第八章 板料的冲压工艺

1、1 板料冲压：板料冲压：是利用装在是利用装在冲床冲床上的上的冲模冲模对金属板料对金属板料加压，使之产生加压，使之产生变形变形或或分离分离，从而获得零件或毛坯，从而获得零件或毛坯的加工方法。的加工方法。 板料冲压通常在室温下进行，故又称板料冲压通常在室温下进行，故又称冷冲压冷冲压。 当板料厚度超过当板料厚度超过8 10 mm 时，需采用时，需采用热冲压热冲压。第八章第八章 板料的冲压工艺板料的冲压工艺23板料冲压的特点：板料冲压的特点：1 1）在常温下加工，金属板料必须）在常温下加工，金属板料必须具有足够的塑性和较低的变形抗力具有足够的塑性和较低的变形抗力。 2 2）金属板料经）金属板料经冷变形

2、强化冷变形强化，获得一定的几何形状后，结构轻巧，重，获得一定的几何形状后，结构轻巧，重量轻，量轻，强度和刚度较高强度和刚度较高。 3 3）冲压件尺寸精度高，质量稳定，互换性好，一般）冲压件尺寸精度高，质量稳定，互换性好，一般不需机械加工即不需机械加工即可作零件使用可作零件使用，节省原材料。，节省原材料。4 4）冲压生产操作简单，生产率高，）冲压生产操作简单，生产率高，便于实现机械化和自动化便于实现机械化和自动化。 5 5）可以冲压形状）可以冲压形状复杂的零件复杂的零件，废料少。，废料少。6 6）冲压模具结构复杂，精度要求高，制造费用高，）冲压模具结构复杂，精度要求高，制造费用高，只适用于大批量

3、只适用于大批量生产生产。4板料冲压所用原材料特点：板料冲压所用原材料特点：特别是制造特别是制造中空杯状中空杯状和和钩环状钩环状等成品时，必须具有等成品时，必须具有足够的塑性足够的塑性。常用金属材料常用金属材料低碳钢、铜合金、铝合金、镁合低碳钢、铜合金、铝合金、镁合金及塑性高的合金钢等。金及塑性高的合金钢等。常用设备常用设备剪床、冲床剪床、冲床l 剪床剪床用来把板料剪切成用来把板料剪切成一定宽度的条料一定宽度的条料，以供下一，以供下一步的冲压工序用。步的冲压工序用。l 冲床冲床用来实现用来实现冲压工序冲压工序，以制成所需形状和尺寸的，以制成所需形状和尺寸的成品零件，冲床的最大吨位已达成品零件，冲

4、床的最大吨位已达40000 kn。冲床冲床5板料冲压的基本工序板料冲压的基本工序 板料冲压的板料冲压的基本工序基本工序按按变形性质变形性质可分为可分为分离分离工序工序和和变形变形( (成形）工序成形）工序两大类两大类。6第八章第八章 板料的冲压工艺板料的冲压工艺第一节第一节 分离工序分离工序第二节第二节 变形工序变形工序第三节第三节 冲模的分类和构造冲模的分类和构造第四节第四节 冲压工艺过程的制定冲压工艺过程的制定7第一节第一节 分离工序分离工序分离工序分离工序是使坯料的是使坯料的一部分与另一部分一部分与另一部分相互相互分离分离的工序。如的工序。如落料、冲孔、切断、精冲落料、冲孔、切断、精冲等

5、。等。一、一、 落料及冲孔落料及冲孔 p落料落料是被分离的部分为是被分离的部分为成品成品，而周边是，而周边是废料废料；p冲孔冲孔是被分离的部分为是被分离的部分为废料废料，而周边是而周边是成品成品; ;落料及冲孔落料及冲孔（统称冲裁）是使坯料按（统称冲裁）是使坯料按封闭封闭轮廓轮廓分离的工序。分离的工序。851511. 1. 冲裁变形过程冲裁变形过程冲裁件质量、冲裁模结构与冲裁时板料变形过程关系密切冲裁件质量、冲裁模结构与冲裁时板料变形过程关系密切 板料的冲裁示意图板料的冲裁示意图9图8-1 冲裁时板料的变形过程 （1 1）冲裁变形过程的三个阶段）冲裁变形过程的三个阶段（1）弹性变形阶段（图）弹

6、性变形阶段（图8-1）冲头接触板料后，继续向下冲头接触板料后，继续向下运动的初始阶段，使运动的初始阶段，使板料产板料产生生弹性压缩弹性压缩、拉伸拉伸与与弯曲弯曲等等变形变形。此时，此时，凸模下的材料略有弯凸模下的材料略有弯曲，凹模上的材料则向上翘曲，凹模上的材料则向上翘，间隙间隙弯曲、上翘弯曲、上翘1 凹模凹模 2 板材板材 3 凸模凸模10冲头继续压入，冲头继续压入，应力值应力值屈服极限屈服极限塑性变形塑性变形，变形变形达一定程度时达一定程度时，位于凸、凹模刃口处的材料，位于凸、凹模刃口处的材料硬化加剧硬化加剧出现微裂纹出现微裂纹；塑性变形阶段结束。；塑性变形阶段结束。（2）塑性变形阶段）塑

7、性变形阶段冲头继续压入，已冲头继续压入，已形成的形成的上、下微裂纹上、下微裂纹扩大扩大向内扩展向内扩展，上、下裂纹相遇上、下裂纹相遇重合重合时，时，材料被剪断分离材料被剪断分离。（3）断裂分离阶段）断裂分离阶段11（2）冲裁件切断面上的区域特征）冲裁件切断面上的区域特征冲裁件的断面有三个特征区，即圆角带、光亮带和断裂带冲裁件的断面有三个特征区，即圆角带、光亮带和断裂带 蹋角（圆角）带：蹋角（圆角）带：刃口附近材料被弯曲和拉伸的结果。刃口附近材料被弯曲和拉伸的结果。冲裁变形过程冲裁变形过程.swf12 光亮带：光亮带：塑性变形过程中塑性变形过程中凸模（或凹模）挤压切入材料，使其凸模（或凹模）挤压

8、切入材料，使其受到剪切和挤压应力的作用而形成。表面光滑，受到剪切和挤压应力的作用而形成。表面光滑，断面质量最好断面质量最好。 剪裂（断裂）带：剪裂（断裂）带：由于由于刃口处的微裂纹刃口处的微裂纹在在拉应力拉应力作用下不断扩作用下不断扩展断裂而形成。表面粗糙，略带斜度。展断裂而形成。表面粗糙，略带斜度。 毛刺：毛刺：微裂纹出现时产生微裂纹出现时产生, ,冲头继续下行时被拉长。冲头继续下行时被拉长。13冲裁件分离面质量的影响因素：冲裁件的断面情况冲裁件的断面情况凸凹模间隙凸凹模间隙刃口锋利程度刃口锋利程度模具结构模具结构材料性能材料性能板料厚度板料厚度142. 冲裁凸凹模间隙冲裁凸凹模间隙5252

9、 冲裁间隙是指冲裁冲裁间隙是指冲裁凸模与凹模之间工作部分的尺寸之差凸模与凹模之间工作部分的尺寸之差，如，如图所示，即：图所示，即： z = d凹凹d凸凸 冲裁间隙不仅对冲裁间隙不仅对冲裁件冲裁件的的质量质量起决定性的作用，而且直起决定性的作用，而且直接影响接影响模具模具的的使用寿命使用寿命。图 冲裁间隙15（1）间隙过小）间隙过小 间隙过小间隙过小上、下裂纹上、下裂纹向外错开向外错开中间材料被二次剪切中间材料被二次剪切第二个光第二个光亮带亮带，且材料与凸、凹模之间的摩擦力增加且材料与凸、凹模之间的摩擦力增加冲裁力、卸料力、推件冲裁力、卸料力、推件力力，凹凸模磨损加剧凹凸模磨损加剧模具寿命模具寿

10、命间隙过大间隙过大拉伸变形增加，拉伸变形增加，上、下裂上、下裂纹纹向内错开向内错开，光亮带减小，圆角带光亮带减小，圆角带与锥度增大与锥度增大厚大的厚大的拉长毛刺拉长毛刺，冲冲裁的翘曲现象严重裁的翘曲现象严重。p 对于批量较大而公差又无特殊要求对于批量较大而公差又无特殊要求的冲裁件的冲裁件采用采用“大间隙大间隙”冲裁，冲裁，提高模具寿命。提高模具寿命。（2）间隙过大）间隙过大16间隙合适间隙合适上、下上、下裂纹重合一线裂纹重合一线，冲裁力、卸料力、推件，冲裁力、卸料力、推件力适中，力适中，模具寿命足够模具寿命足够，零件尺寸几乎与模具一样零件尺寸几乎与模具一样。 （3）间隙合适）间隙合适l 较小的

11、间隙较小的间隙有利于有利于提高冲裁件的质量提高冲裁件的质量。l 较大的间隙较大的间隙则有利于则有利于提高模具的寿命提高模具的寿命。l 间隙合理间隙合理模具有足够长的寿命，零件的模具有足够长的寿命，零件的尺寸几乎与模具一致。尺寸几乎与模具一致。冲裁模合理间隙值见表冲裁模合理间隙值见表8-1173凸凹模刃口尺寸的确定凸凹模刃口尺寸的确定 凸模和凹模刃口的尺寸取决于凸模和凹模刃口的尺寸取决于冲裁件尺寸冲裁件尺寸和和冲模间隙冲模间隙，因此因此必须正确决定冲模刃口尺寸。必须正确决定冲模刃口尺寸。 设计落料模时：设计落料模时：先按先按落料件落料件确定凹模刃口尺寸确定凹模刃口尺寸。取取凹模作设计基准凹模作设

12、计基准件，然后根据件，然后根据间隙间隙确定凸模确定凸模尺寸，即用尺寸，即用缩小凸模刃口尺寸缩小凸模刃口尺寸来保证间隙值。来保证间隙值。设计冲孔模时：设计冲孔模时：先按先按冲孔件冲孔件确定凸模刃口尺寸确定凸模刃口尺寸。 取取凸模作设计基准件凸模作设计基准件，然后根据，然后根据间隙确定凹模尺寸，间隙确定凹模尺寸，即用即用扩大凹模刃口尺寸扩大凹模刃口尺寸来保证间隙值。来保证间隙值。 183凸凹模刃口尺寸的确定凸凹模刃口尺寸的确定 冲模在工作过程中的磨损：冲模在工作过程中的磨损： 落料件尺寸落料件尺寸会随凹模刃口的磨损而会随凹模刃口的磨损而增大增大； 冲孔件尺寸冲孔件尺寸则随凸模的磨损而则随凸模的磨损

13、而减小减小。为了保证零件的尺寸要求，并提高模具的使用寿命：为了保证零件的尺寸要求，并提高模具的使用寿命：l落料时落料时，凹模刃口的公称尺寸凹模刃口的公称尺寸应取应取工件尺寸最小尺寸工件尺寸最小尺寸；l冲孔时冲孔时，凸模刃口的公称尺寸凸模刃口的公称尺寸应取应取工件尺寸最大尺寸工件尺寸最大尺寸。 p凸凹模刃口凸凹模刃口公称尺寸公称尺寸的确定的确定194. 冲裁力的计算冲裁力的计算5454p冲裁时冲裁时材料材料对模具的最大抗力对模具的最大抗力称为称为冲裁力。冲裁力。p冲裁力冲裁力是是选择压力机选择压力机的主要依据，也是的主要依据，也是设计模具设计模具所必须的依据。所必须的依据。p冲裁力大小冲裁力大小

14、与与板料的材质板料的材质、厚度厚度及及冲裁件周边的长度冲裁件周边的长度有关。有关。l普通平刃口冲裁模冲裁力的计算方法如下：普通平刃口冲裁模冲裁力的计算方法如下： p=kl式中式中 p冲裁力，冲裁力，n； l冲裁件周长，冲裁件周长，mm； 板料厚度，板料厚度，mm； k安全系数，通常取安全系数，通常取1.3。 材料的抗剪强度，材料的抗剪强度，mpa；查手册或；查手册或 = 0.8 b 205555特点：特点：l材料利用率很高；材料利用率很高；l尺寸不够准确；尺寸不够准确；适用于适用于对落料件品质要求不高对落料件品质要求不高的场合。的场合。图图8-4 同一落料件的四种排样方式同一落料件的四种排样方

15、式 5. 冲裁件的排样冲裁件的排样 排样：排样：是指落料件在条料，带料或板料上合理布置的方法。是指落料件在条料，带料或板料上合理布置的方法。排样合理则废料最少，材料利用率最大。排样合理则废料最少，材料利用率最大。落料件的排样有两种类型：落料件的排样有两种类型：无搭边排样：无搭边排样：用落料件的一个边作为另一个落料件的边。图用落料件的一个边作为另一个落料件的边。图d2122特点：特点：l毛刺小，而且在同一个平面上；毛刺小，而且在同一个平面上；l落料件尺寸准确，品质较高；落料件尺寸准确，品质较高；l但材料消耗多。但材料消耗多。有搭边排样：有搭边排样：各落料件之间均留有一定尺寸的搭边。各落料件之间均

16、留有一定尺寸的搭边。图图8-4 同一落料件的四种排样方式同一落料件的四种排样方式23二、修整二、修整 修整修整是利用修整模沿冲裁件外缘或内孔刮削一薄层金属，以切掉是利用修整模沿冲裁件外缘或内孔刮削一薄层金属，以切掉冲裁件上的剪裂带和毛刺冲裁件上的剪裂带和毛刺，从而，从而提高冲裁件的尺寸精度提高冲裁件的尺寸精度( (it6it7) )，降低表面粗糙度值降低表面粗糙度值( (ra0.81.6m) )。 修整冲裁件的外形称修整冲裁件的外形称外缘修整外缘修整，修整冲裁件的内孔称，修整冲裁件的内孔称内孔修整内孔修整。修整的机理：修整的机理：与与冲裁完全冲裁完全不同，不同，而与而与切削加工切削加工相似。相

17、似。24 对于大间隙冲裁件：对于大间隙冲裁件：单边修整量一般为板料厚度的单边修整量一般为板料厚度的10； 对于小间隙冲裁件：对于小间隙冲裁件：单边修整量在板料厚度的单边修整量在板料厚度的8以下。以下。 当冲裁件的修整总量大于一次修整量时，或板料厚度大于当冲裁件的修整总量大于一次修整量时，或板料厚度大于3 mm时，均需多次修整。时，均需多次修整。 外缘修整模的凸凹模间隙，单边取外缘修整模的凸凹模间隙，单边取0.0010.01 mm。也可以。也可以采用负间隙修整，即凸模刃口尺寸大于凹模刃口尺寸的修整工采用负间隙修整，即凸模刃口尺寸大于凹模刃口尺寸的修整工艺。艺。25三、精密冲裁三、精密冲裁精密冲裁

18、精密冲裁 是指通过一次冲压行程即可获得低表面粗糙度和是指通过一次冲压行程即可获得低表面粗糙度和高精度的冲裁零件的工艺方法。高精度的冲裁零件的工艺方法。 精密冲裁是利用精密冲裁是利用小间隙的凸、凹模小间隙的凸、凹模获得获得纯剪切塑性变形纯剪切塑性变形，避免出现避免出现撕裂撕裂现象的原理，从而获得既不带锥度又表面光洁的现象的原理，从而获得既不带锥度又表面光洁的冲裁件冲裁件。 一般冲裁：一般冲裁：精度为精度为it10it11，ra：12.53.2； 精密冲裁：精密冲裁：it8it9，ra：3.20.20。图8-6 精冲原理示意图 (a)(a)带齿圈压板精冲法带齿圈压板精冲法 (b)(b)精冲时坯料变

19、形区受力情况精冲时坯料变形区受力情况 (c)(c)普通冲裁的法普通冲裁的法1 1凸模；凸模；2 2齿圈压板；齿圈压板；3 3板料；板料；4 4顶板；顶板；5 5凹模凹模精冲的工作原理精冲的工作原理： 精冲时，齿圈压板精冲时，齿圈压板2将板料将板料3压紧在凹模压紧在凹模5表面，表面，v形齿压入材料，形齿压入材料，使坯料径向受到压缩，当凸模下压时，板料处于凸模使坯料径向受到压缩，当凸模下压时，板料处于凸模1的下压力、的下压力、齿圈压板齿圈压板2的压边力及顶板的压边力及顶板4的反压力的共同作用下，此外由于的反压力的共同作用下，此外由于凸、凸、凹模的间隙很小，凹模的间隙很小，坯料处于强烈的三向压应力状

20、态，坯料处于强烈的三向压应力状态，提高了材料的提高了材料的塑性，抑制了剪切过程中裂纹的产生，使塑性，抑制了剪切过程中裂纹的产生，使冲裁过程以接近于纯剪切冲裁过程以接近于纯剪切的变形的变形方式进行。方式进行。 27 材料分离形式材料分离形式：纯塑性剪切变形。纯塑性剪切变形。 断面质量断面质量：全是光亮带。全是光亮带。 间隙及刀口形式：间隙及刀口形式：精冲精冲凸、凹模间隙要比普通冲模小的多凸、凹模间隙要比普通冲模小的多；凸、凹模的凸、凹模的刃口刃口也不一定做成很锋利，而有时须做成也不一定做成很锋利，而有时须做成圆弧及圆角圆弧及圆角形式。形式。 精冲的工件极限尺寸较小精冲的工件极限尺寸较小，可冲裁，

21、可冲裁宽度或孔径小于料厚的宽度或孔径小于料厚的0.50.7mm 的工件。的工件。对原材料要求须有对原材料要求须有良好的塑性。良好的塑性。 使用模具使用模具设备比设备比普通冲裁普通冲裁复杂，复杂，使用自动及精冲专用设备；或在使用自动及精冲专用设备；或在普通冲床上使用精冲模。普通冲床上使用精冲模。 成本低。成本低。对同一精度冲裁件精冲提高了效率对同一精度冲裁件精冲提高了效率(普通冲裁需加整修工普通冲裁需加整修工序序)、节约工时、降低成本。、节约工时、降低成本。应用应用： 目前广泛用于一些精密的电子仪器、仪表、钟表及照相机零件的生产。目前广泛用于一些精密的电子仪器、仪表、钟表及照相机零件的生产。特点

22、特点:28塑性成形工序：塑性成形工序：指材料在指材料在不破裂的条件下不破裂的条件下产生塑性变产生塑性变形，从而获得一定形状、尺寸和精度要求的零件。形，从而获得一定形状、尺寸和精度要求的零件。基本工序：基本工序：拉深、弯曲、胀形、翻边等。拉深、弯曲、胀形、翻边等。第二节第二节 成形工序成形工序29第二节第二节 成形工序成形工序 将一定形状的将一定形状的平板毛坯平板毛坯通过通过拉深模拉深模冲压成各种形状的冲压成各种形状的开口开口空心件空心件；或以；或以开口空心件为毛开口空心件为毛坯坯通过拉深，进一步使空心件通过拉深，进一步使空心件改变形状和尺寸的改变形状和尺寸的冷冲压加工冷冲压加工方法方法。 一、

23、一、 拉深拉深 采用拉深方法可生产筒形、采用拉深方法可生产筒形、阶梯型、锥形、球形、方盒形及阶梯型、锥形、球形、方盒形及其他不规则形状的薄壁零件。其他不规则形状的薄壁零件。 因此，拉深工艺在汽车、拖拉因此，拉深工艺在汽车、拖拉机、电器、仪表工业中得到广泛机、电器、仪表工业中得到广泛的应用。的应用。30 拉深过程如图拉深过程如图8-7示，其凸模和凹模有示，其凸模和凹模有一定的一定的圆角圆角，其，其间隙间隙一般稍一般稍大于板料厚度。大于板料厚度。拉深件的拉深件的底部一般不底部一般不变形，厚度基本不变。变形，厚度基本不变。直壁厚度有所减小。直壁厚度有所减小。图图8-7 拉深变形过程拉深变形过程1.

24、拉深变形过程及特点：拉深变形过程及特点：31 拉深变形具有以下特点拉深变形具有以下特点:变形区变形区是板料的是板料的凸缘部分，凸缘部分，其他部分是其他部分是传力区传力区。板料变形在板料变形在切向应力和径向拉应力切向应力和径向拉应力的作用下，产的作用下，产生生切向压缩和径向伸长的变形。切向压缩和径向伸长的变形。拉深时，金属材料产生拉深时，金属材料产生很大的很大的塑性流动塑性流动，板料直，板料直径越大，拉深后筒形直径越小，其变形程度越大。径越大，拉深后筒形直径越小，其变形程度越大。 p 由于应力的作用，拉深件的由于应力的作用，拉深件的壁厚壁厚在不同的部在不同的部位位有有减薄减薄或或增厚增厚的变化的

25、变化： 侧壁的上部增加最多侧壁的上部增加最多，靠近底部的圆角部位附靠近底部的圆角部位附近，壁厚最小近，壁厚最小，也是拉深过程中最容易破裂的部也是拉深过程中最容易破裂的部分。分。 同时环状变形区的切向压力很大，易使板料同时环状变形区的切向压力很大，易使板料出现皱折，应采取措施预防。出现皱折，应采取措施预防。32 拉深后，筒形件壁部拉深后，筒形件壁部的厚度与硬度的厚度与硬度都会发生变化。都会发生变化。 筒壁愈靠上，切向压缩愈大，壁部愈厚，变形量愈大，筒壁愈靠上，切向压缩愈大，壁部愈厚，变形量愈大，加工硬化现象严重，硬度愈高。加工硬化现象严重，硬度愈高。 筒壁的底部靠近圆角处，几乎没有切向压缩，变形

26、程度筒壁的底部靠近圆角处，几乎没有切向压缩，变形程度小，加工硬化现象小，材料的屈服点低，壁厚变薄。小，加工硬化现象小，材料的屈服点低，壁厚变薄。 （1） 拉裂拉裂2. 拉深中常见的废品及防止措施拉深中常见的废品及防止措施拉伸件最危险部位拉伸件最危险部位直壁与底部过渡圆角处直壁与底部过渡圆角处；拉应力拉应力材料强度极限时材料强度极限时拉裂拉裂 拉深时，极限变形程度就是以不拉裂为前提拉深时，极限变形程度就是以不拉裂为前提的。的。 图8-8 拉裂3334正确选择拉伸系数正确选择拉伸系数拉深件直径拉深件直径d与与坯料直径坯料直径d的的比值比值称为称为拉深系数，拉深系数，用用m表示，表示，即即m = d

27、/d。拉深系数不小于拉深系数不小于0.50.8。坯料的塑性差取上限值，塑性好。坯料的塑性差取上限值，塑性好取下限值。取下限值。 如果拉深系数过小，不能一次拉深成如果拉深系数过小，不能一次拉深成形时，则可采用多次拉深工艺。形时，则可采用多次拉深工艺。 第一次拉深系数第一次拉深系数 m1 = d1/d 第二次拉深系数第二次拉深系数 m2 = d2/d1 第第n次拉深系数次拉深系数 mn = dn/dn-1 总的拉深系数总的拉深系数 m = m1m2mn防止拉裂的措施是：防止拉裂的措施是：多次拉深多次拉深3536凸凹模的圆角半径为凸凹模的圆角半径为r，板料材质为钢，厚度为，板料材质为钢，厚度为 ，则

28、：，则： r凹凹=10 ， r凸凸=（0.61）r凹凹 若两个圆角半径过小，则容易拉裂。若两个圆角半径过小，则容易拉裂。合理设计拉深凸凹模的圆角半径合理设计拉深凸凹模的圆角半径合理设计凸凹模的间隙合理设计凸凹模的间隙一般取凸凹模的间隙为：一般取凸凹模的间隙为： z=(1.11.2) ，比冲裁模间隙大比冲裁模间隙大。l 间隙过小间隙过小，模具与拉深件间的摩擦力增大，容易拉裂工件，擦伤工件，模具与拉深件间的摩擦力增大，容易拉裂工件，擦伤工件表面，缩短模具寿命。表面，缩短模具寿命。l 间隙过大间隙过大，又容易使拉深起皱，影响拉深件的精度。，又容易使拉深起皱，影响拉深件的精度。注意润滑注意润滑 在凹模

29、与坯料的接触面上涂敷润滑剂，以利坯料向内滑动，减少在凹模与坯料的接触面上涂敷润滑剂，以利坯料向内滑动，减少摩擦，降低拉深件壁部的拉应力，减少模具磨损，防止拉裂。摩擦，降低拉深件壁部的拉应力，减少模具磨损，防止拉裂。375959（2 2）起皱）起皱 拉深时，拉深时，凸缘部分凸缘部分是拉深过程中的是拉深过程中的主要变形区主要变形区，而，而凸缘变形区的凸缘变形区的主要变形是切向压缩主要变形是切向压缩。 当切向压应力较大而板料又较薄时，当切向压应力较大而板料又较薄时，凸缘部分材料便会失去稳定凸缘部分材料便会失去稳定而在而在凸缘的整个周围产生波浪形的连续弯曲，这就是拉深时的起皱现凸缘的整个周围产生波浪形

30、的连续弯曲，这就是拉深时的起皱现象象。 为防止起皱，为防止起皱，实际生产中常实际生产中常采用压边圈来采用压边圈来提高拉深时允许的变形提高拉深时允许的变形程度，也可通过程度，也可通过增加毛坯的相对厚度增加毛坯的相对厚度或或拉深系数的拉深系数的途径来防止途径来防止 。图8-10 起皱的拉深件图8-11 有压边圈的拉深383. 板料尺寸及拉深力的确定板料尺寸及拉深力的确定p 板料尺寸板料尺寸按拉深前后按拉深前后表面积不变表面积不变的原则进行计算。的原则进行计算。 方法：方法： 1.1.把拉深件把拉深件划分成若干容易计算的部分划分成若干容易计算的部分，分别计算出其表，分别计算出其表面积。面积。 2.2

31、.各表面积之和即得所需板料的总表面积，再求出板料直各表面积之和即得所需板料的总表面积，再求出板料直径。径。p 拉伸力的确定：拉伸力的确定： 设备的吨位应比所需的拉伸力大。设备的吨位应比所需的拉伸力大。 对于圆筒件对于圆筒件，最大拉伸力按下式计算：，最大拉伸力按下式计算： fmax=3( b+ s)(d-d-r凹凹) 39p弯曲是将金属材料弯成一定的角度、曲率和形状工弯曲是将金属材料弯成一定的角度、曲率和形状工件的冲压工艺方法。件的冲压工艺方法。p弯曲所用的材料有弯曲所用的材料有板料、棒料、管材和型材板料、棒料、管材和型材。p弯曲可以在弯曲可以在压力机压力机上使用弯曲模压弯，也可在上使用弯曲模压

32、弯，也可在弯板弯板机、弯管机、滚弯机和拉弯机机、弯管机、滚弯机和拉弯机上进行。上进行。二、弯曲二、弯曲 40当当外侧的外侧的拉应力拉应力超过板料的超过板料的抗拉强度抗拉强度时，即会造成金属时，即会造成金属破裂破裂。l板料越厚板料越厚，内弯曲半径内弯曲半径r r越小越小，拉应力越大拉应力越大，越容易弯裂。越容易弯裂。为为防止弯裂防止弯裂，最小弯曲半径最小弯曲半径应为应为rmin=(0.25-1)(为金属板料的厚为金属板料的厚度度) )，材料塑性好，则弯曲半径可小些。材料塑性好，则弯曲半径可小些。弯曲时，板料弯曲部分的受力情况？弯曲时，板料弯曲部分的受力情况？ 弯曲过程中，板料弯曲部分的弯曲过程中

33、，板料弯曲部分的内侧受压缩内侧受压缩，而，而外层受拉伸外层受拉伸。41p弯曲时还应尽可能使弯曲时还应尽可能使弯曲线与板料纤维垂直弯曲线与板料纤维垂直。l若若弯曲线与纤维方向一致弯曲线与纤维方向一致，则，则容易产生破裂容易产生破裂。此时应增大弯曲半径。此时应增大弯曲半径。 回弹：回弹： 在弯曲结束后，由于弹性变形的在弯曲结束后，由于弹性变形的恢复，板料略微弹回一点，使被弯曲恢复，板料略微弹回一点，使被弯曲的角度增大，此现象称为的角度增大，此现象称为回弹回弹。 一般回弹角为一般回弹角为 010 。因此，在设计弯曲模时：因此，在设计弯曲模时：l必须使必须使模具的角度比成品件角度模具的角度比成品件角度

34、小一个回弹角小一个回弹角，以保证成品件的弯曲角度准确。，以保证成品件的弯曲角度准确。弯曲变形过程弯曲变形过程42三、其它冲压成型三、其它冲压成型1. 1. 胀形胀形 胀形主要用于胀形主要用于平板毛坯平板毛坯的的局局部胀形部胀形（或叫起伏成型），如压（或叫起伏成型），如压制凹坑，制凹坑，加强筋，加强筋，起伏形的花纹起伏形的花纹及标记等。及标记等。 另外，另外，管类毛坯的胀形管类毛坯的胀形（如（如波纹管）、波纹管）、平板毛坯的拉形平板毛坯的拉形等，等，均属胀形工艺。均属胀形工艺。胀形方法：胀形方法：一般分为一般分为刚性模具刚性模具胀形和胀形和软模软模胀胀形两种。形两种。 胀形时，毛坯胀形时，毛坯两

35、向拉应力状态两向拉应力状态，不会产生，不会产生失稳起皱现象失稳起皱现象零件表面光滑、质量好零件表面光滑、质量好431. 1. 胀形胀形图图8-14 用软凸模的胀形用软凸模的胀形 软模胀形软模胀形板料的变形比较均匀，容易保证零件的精度，便板料的变形比较均匀，容易保证零件的精度，便于成形复杂的空心零件，在生产中广泛采用。于成形复杂的空心零件，在生产中广泛采用。441凹模分瓣凸模凹模分瓣凸模3拉簧拉簧4锥形芯块锥形芯块图图8-15 用刚性凸模的胀形用刚性凸模的胀形45原理原理 胀形是利用压力将直径较小的筒形零件或锥形零件胀形是利用压力将直径较小的筒形零件或锥形零件由内向外膨胀成为直径较大的凸出曲面零

36、件，或者在板材由内向外膨胀成为直径较大的凸出曲面零件，或者在板材上形成刚性的筋条的一种塑性成形工艺方法。上形成刚性的筋条的一种塑性成形工艺方法。46胀形工艺特点胀形工艺特点 局部塑性变形；局部塑性变形；材料不向变形区外转移，也不从变形区外进入材料不向变形区外转移，也不从变形区外进入变形区内。变形区内。 零件变形区内的材料，处于两相受拉的应力状态，零件变形区内的材料，处于两相受拉的应力状态，膨胀时零件膨胀时零件一般要变薄。一般要变薄。 胀形极限变形程度，主要取决于材料塑性，胀形极限变形程度，主要取决于材料塑性，塑性越好，极限变塑性越好，极限变形程度越大。形程度越大。 胀形零件表面光洁，质量较好；

37、零件回弹现象小。胀形零件表面光洁，质量较好；零件回弹现象小。 胀形工艺主要用于胀形工艺主要用于圆柱形空心毛坯的胀形，圆柱形空心毛坯的胀形，如水壶嘴。管类毛坯如水壶嘴。管类毛坯的胀形的胀形( (如波纹管如波纹管) )也常用于平板毛坯的局部胀形也常用于平板毛坯的局部胀形( (如压制突起、凹如压制突起、凹坑、加强筋、花纹图案及标记等坑、加强筋、花纹图案及标记等) )。应用应用474849502、翻边、翻边 l 圆孔翻边的圆孔翻边的主要变形主要变形是坯料的是坯料的切向切向和和径向拉伸径向拉伸，越接近孔边缘变形越大。，越接近孔边缘变形越大。l圆孔翻边的缺陷圆孔翻边的缺陷往往是往往是边缘拉裂边缘拉裂。l翻

38、边破裂的条件取决于变形程度翻边破裂的条件取决于变形程度的大的大小。圆孔便形程度可用下式表示小。圆孔便形程度可用下式表示。 k0=d0d式中：式中： d0翻边前的孔径尺寸；翻边前的孔径尺寸；d翻边后的内孔尺寸。翻边后的内孔尺寸。p 当零件所需当零件所需凸缘的高度凸缘的高度h较大时较大时，用一次翻边成形计算出的翻边系数，用一次翻边成形计算出的翻边系数k0值很小，直接成形无法实现，则可采用值很小，直接成形无法实现，则可采用先拉深、后冲孔、再翻边先拉深、后冲孔、再翻边的工艺的工艺来实现。来实现。翻边翻边：在：在坯料坯料的的平面部分平面部分或或曲面部分曲面部分上使板料沿一定的曲率上使板料沿一定的曲率翻翻

39、成竖立边缘成竖立边缘的冲压成型方法。的冲压成型方法。51翻边翻边522）旋压的基本要点是：）旋压的基本要点是： （1 1）合理的转速）合理的转速如果转速如果转速太低，太低，坯料将在赶棒作用下翻腾起伏坯料将在赶棒作用下翻腾起伏极不稳定，使旋压工作难以进行。转速极不稳定，使旋压工作难以进行。转速太高，太高，则材料与赶棒接触次数则材料与赶棒接触次数太多，容易使材料过度辗薄。合理转速一般是：软钢为太多，容易使材料过度辗薄。合理转速一般是：软钢为400400600600/min/min；铝为；铝为8008001200r/min1200r/min。当坯料直径较大，厚度较薄时取小值，。当坯料直径较大，厚度较

40、薄时取小值，反之则取较大值。反之则取较大值。 3. 旋压旋压图8-16 旋压 旋压是旋压是将平板或空心坯料将平板或空心坯料固定在固定在旋压机的模具上旋压机的模具上，在坯料随机床主轴转动，在坯料随机床主轴转动的同时，的同时，用旋轮或赶棒加压于坯料，用旋轮或赶棒加压于坯料，使之使之产生产生局部的塑性变形。局部的塑性变形。在旋轮的进给运动在旋轮的进给运动和坯料的旋转运动共同作用下，使局部的和坯料的旋转运动共同作用下，使局部的塑性变形逐步地扩展到坯料的全部表面，塑性变形逐步地扩展到坯料的全部表面，并紧贴于模具，完成零件的旋压加工。并紧贴于模具，完成零件的旋压加工。 ）原理）原理旋压旋压53 （2）合理

41、的过渡形状）合理的过渡形状旋压操作如图旋压操作如图8-16，首先应从坯料，首先应从坯料靠近模具底部圆角处开始，得出过渡形状靠近模具底部圆角处开始，得出过渡形状 。再轻赶坯料的外。再轻赶坯料的外缘，使之变为浅锥形，得出过渡形状缘，使之变为浅锥形，得出过渡形状 ，这样做是因为锥形的，这样做是因为锥形的抗压稳定性比平板高，材料不易起皱。后续的操作和前述相抗压稳定性比平板高，材料不易起皱。后续的操作和前述相同，即先赶辗锥形件的内缘，使这部分材料贴模（过渡形同，即先赶辗锥形件的内缘，使这部分材料贴模（过渡形状状 ），然后再轻赶外缘（过渡形状），然后再轻赶外缘（过渡形状 ）。这样多次反复赶辗，）。这样多次

42、反复赶辗，直到零件完全贴模为止。直到零件完全贴模为止。 （3）合理加力）合理加力赶棒的加力一般凭经验，加力不能太大，赶棒的加力一般凭经验，加力不能太大，否则容易起皱。同时赶棒着力点必须不断转移，使坯料均匀否则容易起皱。同时赶棒着力点必须不断转移，使坯料均匀延伸。延伸。 当工件需要的变形程度比较大时，便需要多次旋压。多次当工件需要的变形程度比较大时，便需要多次旋压。多次旋压是由连续几道工序在不同尺寸的旋压模具上进行，并且旋压是由连续几道工序在不同尺寸的旋压模具上进行，并且都以底部直径相同的锥形过渡。都以底部直径相同的锥形过渡。 54）应用）应用 旋压主要适用于单件及小批量生产，并只能加工厚度旋压

43、主要适用于单件及小批量生产，并只能加工厚度在在3mm3mm以下的金属板料。以下的金属板料。 旋压加工的优点：旋压加工的优点： （1 1）设备和模具都比较简单（没有专用的旋压机时可用车设备和模具都比较简单（没有专用的旋压机时可用车床代替），床代替），费用低。费用低。 （2 2）加工的范围比较广。加工的范围比较广。除可成形如除可成形如圆筒形、锥形、抛圆筒形、锥形、抛物面形成物面形成或其它各种曲线构成的旋转体外，还可加工或其它各种曲线构成的旋转体外，还可加工相当相当复杂形状的旋转体零件，如复杂形状的旋转体零件，如螺纹加工、还可进行翻孔、缩螺纹加工、还可进行翻孔、缩口、卷边和切边等工序。口、卷边和切边

44、等工序。 缺点：缺点： 是生产率较低，是生产率较低，操作技术要求高。操作技术要求高。劳动强度较大，劳动强度较大，零件的零件的通用性及互换性较差。通用性及互换性较差。554. 卷板卷板 1 1）原理）原理 卷板是用卷板机对板料进行连续三点弯曲的过程。一般分卷板是用卷板机对板料进行连续三点弯曲的过程。一般分 为预弯、对中、卷圆、矫圆等几个工序。为预弯、对中、卷圆、矫圆等几个工序。562 2）特点和应用）特点和应用 卷板工艺可将板料弯曲成卷板工艺可将板料弯曲成圆柱面、圆锥面、任意柱面、圆柱面、圆锥面、任意柱面、球面和双曲面等形状，是制球面和双曲面等形状，是制造管道、容器的主要方法。造管道、容器的主要

45、方法。57一、一、 简单冲模简单冲模 冲床的一次冲程中只完成一个工序的冲模，称为简单冲冲床的一次冲程中只完成一个工序的冲模，称为简单冲模。模。模具简单，造价低。模具简单，造价低。第三节第三节 冲模的分类和构造冲模的分类和构造图8-17简单冲模冲模是冲压的专用模具冲模是冲压的专用模具，按工序组合可分为单工序模（简单，按工序组合可分为单工序模（简单模）、复合模和连续模（级进模）。模）、复合模和连续模（级进模）。 581.1. 凹模凹模用压板固定在下模板上，下模板用螺栓固定在冲床的工作台上；用压板固定在下模板上，下模板用螺栓固定在冲床的工作台上；2.2. 凸模凸模用压板固定在上模板上，上模板则通过模

46、柄与冲床的滑块连接；用压板固定在上模板上，上模板则通过模柄与冲床的滑块连接；3.3. 为使凸模能对准凹模孔，并保持间隙均匀，通常设置有导柱和导套；为使凸模能对准凹模孔，并保持间隙均匀，通常设置有导柱和导套；4.4. 条料在凹模上沿两个导板之间送进，条料在凹模上沿两个导板之间送进， 碰到定位销为止；碰到定位销为止；5.5. 凸模冲下的零件凸模冲下的零件( (或废料或废料) )进入进入凹模孔落下，而条料则夹住凸模凹模孔落下，而条料则夹住凸模并随凸模一起回程向上运动；并随凸模一起回程向上运动；6.6. 条料碰到卸料板条料碰到卸料板8 8时时 ( (固定在固定在 凹模上凹模上) )被推下被推下 。p结

47、构及原理结构及原理第三节第三节 冲模的分类和构造冲模的分类和构造59 冲床的一次冲程中，在模具不同部位上同时完成数冲床的一次冲程中，在模具不同部位上同时完成数道冲压工序的模具，称为连续模。道冲压工序的模具，称为连续模。生产率高，要求定位生产率高，要求定位精度高。精度高。二、二、 连续冲模（级进模）连续冲模（级进模）60三、复合冲模三、复合冲模 它是在冲床的一次冲程中，在它是在冲床的一次冲程中，在模具同一部位同时完成数道模具同一部位同时完成数道工序工序的模具。的模具。特点：特点：复合模的最突出的特点是模具中有一个复合模的最突出的特点是模具中有一个凸凹模凸凹模1 1。结构：结构：它的外圆是落料凸模

48、刃口，内孔则成为拉深凹模。它的外圆是落料凸模刃口，内孔则成为拉深凹模。61工作过程：工作过程：当滑块带着凸凹模当滑块带着凸凹模1 1向下运动时，条料首先在凸凹模向下运动时，条料首先在凸凹模和落料凹模和落料凹模 4 4中落料。落料件被下模当中的拉深凸模中落料。落料件被下模当中的拉深凸模 2 2顶住。顶住。滑块继续向下运动时，凸凹模随之向下运动进行拉深。顶出器滑块继续向下运动时，凸凹模随之向下运动进行拉深。顶出器5 5和卸料器和卸料器 3 3在滑块的回程中把拉深件在滑块的回程中把拉深件 9 9顶出，顶出，完成落料和拉深完成落料和拉深两道工序两道工序。适用范围：适用范围：复合模适用于产量大、精度要求

49、较高的冲压件生产。复合模适用于产量大、精度要求较高的冲压件生产。62各种冲模视频各种冲模视频6364第四节第四节 冲压工艺的制定过程冲压工艺的制定过程 冲压件的设计不仅应保证具有良好的使用性能，而且也应冲压件的设计不仅应保证具有良好的使用性能，而且也应具有良好的具有良好的工艺性能工艺性能，以减少，以减少材料的消耗材料的消耗、延长模具寿命延长模具寿命、提提高生产率高生产率、降低成本降低成本及及保证冲压件质量等保证冲压件质量等。冲压工艺性良好，则零件在满足使用要求的前提下，能以最简冲压工艺性良好，则零件在满足使用要求的前提下，能以最简单、最经济的冲压方式加工出来。单、最经济的冲压方式加工出来。 影

50、响冲压件工艺性的主要因素有：影响冲压件工艺性的主要因素有： 冲压件的形状；冲压件的形状； 尺寸；尺寸； 精度及材料等精度及材料等 。一、一、 分析冲压件的工艺性分析冲压件的工艺性 是指是指冲压件对冲压加工工艺的适应性冲压件对冲压加工工艺的适应性。 65 （1 1）对冲裁件的要求）对冲裁件的要求 冲裁件的形状应力求简单、对称，冲裁件的形状应力求简单、对称，应使冲裁件在排样时将废应使冲裁件在排样时将废料降低到最少的程度料降低到最少的程度；利用率高利用率高利用率低利用率低落料外形不落料外形不合理合理第四节第四节 冲压工艺的制定过程冲压工艺的制定过程图图8-20 零件形状与节约材料的关系零件形状与节约

51、材料的关系图图8-21 不合理的落料件外形不合理的落料件外形1. 1. 冲压件的结构工艺性冲压件的结构工艺性应避免长槽与细长悬臂结构，否则制造模具困难。应避免长槽与细长悬臂结构，否则制造模具困难。66 冲裁件的冲裁件的内、外形转角处内、外形转角处，要尽量，要尽量避免尖角避免尖角，应以，应以圆弧连圆弧连接接。以避免尖角处应力集中被冲模冲裂。以避免尖角处应力集中被冲模冲裂。表表8-2 落料件、冲孔件的最小圆角半径落料件、冲孔件的最小圆角半径67l孔间距、孔边距孔间距、孔边距和和外缘凸出、凹进的尺寸都不能过小外缘凸出、凹进的尺寸都不能过小。l孔的尺寸也不应太小孔的尺寸也不应太小。在弯曲件或拉伸件上冲

52、孔时，孔边。在弯曲件或拉伸件上冲孔时，孔边与直壁之间应保持一定距离。与直壁之间应保持一定距离。为避免冲裁件变形，为避免冲裁件变形，冲孔件尺寸与厚度关系合理冲孔件尺寸与厚度关系合理。68 弯曲件形状应尽量对称，弯曲件形状应尽量对称，弯曲半径不能小于材料允许的最小弯曲弯曲半径不能小于材料允许的最小弯曲半径半径。 弯曲边过短不易成形，故应使弯曲边过短不易成形，故应使弯曲边的平直部分弯曲边的平直部分h2。 如果要求如果要求h很短，则需先留出适当的余量以增大很短，则需先留出适当的余量以增大h，弯好后再切去，弯好后再切去所增加的金属。所增加的金属。 弯曲带孔件时，弯曲带孔件时，为避免孔的变形，孔的位置：为

53、避免孔的变形，孔的位置：l应大于应大于(1.52)。当当l过小时，可在弯曲线上冲工艺孔，如对零件孔的精度要求较高，过小时，可在弯曲线上冲工艺孔，如对零件孔的精度要求较高，则应弯曲后再冲孔。则应弯曲后再冲孔。（2）对弯曲件的要求）对弯曲件的要求图图8-23 弯曲件直边高度弯曲件直边高度图8-24 避免弯曲件孔变形的方法69（3）对拉深件的要求）对拉深件的要求图图8-25 拉深件的圆角半径拉深件的圆角半径 拉深件外形应简单、对称，深度不宜过大拉深件外形应简单、对称，深度不宜过大。以便使。以便使拉深次数最少拉深次数最少，容易成形容易成形。 拉深件的圆角半径在不增加工艺程序的情况下，拉深件的圆角半径在

54、不增加工艺程序的情况下，最小许可半径最小许可半径应应满足：满足：rd ，r2 ，r（35） 。否则，应增加整形工序。否则，应增加整形工序。 拉深件的壁厚变薄量拉深件的壁厚变薄量一般要求不应超出拉伸工艺壁厚变化的规律一般要求不应超出拉伸工艺壁厚变化的规律（最大变薄率约在（最大变薄率约在10%10%18%18%左右）。左右）。702. 改进结构以简化工艺及节省材料改进结构以简化工艺及节省材料采用焊接结构。采用焊接结构。对于复杂的冲压件，可分别冲制若干个简对于复杂的冲压件，可分别冲制若干个简单件，然后再焊接成整体件。如图单件，然后再焊接成整体件。如图8-268-26图8-26 冲压焊接结构零件采用冲

55、口工艺，以减少组合件数。采用冲口工艺，以减少组合件数。如图如图8-278-27，原设计用三，原设计用三个件铆接或焊接组合，现采用冲口工艺，制成整体零件，节个件铆接或焊接组合，现采用冲口工艺，制成整体零件，节省了材料，简化了工艺过程。省了材料，简化了工艺过程。图8-27 冲口工艺的应用71图8-28 消声器后盖零件结构在使用性能不变的情况下，应尽量简化拉深件的结构在使用性能不变的情况下，应尽量简化拉深件的结构，以减少工序，节省材料，降低成本。如图以减少工序，节省材料，降低成本。如图8-28，经过改进，经过改进后的冲压加工工序由后的冲压加工工序由8道减为道减为2道，材料消耗减少道，材料消耗减少50

56、%。改进前改进后72 冲压工艺的一般精度为：冲压工艺的一般精度为：l 落料落料不超过不超过it10，冲孔冲孔不超过不超过it9，弯曲弯曲不超过不超过it9it10。l 拉深件拉深件高度尺寸精度为高度尺寸精度为it8it9，经，经整形工序整形工序后尺寸精度达后尺寸精度达it6it7。拉深件拉深件直径尺寸精度为直径尺寸精度为it9it10。 一般要求：一般要求：l冲压件表面品质不高于原材料所具有的表面品质，冲压件表面品质不高于原材料所具有的表面品质，对冲压件的对冲压件的精度要求应适当，不应超过冲压工艺所能达到的一般精度；精度要求应适当，不应超过冲压工艺所能达到的一般精度；l在满足需要的情况下尽量降

57、低要求，在满足需要的情况下尽量降低要求，以免增加工序，降低生产以免增加工序，降低生产率，提高成本。率，提高成本。3.3. 冲压件的精度和表面质量冲压件的精度和表面质量73二、二、 拟订冲压工艺方案拟订冲压工艺方案1. 1.选择冲压基本工序的依据选择冲压基本工序的依据(1)(1)剪裁和冲裁剪裁和冲裁 小批生产小批生产，尺寸和公差大，形状规则的外形板料，剪床剪裁；，尺寸和公差大，形状规则的外形板料，剪床剪裁； 大量生产，大量生产，各种形状的板料和零件，冲裁模冲裁；平面度要求高的零件，各种形状的板料和零件，冲裁模冲裁；平面度要求高的零件，加校平工序。加校平工序。 (2) (2)弯曲弯曲 小批生产，小

58、批生产，手工打弯；窄长大型件，折弯机压弯。手工打弯；窄长大型件，折弯机压弯。 大批生产，大批生产，较大件，弯曲模压弯；弯曲半径太小时，加整形工序。较大件，弯曲模压弯；弯曲半径太小时，加整形工序。 (3)(3)拉深拉深 空心件，空心件，拉深模一次或多次拉深成形，用修边工序达到高度要求。拉深模一次或多次拉深成形，用修边工序达到高度要求。 小批量旋转空心件，小批量旋转空心件，旋压加工。旋压加工。大型空心件，大型空心件，工艺允许时，用铆接或焊工艺允许时，用铆接或焊接代替拉深。接代替拉深。 冲压基本工序的选择冲压基本工序的选择，主要是根据，主要是根据冲压件的形状、尺寸、公差冲压件的形状、尺寸、公差及生产批量确定的及生产批量确定的。742.确定冲压工序的原则确定冲压工序的原则(1) (1) 对于有对于有孔孔或或有切口的平板有切口的平板零件：零件：l 当采用当采用单工序模单工序模