ⅲ—胀形等实验空间图1 BHB －80A 试验机执行机构示意图图 2 台面器件Ⅰ——仪表板 Ⅱ——台面 Ⅲ——操纵台1 油泵 开关2 凹模座 升开关3 凹模座 降开关4 压边 开关5 胀形 开关6 抽油 回程 开关7 转换 开关绿钮 红钮Ⅱ压力继电压边调压左右系统调压阀胀形调压阀123 41234 胀形压力表压边压力表系统压力表抽油负压指示灯电 液控制器Ⅱ Ⅰ六、台面、操纵台及仪表板各器件和按钮如图2所示。

Ⅰ－仪表板。

其上装有系统压力表1、压边压力表2、胀形压力表3、抽油负压表4及电液操制器。

Ⅱ－台面板。

在四角上分别装有系统调压阀1、胀形调压阀2、压力继电器3和压边调压阀4。

Ⅲ－操纵台。

自右向左装有油泵开关1、模座升开关2、模座降开关3、压边开关4、胀形开关5、抽油回程开关6和转换开关7。

各按钮开关的绿钮为起动钮，红钮为停止钮。

七、操作步骤现以液压胀形为例，说明试验的操作过程。

其它试验的操作参照其进行。

1准备好试件，试件必须经过清洗，用白布擦拭。

2合上电源开关，打开钥匙开关，电源（220v、6v）指示灯亮。

3取在防尘挡油罩，旋动凹模座手柄10，使凹模座6的齿凸与模筒1的齿凹对正（见图4-1）。

4按下操纵台的按钮开关2的绿钮，凹模座提起，推开凹模座，放上试件。

5将凹模座6拉回，旋动手柄，使齿凸齿凹对正，按下操纵台上开关2的红钮，再按下开关3的绿钮，凹模座落下，再旋动手柄，使两者齿凸对正。

6若是第一次开车试验，须将台面上的手柄Ⅱ－1、Ⅱ－2、Ⅱ－4调松。

避免使压力冲到最大值。

7按下操纵台上开关3的红钮，再按下开关4的绿钮，旋动手柄Ⅱ－1，使系统压力达到需要值（由系统压力表Ⅰ－1显示）。

8旋动手柄Ⅱ－4，使压边液压达到需要值（由压边压力表Ⅰ－2显示），但压边液压最大不得超过10Mpa。

9打开电液控制器的电源开关，旋动旋钮Ⅰ，使其电流表的值达到需要值。

10按下开关5的绿钮，旋动手柄Ⅱ－2，使胀形液压达到需要值（由胀形压力表Ⅰ－3显示）。

11在液压胀形接近“失稳”前，或其他实验产生裂纹前应缓慢加压。

达到试验最后状态后，按下操纵台开关1的红钮，再按下开关4的红钮，系统全部卸压。

12按下操纵台上开关6的绿钮，压边及中心活塞回程，凹模座与模筒齿凸亦应脱离，旋动模座手柄，使凹、凸对正，再按下开关6的红钮。

13按下操作台上开关2的绿钮，将模座提起，用手将其推开，取下试件。

14试验结束时，应将一个试件垫在模具中，再将凹模座放入，盖上防尘挡油罩，关掉电源。

八、操作中的几点说明1压力继电器Ⅱ－3的调整手柄一般情况下不调动，当压边液压达到0.3～0.8Mpa时。

压力表Ⅰ－2上方的大的红指示灯亮时，表示此手柄位置适宜，并由锁紧螺母锁紧。

2压边调压阀Ⅱ－4用来调定压边的液压，可以根据试验要求选定。

3停机时间较长时，模具的Ⅰ腔和Ⅱ腔中可能进入空气。

需反复升压几次，排除其间的空气。

4进行液压胀形时，需把中心的螺钉拧松2~4圈。

在进行其它试验时，要把该螺钉拧紧，在放上其它相应的实验模具。

5胀形压力和胀形速度可用两种方法调整。

一是电液控制器的输出电流调到0.6A以上，然后用手柄Ⅱ按所需压力和速度进行调整。

或是将电流调到0.4～0.5之间，使调速阀对速度有节制作用，再用手柄Ⅱ调整。

二是将电液控制器的电流调到零位，将手柄Ⅱ旋到关死位置，再调电液控制器的电流来控制升压速度。

6冲压力算式：P冲＝P2F式中P2为Ⅱ腔的液压，MPa；F为中心活塞下部的面积，F＝95 cm2压边力算式：P压＝P1S1 + P2S2P1－压边（即Ⅰ腔）液压，MPa；P2－涨形（即Ⅱ腔）液压，MPaS1－压边活塞大环形面积，S1=336 cm2，见图１Ⅰ腔加粗线S2－胀形油腔压边活塞小环形面积，S2=59 cm2见图１Ⅱ腔加粗线材料材料代号液压MPa 压边力KN不锈钢1Cr18Ni9Ti 8 316合金钢30CrMnSi 7 276优碳素钢20 6 237优碳素钢10 5 197优碳素钢08 4 158硬铝LY-12M 1.5 59实验项目名称：冲杯实验 实验项目性质：普通实验所属课程名称：金属冲压工艺及模具 实验计划学时：2一、实验目的确定金属薄板拉深成形的极限拉深比（LDR ）。