工艺技术_冲压工艺知识概述

冲压工艺知识冲压工艺知识 -技术部-技术部 冲压工艺知识冲压工艺知识 -技术部-技术部 主讲人：陆学山主讲人：陆学山 一、冲压件常用材料 二、冲压生产流程 三、冲压工艺要求 一、冲压件常用材料 二、冲压生产流程 三、冲压工艺要求 冲裁冲裁 成形成形 弯曲成形弯曲成形 拉深成形拉深成形 四、冲压其它问题四、冲压其它问题 目录目录 一、冲压件常用材料 1、冲压常用材料种类、冲压常用材料种类 各种金属如低碳钢板、铜板、铝板等及其合金； 非金属材料如塑料板、橡胶、纸板、毛毡、胶板、云母片等； 坯料如棒材、管材、型材等。 2、冲压件对材料的一般要求、冲压件对材料的一般要求 材料应具有良好的剪切性能； 厚度均匀一致； 硬度在普通材料中等以下（低碳钢为佳，不超过45钢）； 对于成型件，具有良好的塑性； 具有一定的强度和钢度，已保证剪切效果、送料、定位方便等。 一、冲压件常用材料 3、冲压常用材料、冲压常用材料 优质碳素结构钢：08、08F、08Al、10、20； 碳素结构钢：Q195、Q235A； 市场上常用钢板：宝钢等产日标SPCC、SPCD、SPCE， 德标 St12、St13、St14。 国标Q235A(热轧板常用，4mm以下冷轧板不常用） 4、祥瑞常用材料、祥瑞常用材料 冷轧钢板SPCC 厚度为0.8mm、1mm、1.2mm、1.5mm、2.0mm、2.5mm、3mm 热轧钢板Q235A 厚度为4mm、6mm、8mm 铝板3003 厚度为1.0mm、1.2mm、1.5mm、2.0mm、3.0mm、4.0mm、5.0mm 铝板3003/4343 厚度为0.5mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.5mm 铝板4343/3003/4343 厚度为1.0mm、1.2mm、1.5mm、3.0mm 铝板4045/3003/4045 厚度为1.0mm、1.2mm、1.5mm 铝型材G77、6063、K70A 一、冲压件常用材料 5、 冷轧钢板各种标准的对应关系冷轧钢板各种标准的对应关系 类别特点 日标 类别特点 日标 JISG3141 德标德标 ENI1623 宝钢企标宝钢企标 Q/BQB402 Q/BQB403 国标国标 GB/T13237 一般用冲压 （CQ） 具有足够的塑性，适用于一 般成型、弯曲或焊接加工 SPCCSt12SPCC St12 08AL 冲压用 （DQ） 具有比CQ级更大的塑性，适 用于冲压成型及复杂形变的 零部件 SPCDSt13SPCD St13 08AL S、Z 级 深冲压用 （DDQ） 具有比DQ级更大的塑性，适 用制造深冲压成型及复杂形 变的零部件 SPCESt14SPCE St14 - 二、冲压生产流程 1、 一般冲压件生产流程一般冲压件生产流程 领料领料下料下料 落料冲孔落料冲孔 折弯折弯/成形成形 落料落料冲孔冲孔 点焊点焊检验检验 电泳电泳检验检验入库入库 三、冲压工艺要求 1、 冲裁冲裁 1.1 定义 冲裁广义讲是分离工序的总称，分离工序又可分为落料、冲孔、切断、 修边等； 1.2 冲裁过程变形分析 三、冲压工艺要求 三、冲压工艺要求 1.3 冲裁剪切面的结构组成 冲裁件剪切形变复杂，加上凹凸模存在间隙等影响，剪切面会存在毛刺、塌角现象 剪切面组成：光亮带、撕裂带、毛刺组成，毛刺的反面不可避免存在塌角 三、冲压工艺要求 三、冲压工艺要求 1.4 冲裁设计工艺要求 冲裁件最小圆角半径 冲裁件的清角（包括直角、尖角、钝角），应适当安排圆角过渡，以利于冲裁质 量和模具寿命 类别最小圆弧半径祥瑞推荐圆弧半径类别最小圆弧半径祥瑞推荐圆弧半径 软钢、黄铜 0.5t t1 ，R0.5 t1 ，R=t 铝板、紫铜 0.35t t1 ，R0.5 t1， R=t 三、冲压工艺要求 冲裁件凹槽与“悬臂”尺寸 冲裁件设计应避免窄而长的凹槽和悬臂，以保证模具强度和模具寿命 设计避免宽度设计避免宽度b过小，必须使过小，必须使b2t 设计遵循一定的长宽比，设计遵循一定的长宽比， L5b 三、冲压工艺要求 最小冲孔直径 冲孔尺寸不易过小，否则冲孔模具会损坏或折断 类别 圆形 类别 圆形d (理论尺寸理论尺寸) 方形方形d (理论尺寸理论尺寸) 软钢 黄铜 d1.0t d0.9t 铝板 紫铜 d0.8t d0.7t 祥瑞推荐祥瑞推荐 d d2.0t d1.5t 三、冲压工艺要求 孔间距与孔边距 孔间距与孔边距不易过小，否则孔形或边缘将会产生变形，另外影响复合模的强 度 必须使必须使b2t且不得小于且不得小于34mm 三、冲压工艺要求 1.5 冲裁件尺寸精度 一般冲裁件尺寸精度可以达到IT10IT12级 高精度可以达到IT8IT10级 1.6 冲裁件毛刺高度 由于冲件真正剪切面一般为材料厚度1/31/5,其余部分因撕裂而分离， 毛刺产生不可避免。 普通冲裁毛刺高度极限值 软钢0.130.18 铝板0.170.25 0.26 0.37 料厚0.71.01.01.61.62.52.54.0 0.37 0.54 注：详见JB/T4129标准 三、冲压工艺要求 2、 成形成形 2.1 定义 成形是依靠材料流动而不依靠材料分离使工序件改变形状和尺寸的冲 压工序的统称，成形工序包括弯曲成形、拉深成形、翻边等； 2.2 弯曲将板料、型材、管材或棒料等按设计要求弯成一定的角度和一定 的曲率，形成所需形状零件的冲压工序。 折弯过程折弯过程 弹性变形阶段弹性变形阶段 塑形变形阶段塑形变形阶段 三、冲压工艺要求 折弯变形分析折弯变形分析 折弯前折弯前 折弯后折弯后 三、冲压工艺要求 弯曲成形典型零件弯曲成形典型零件 三、冲压工艺要求 弯曲件的弯曲方法弯曲件的弯曲方法 模具压弯 折弯 滚弯 拉弯 模具压弯 折弯 滚弯 拉弯 三、冲压工艺要求 典型弯曲件的工艺安排典型弯曲件的工艺安排 一次弯曲 二次弯曲 一次弯曲 二次弯曲 第一次弯曲 第二次弯曲 第一次弯曲 第二次弯曲 三、冲压工艺要求 弯曲件的回弹现象 塑性弯曲时伴随有弹性变形，当外载荷 去除后，塑性变形保留下来，而弹性变形会 完全消失，使弯曲件的形状和尺寸发生变化 而与模具尺寸不一致，这种现象叫 弯曲件的回弹现象 塑性弯曲时伴随有弹性变形，当外载荷 去除后，塑性变形保留下来，而弹性变形会 完全消失，使弯曲件的形状和尺寸发生变化 而与模具尺寸不一致，这种现象叫回弹回弹 曲率减小曲率减小 弯曲中心角减小弯曲中心角减小 1、弯曲回弹的表现形式：1、弯曲回弹的表现形式： 2、影响回弹的因素 2、影响回弹的因素 材料的硬度、弹性越大（材料的硬度、弹性越大（/E大)，回弹越大/E大)，回弹越大 相对弯曲半径越大r/t，回弹越大相对弯曲半径越大r/t，回弹越大 在弯曲U形件时，凸、凹模之间的间隙在弯曲U形件时，凸、凹模之间的间隙 对回弹有较大的影响。间隙越大，回弹角也就越大对回弹有较大的影响。间隙越大，回弹角也就越大 三、冲压工艺要求 2.3 弯曲件设计工艺要求 折弯部位圆角 折弯半径不易过大也不易过小，过大时，受到回弹的影响，弯曲件的精度不 易保证， 过大时，受到回弹的影响，弯曲件的精度不 易保证，弯曲件的弯曲半径弯曲件的弯曲半径也不宜小于最小弯曲半径，否则产生裂纹；也不宜小于最小弯曲半径，否则产生裂纹； 类别最小折弯半径类别最小折弯半径 软钢 0.5t 铝板 0.3t 三、冲压工艺要求 弯曲件直边高度弯曲件直边高度 弯曲件的直边高度不宜过小， 其值应为 h 弯曲件的直边高度不宜过小， 其值应为 hr+2tr+2t 三、冲压工艺要求 连续折弯边高度 连续折弯边高度 弯曲件的折边高度不宜过高，过高易 在图示折弯处变形, h=r+2t即可， 弯曲件的折边高度不宜过高，过高易 在图示折弯处变形, h=r+2t即可， 折边hr+2t利于第二道折弯，建议折边hr+2t利于第二道折弯，建议 r+tr+thr+2t，尺寸标注为参考尺寸hr+2t，尺寸标注为参考尺寸 折弯处折弯处 第二道折弯第二道折弯 第一道折弯第一道折弯 三、冲压工艺要求 连续折弯边拐弯处材料挤压和拉伸，变形区 不规则，此处尺寸不需检测， 或设为参考尺寸 连续折弯边拐弯处材料挤压和拉伸，变形区 不规则，此处尺寸不需检测， 或设为参考尺寸 三、冲压工艺要求 弯曲件孔边距离 弯曲件孔边距离 当t2mm时，lt 当t2mm时，lt 当t2mm时,l2t当t2mm时,l2t 三、冲压工艺要求 弯曲件的形状 一般要求弯曲件 弯曲件的形状 一般要求弯曲件形状对称，弯曲半径左右一致形状对称，弯曲半径左右一致，则弯曲时坯料受力平衡而无 滑动。 ，则弯曲时坯料受力平衡而无 滑动。 三、冲压工艺要求 弯曲件设计如果无法保证左右对称时，需要增加弯曲件设计如果无法保证左右对称时，需要增加工艺孔定位，工艺孔定位，以防滑动 以防滑动 三、冲压工艺要求 防止弯曲根部裂纹的工件结构 防止弯曲根部裂纹的工件结构 在局部弯曲某一段边缘时， 为避免弯曲根部撕裂，使其退出弯曲线之外，即b 在局部弯曲某一段边缘时， 为避免弯曲根部撕裂，使其退出弯曲线之外，即br， 或在弯曲部分与不弯曲部分之间切槽， 或在弯曲前冲出工艺孔 r， 或在弯曲部分与不弯曲部分之间切槽， 或在弯曲前冲出工艺孔 三、冲压工艺要求 三、冲压工艺要求 2.4 定义 拉深拉深：又称拉延，是利用拉深模在压力机的压力作用下，将平板坯料 制成 ：又称拉延，是利用拉深模在压力机的压力作用下，将平板坯料 制成开口空心零件开口空心零件的加工方法。的加工方法。 它是冲压基本工序之一。可以加工旋转体零件，还可加工盒形零件及 其它形状复杂的薄壁零件。 它是冲压基本工序之一。可以加工旋转体零件，还可加工盒形零件及 其它形状复杂的薄壁零件。 2.5 拉深过程拉深过程 凸缘拉伸凸缘拉伸 平板圆形坯料的凸缘平板圆形坯料的凸缘弯曲绕过凹模圆 角，然后拉直 弯曲绕过凹模圆 角，然后拉直形成竖直筒壁。形成竖直筒壁。 变形区变形区凸缘 已变形区 凸缘 已变形区筒壁 不变形区 筒壁 不变形区底部 底部和筒壁为传力区 底部 底部和筒壁为传力区 三、冲压工艺要求 深拉深过程深拉深过程 三、冲压工艺要求 拉深件类型拉深件类型 a）轴对称旋转体拉深件 a）轴对称旋转体拉深件 b)盒形件 c)不对称拉深件 b)盒形件 c)不对称拉深件 三、冲压工艺要求 拉深过程中的拉深过程中的质量问题质量问题 主要是凸缘变形区的起皱和筒壁传力区的拉裂。 主要是凸缘变形区的起皱和筒壁传力区的拉裂。 凸缘区起皱凸缘区起皱：由于切向压应力引起板料失去稳定而产生弯曲；：由于切向压应力引起板料失去稳定而产生弯曲； 传力区拉裂传力区拉裂：由于拉应力超过抗拉强度引起板料断裂。：由于拉应力超过抗拉强度引起板料断裂。 三、冲压工艺要求 三、冲压工艺要求 2.6 拉深设计工艺要求 拉深底角半径 当拉深冲头下降时，材料在冲头肩半径处，受到拉深力、压缩力、弯曲力作 用，如果半径越大，所受力会趋缓和，但一般情况必须半径r8t,否则桶底会 发生皱纹、破裂。 祥瑞拉深件料厚0.62.5，推荐r=36 三、冲压工艺要求 拉深边角圆弧 半径越大，变形会趋平稳，边角不可以为清角 三、冲压工艺要求 内孔翻边工艺计算内孔翻边工艺计算 预冲孔直径d预冲孔直径d )72. 043. 0(2trHDd 竖边高度H竖边高度H tr dD H72.043.0 2 四、冲压其它问题 1.1 产品浸塑产品浸塑 电镀产品不能浸塑（高温浸塑造成电镀层脱落）电镀产品不能浸塑（高温浸塑造成电镀层脱落） 浸塑厚度在浸塑厚度在0.6至至1.2之间之间 标注浸塑前尺寸标注浸塑前尺寸 浸塑位置平行标注浸塑位置平行标注 四、冲压其它问题 1.2 产品电镀产品电镀 因南京环保要求高，南京地区已没有电镀厂，产品电镀周期太长，影响交付， 以后新产品设计电镀需要改为电泳 因南京环保要求高，南京地区已没有电镀厂，产品电镀周期太长，影响交付， 以后新产品设计电镀需要改为电泳 电泳可以盐雾试验可以达到电镀要求电泳可以盐雾试验可以达到电镀要求 四、冲压其它问题 1.3 包边产品包边产品 包边加强筋 1、料厚1.0和1.5加强筋统一为0.3mm,分别为1.3(-0.1、+0.2） 和1.8（-0.1、+0.2） 2、加强筋到两端圆弧中心距统一为20mm 包边加强筋 1、料厚1.0和1.5加强筋统一为0.3mm,分别为1.3(-0.1、+0.2） 和1.8（-0.1、+0.2） 2、加强筋到两端圆弧中心距统一为20mm 两端折弯 1、两端折弯高度统一为5(+、-1) 两端折弯 1、两端折弯高度统一为5(+、-1) 四、冲压其它问题 1.4 管夹类产品产品 产品料厚控制在产品料厚控制在1mm以下（强度不够可以翻边）以下（强度不够可以翻边） 产品需开口供货、开口尺寸设为参考尺寸产品需开口供货、开口尺寸设为参考尺寸 加强筋不能离孔太近（容易把孔拉变形）加强筋不能离孔太近（容易把孔拉变形） 非装配、等尺寸公差一定要放大非装配、等尺寸公差一定要放大 标注尺寸为钣金件尺寸，而不能标注橡胶件或浸塑尺寸标注尺寸为钣金件尺寸，而不能标注橡胶件或浸塑尺寸 橡胶件尺寸定位尺寸要设为参考尺寸橡胶件尺寸定位尺寸要设为参考尺寸 四、冲压其它问题 1.5 型材类产品产品 此处倒圆角不