冲压工艺学(绪论)

冲压工艺学

StampingTechnology教师：邢晓红电话：87190167A3-207E－mail：xingxh@在本门课程开始前让我们来看看以下零件是如何加工的？

汽车发动机用垫圈：汽车发动机用垫圈：汽车发动机支架：

汽车发动机上其他零件

普通垫片：常用五金件：第一章绪论一、冲压工艺的特点及其优越性二、冲压工艺在工业生产中的地位和作用三、冲压工艺的工序和分类四、冲压技术的发展方向五、课程的特点及其学习的方法一、冲压工艺的特点及其优越性冲压工艺是塑性加工的基本方法之一。

它主要用于加工板料零件，所以有时也称之为板料冲压。

冲压不仅可以加工金属板料，而且也可以加工非金属板料。1、什么是冷冲压

冷冲压是一种先进的金属加工方法，它是建立在金属塑性变形的基础上，利用模具和冲压设备对板料金属进行加工，以获得所需要的零件形状和尺寸。冲裁模动画演示62、冲压加工的优点经济方面

——原材料省，且利用率高

(一般可达70-90%)——操作工艺方便

——生产效率高，便于机械化与自动化

——成本低汽车覆盖件2、冲压加工的优点技术方面

——可以获得用其他加工工艺难以加工的各种形状复杂的零件与制品；

——尺寸精度较高，质量稳定，互换性良好（一般IT8～10,最高达IT7）；

——在材料消耗不大的情况下，可获得强度高、刚度大、重量轻的零件；3、冲压生产的局限性

——制模成本高；

——技术要求高；

——不适用于单件及小批量生产；二、冲压工艺在工业生产中的地位

和作用在机械制造业中，冷冲压是一种生产效率很高的加工工艺，它给生产提供了及其方便及最有利的条件。冲压工艺的应用范围相当广泛，大到汽车的覆盖件，小至钟表及仪器仪表的元件，大多是冷冲压制成的。统计表明：－汽车制造业中，60～75％冲压件－电机仪器仪表业中，60～70％冲压件－国防工业中，冲压件的比重也相当大冲压应用领域

——汽车等行业零部件类冲压

——电器件冲压——生活日用品冲压——家用电器部件冲压——航空航天工业、国防工业

航空航天制造业：汽车制造业：三、冲压工艺的工序和分类由于冲压加工的零件形状、尺寸、精度要求、批量大小、原材料性能等不同，当前在生产中所采用的冲压工艺方法也是多种多样的。但是，概括起来可以分为两大类：

——分离工序(shearing)——成形工序(forming)冷冲压基本工序分类图冷冲压工序

分离工序成形工序冲裁弯曲拉深成形体积冲压剖切落料冲孔切口切边弯曲扭曲拉深起伏成形压印冲眼1、分离工序(shearing)是指板料受力后，应力超过材料的剪切强度极限σb

，而使板料产生剪裂或局部剪裂的工序。

其目的是在冲压过程中，使冲压件与板料沿一定的轮廓线相互分离，同时，冲压件分离断面的质量也要满足一定的要求。工序名称简图特点及应用范围落料用冲模沿封闭轮廓曲线冲切，冲下部分是零件。用于制造各种形状的平板零件冲孔用冲模沿封闭轮廓曲线冲切，冲下部分是废料切断用剪刀或冲模沿不封闭曲线切断，多用于加工形状简单的平板零件切边将成形零件的边缘修切整齐或切成一定形状剖切把冲压加工成的半成品切开成为两个或数个零件，多用于不对称零件的成双或成组冲压成形之后表1-1分离工序2、成形工序是指板料受力后，应力超过了材料的屈服极限σs（但小于材料的剪切强度极限σb

），经过塑性变形后，成为一定形状的零件的加工工序。

其目的是使冲压坯料在不破坏的前提下，发生塑性变形并转化成所需要的产品形状。

工序名称简图特点及应用范围弯曲把板料沿直线弯成各种形状，可以加工形状复杂的零件卷圆把板料端部卷成接近封闭的圆头，用以加工类似铰链的零件扭曲把冲裁后的半成品扭转成一定的角度拉深把板料毛坯成形制成各种空心的零件表1-2成形工序工序名称简图特点及应用范围翻孔在预先冲孔的板料半成品上或未经冲孔的板料冲制成竖立的边缘翻边把板料半成品的边缘按曲线或圆弧成形成竖立的边缘拉弯在拉力与弯矩共同作用下实现弯曲变形，可得精度较好的零件胀形在双向拉应力作用下实现的变形，可以成形各种空间曲面形状的零件工序名称简图特点及应用范围起伏在板料毛坯或零件的表面上用局部成形的方法制成各种形状的突起与凹陷扩口在空心毛坯或管状毛坯的某个部位上使其径向尺寸扩大的变形方法缩口在空心毛坯或管状毛坯的某个部位上使其径向尺寸减小的变形方法旋压在旋转状态下用辊轮使毛坯逐步成形的方法校形为了提高已成形零件的尺寸精度或获得小的圆角半径而采用的成形方法3、复合工序把两个或两个以上的基本工序合并成一个工序，可以提高冲压生产的效率，降低工件的成本，便于实现自动化生产。如：

——冲孔–落料

——落料–拉深–切边

——落料–冲孔–弯曲

……实现冲压的基本条件：

要实现冲压必须对材料施加作用力，使得材料产生分离或塑性变形。所以要具备以下两个条件：（一）冲压模具冲压模具是实现冲压工艺的工具。

冲裁模（二）冲压设备冲压设备是实现冲压时提供外力的装置。冲裁模与冲压设备的关系模具模拟动画\冲裁模动画演示模具模拟动画\冲孔落料复合模1模具模拟动画\冲孔落料复合模四、冲压技术的发展方向1、工艺分析计算方法的现代化2、模具设计制造技术现代化3、冲压生产的机械化与自动化4、适应产品更新换代快和生产批量小的特点5、改进板料性能，以提高其成形能力和使用效果1、工艺分析计算方法的现代化近几年来国内外开始采用有限元法，对复杂成形件（如汽车覆盖件）的成形过程进行应力应变分析和计算机模拟，以预测某一工艺方案对零件成形的可能性和会发生的问题，将结果显示出来，供设计人员进行修改和选择。这样，不但可以节省模具试制费用，缩短新产品的试制周期，还可以逐步建立一套能结合生产实际的先进设计方法，既促进了冲压工艺的发展，也将使塑性成形理论逐步完善到对生产实际起指导作用。2、模具设计制造技术现代化为了加快产品的更新换代，缩短模具设计、制造周期，工业先进国家正在大力开展模具计算机辅助设计和制造（CAD/CAM）的研究，并在生产中应用。应用这一技术，不仅可以缩短模具设计制造周期，还可以提高模具质量，减少设计和制造人员的重复劳动，使设计者尽可能把精力用在创新开发上。

采用这一技术，一般可以提高模具设计制造效率2～3倍。发展这一技术，最终是实现模具CAD/CAM一体化。3、冲压生产的机械化与自动化国外还加强了由计算机控制的现代化全自动冲压加工系统的研究与应用，使冲压生产达到高度自动化，从而减轻劳动强度和提高生产效率。为了满足大批量生产的需要，冲压设备由低速压力机发展到高速自动压力机。4、适应产品更新换代快和生产批

量小的特点为了满足产品更新换代和小批量生产的需要，发展了一些新的成形工艺（如高能成形等）、简易模具（如软模和低熔点合金模等）、数控冲压设备和冲压柔性制造系统（FMS）等。这样，就使冲压生产既适合大批量生产，也适合小批量生产。5、改进板料性能，以提高其成形

能力和使用效果

目前世界各先进工业国不断研制出冲压性能良好的板材，以提高冲压成形能力和使用效果。例如，研制高强度钢板，用来生产汽车覆盖件，以减轻零件重量和提高其结构强度。

第一章绪论第二章冲裁第三章弯曲第四章拉深第五章成形第六章板料的冲压成形性能与成形极限第七章冲压工艺设计第八章冲模结构与设计课程内容目录五、课程的特点及其学习的方法本门课程与前面所学课程的关联：1.塑性力学的基本原理；2.材料力学的基本原理；3.金属材料学与热处理；4.数字化设计与制造知识

总而言之，《冲压工艺学》是一门实践性很强的课程，经验多于科学，系统性较差，要抓住三基本：基本概念、基本方法、基本技能关键是要学会分析问题和解决问题的思路和方法。教学参考书：1.肖景容,江奎华主编.冲压工艺学.机械工业出版社2.吴诗惇主编.冲压工艺学.西北工业大学出版社3.李硕本主编.冲压工艺学.机械工业出版社4.彭建声编.冷冲压技术问答（上、下册）.机械工业出版社5.赵振铎,翟建军等著.板料冲压原理与合理间隙.南海出版公司6.胡世光.板料冷压成形原理.国防工业出版社7.吉田弘美等（一汽车身分厂技术科译）.冲压技术100例.吉林人民出版社

教学参考书：8.中川威雄等（郭青山等译）.板料冲压加工.天津科学技术出版社9.日本材料学会（陶永发等译）