固态塑性成形

关于固态塑性成形第一页，共三十页，2022年，8月28日第七章板料冲压第一节、冲压设备第二节、冲压的基本工序第三节、板料冲压件的结构工艺性第四节、冲压模具第二页，共三十页，2022年，8月28日第七章板料冲压概念：板料冲压是利用模具、借助冲床的冲击力使板料产生分离或变形，获得所形状和尺寸的制件的加工方法。这种方法通常在常温下进行，所以称为冷冲压。应用：冷冲压所用板料厚度一般不超过6mm。用于冲压加工的材料应具有较高的塑性。常用的材料有低碳钢、铜、铝及其合金。优点：冲压件尺寸精确、表面光洁、质量轻、刚性好，一般不再进行机械加工。冲压容易实现自动化，生产率很高。

缺点：冷冲压模具一般比较复杂，生产周期长，成本较高。第三页，共三十页，2022年，8月28日第一节冲压设备一、冲床

二、剪板机

三、数控冲床第四页，共三十页，2022年，8月28日一、冲床冲床是冲压加工的基本设备。冲床的主要技术参数有：1、公称压力

即冲床的吨位，它是滑块运行至最下位置时所产生的最大压力。

2、滑块行程

曲轴旋转时，滑块从最上位置到最下位置所移动的距离。

3、封闭高度滑块在行程达到最下位置时，其下表面到工作台间的距离。第五页，共三十页，2022年，8月28日一、冲床图7-1常用冲床（a)

机械压力机(b)

液压机

（a)(b)第六页，共三十页，2022年，8月28日二、剪板机

剪板机是下料用的基本设备。其主要技术参数是所能剪切的最大板厚和宽度。图7-2剪板机第七页，共三十页，2022年，8月28日三、数控冲床

随着计算机技术的飞速发展，计算机控制软件型数控压力机(CNC压力机)已逐渐取代老式的硬件型数控压力机(NC压力机)。在CNC压力机上，只要改变冲压零件的软件程序，即可冲制新的零件，改变加工对象的灵活性很大，而所需调整的时间却很少，因此，CNC压力机适合于多品种的中、小批量制件的冲压自动化以及大尺寸板料零件实现冲压自动化。第八页，共三十页，2022年，8月28日图7-3、数控冲床第九页，共三十页，2022年，8月28日第二节冲压的基本工序一、切断

二、冲裁

三、弯曲

四、拉深第十页，共三十页，2022年，8月28日一、切断切断是使板料沿不封闭轮廓分离的冲压工序。通常是在剪板机上将大板料或带料切断成适合生产的小板料、条料。第十一页，共三十页，2022年，8月28日二、冲裁图7-4冲裁

1—凹模2—冲头3—板料4—废料或成品5—成品或废料利用模具使板料沿封闭轮廓分离来获得制件的工序。第十二页，共三十页，2022年，8月28日冲裁基本工序1.落料：从板料上冲下所需的零件。2.冲孔：从工件上冲出所需形状的孔。

（a)(b)

图7-5冲裁基本工序：(a)落料；(b)冲孔第十三页，共三十页，2022年，8月28日三、弯曲图7-6弯曲

1—工件2—冲头3—凹模将板料弯成具有一定角度曲率的冲压成形工序。第十四页，共三十页，2022年，8月28日弯曲工艺要点1、弯曲时，板料被弯曲部分内侧被压缩，外侧被拉伸，弯曲半径越小，拉伸和压缩变形就越大，故过小的弯曲半径有可能造成外层材料被拉裂，因此弯曲半径不能小于规定的最小弯曲半径：rmin=0.25~1板厚。2、弯曲模具冲头的端部与凹模的边缘，必须加工出一定的圆角，以防止工件弯裂。3、由于板料塑性弯曲变形过程中伴随着弹性变形，因此弯曲后冲头回程时，弯曲件有回弹现象，回弹角度的大小与板料的材质、厚度及弯曲角等因素有关，故弯曲件的角度比弯曲模具的角度略有增大。第十五页，共三十页，2022年，8月28日四、拉深图7-7拉深

1—板料2—冲头3—压板4—成品5—工件6—凹模利用模具将平直板料加工成空心件的冲压成形工序。第十六页，共三十页，2022年，8月28日拉深工艺要点1、为避免工件被拉裂，冲头和凹模的工作部位应加工成圆角。冲头和凹模间要留1.1~1.2mm的间隙，以减少拉伸时的摩擦阻力。2、为避免板料起皱，拉伸时必须用压板将板料压紧。3、每次拉深时，板料的变形程度都有一定限制，通常是拉深后圆筒的直径不应小于板料直径的一半左右，对于要求拉深变形量较大的零件，必须采用多次拉深。第十七页，共三十页，2022年，8月28日第三节板料冲压件的结构工艺性冲压件一般都是大量生产的，其结构设计应保证：

1、良好的使用性能；

2、良好的工艺性能；

3、较高的材料利用率；

4、模具制造方便。第十八页，共三十页，2022年，8月28日一、冲压件的形状与尺寸1、落料、冲孔件的形状与尺寸形状尽可能简单、对称，尽量采用圆形、方形等规则形状、避免长槽和细长臂结构、排样时最大限度利用材料。在直线、曲线等的交接处均应用圆弧连接。

2、弯曲件的形状与尺寸

形状尽可能对称，内弯曲半径不得小于最小弯曲半径，弯曲件带孔时，应保证孔的位置。第十九页，共三十页，2022年，8月28日一、冲压件的形状与尺寸（续）3、拉深件的形状与尺寸

形状尽可能简单、对称，且不宜过高，圆角半径不能太小，以避免增加拉深次数和整形工序。4、冲压件的厚度保证强度和刚度前提下，尽可能采用较薄的板材。第二十页，共三十页，2022年，8月28日二、冲压件的精度和表面质量

冲压件的精度要求不应超过冲压工艺所能达到的一般精度，而应该在满足使用要求的前提下尽量降低精度要求。冲压工艺的一般尺寸公差等级不高于IT9，否则将增加工序，降低生产率，提高产品成本。冲压件的表面质量要求一般不应高于原材料本身所具有的表面质量，否则会因为需要增加切削加工等工序而大大提高产品成本。第二十一页，共三十页，2022年，8月28日三、冲压件结构设计改进实例1.采用冲焊结构

2.采用冲口工艺

3.尽量简化拉深件的结构第二十二页，共三十页，2022年，8月28日1、采用冲焊结构图7-8冲压焊接结构零件

形状复杂的冲压件可先分别冲制成几个容易成形的简单件，然后再组焊成整体零件。第二十三页，共三十页，2022年，8月28日2、采用冲口工艺图7-9冲口工艺的应用原采用三个简单件铆接或焊接组合，改进后采用冲口和弯曲工艺制成整体零件，减少了组合件数量，简化了工艺，降低了材料消耗。第二十四页，共三十页，2022年，8月28日3、尽量简化拉深件的结构图7-10消声器后盖零件结构

在不改变使用性能的前提下，尽量简化拉深件的结构，以减少工序、节省材料、降低产品成本。下图的改变将其冲压工序数量从八减少到三，材料消耗也降低至原来的50%。第二十五页，共三十页，2022年，8月28日第四节冲压模具按照冲压工序的组合方式冲压模具可以分为：一、单工序的简单冲模

二、多工序的连续冲模

三、多工序的复合冲模第二十六页，共三十页，2022年，8月28日一、简单冲模图7-11简单冲模

1—定位销2—导板3—卸料板4—凸模5—冲头压板6—模垫7—模柄

8—上模板9—导套10—导柱11—凹模12—凹模压板13—下模板冲床一次行程中，只完成一道工序的模具。适用小批量生产。

冲模主要分上模（凸模）和下模（凹模）两个部分。凸模与凹模配合使坯料产生变形；导柱和导套保证凸模和凹模对准；导板控制坯料的进给方向；定位销控制坯料的进给长度；当凸模回程时，卸料板使凸模从工件或坯料中脱出，实现卸料。第二十七页，共三十页，2022年，8月28日二、连续冲模

在滑块一次行程中，能够同时在模具的不同部位上完成数道冲压工序的冲模称为连续冲模。连续冲模生产效率高，但