冲压基础知识讲解

冲压基础知识讲解

目录

一、冲压技术概述.............................................2

L冲压技术的定义与发展历程...............................3

2.冲压技术的重要性及应用领域.............................4

二、冲压基本原理与设备.......................................6

1.冲压原理简介..........................................7

（1）冲压的定义及原理.....................................8

（2）冲压的基本过程.......................................9

2.冲压设备介绍.........................................10

（1）主要冲压设备类型与特点..............................11

（2）冲压设备的选型与参数设置............................12

三、冲压模具及工艺..........................................14

1.冲压模具概述.........................................15

（1）模具的定义及作用....................................16

（2）模具的构成及分类....................................17

2.冲压工艺参数设置....................................18

（1）工艺参数的种类与选择................................19

（2）工艺参数对产品质量的影响............................20

四、冲压材料及其选用........................................21

1.常用冲压材料介绍........23

（1）金属材料的种类与性能................................24

（2）非金属材料的种类与应用..............................25

2.材料选用原则及注意事项................................27

（1）材料的选用原则......................................28

（2）材料对冲压加工的影响及注意事项.....................29

五、冲压过程的优化与改进...................................31

1.冲压过程常见问题及解决方案...........................32

（1）常见问题类型及原因分析..............................32

（2）问题解决方案与预防措施..............................33

2.冲压过程优化途径.....................................34

（1）工艺优化............................................35

（2）设备优化............................................36

（3）模具优化............................................38

六、冲压安全操作与环境保护.................................39

一、冲压技术概述

冲压是一种金属加工方法，通过将金属材料加热至一定温度，然

后利用压力机在模具的作用下进行塑性变形，从而得到所需的形状和

尺寸。冲压技术广泛应用于汽车、家电、家具、建筑等领域，具有生

产效率高、成本低、质量稳定等优点。冲压技术的发展历程可以追溯

到19世纪初，当时的冲压主要用于制作简单的零件和工具。随着科

技的进步和工业生产的需求，冲压技术得到了不断的发展和完善，形

成了现代冲压的基本原理和技术体系。

材料选择：根据产品的使用环境和性能要求，选择合适的金属材

料作为冲压材料。常用的冲压材料有钢板、铝板、铜板等。

模具设计•：根据产品的结构特点和冲压工艺要求，设计合适的模

具。模具是冲压过程中的关键部件，其精度和耐用性直接影响到产品

质量和生产效率。

冲压设备：冲压设备主要包括压力机、模具、导柱等。压力机的

性能决定了冲压力的大小和稳定性，模具的质量影响到产品的尺寸精

度和表面质量，导柱则起到导向作用，保证模具的正确安装和使用。

冲压过程：冲压过程主要包括加热、上模、冲压、下模等步骤。

在加热过程中，通过加热炉将金属材料加热至一定温度；上模时，将

加热后的金属材料放入压力机的上模中；冲压过程中，利用压力机施

加压力，使金属材料发生塑性变形；下模时，将成形后的金属材料从

上模中取出，完成一次冲压过程。

质量检验：冲压完成后，需要对产品进行质量检验，包括尺寸精

度、表面质量、功能性能等方面。只有经过严格的质量检验，才能确

保产品的合格率和可靠性。

冲压技术作为一种重要的金属加工方法，具有广泛的应用前景和

发展空间。随着科技的进步和工业生产的需求，冲压技术将继续发展

和完善，为人类社会的发展做出更大的贡献。

1.冲压技术的定义与发展历程

冲压技术是一•种重要的金属加工方法，通过模具对板材施加压力,

使其产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的零件。该技术

在汽车、电子、航空、家电等制造业领域有广泛应用。

冲压技术的发展历程可以追溯到XXXX年，经历了多个阶段。冲

压技术主要依赖于手工操作，生产效率低下，精度难以保证。随着工

业革命的来临，机械化冲压设备逐渐出现并发展，大大提高了生产效

率和产品质量。随着科技的进步，数控技术、自动化技术相继引入冲

压领域，推动了冲压技术的快速发展。

随着新材料、新工艺的不断涌现，冲压技术也在不断革新。高精

度冲压、高速冲压、多工位连续冲压等先进技术的应用，使得冲压零

件的性能和质量得到进一步提升。随着环保和节能要求的提高，冲压

技术的绿色制造和智能化发展也成为当前研究的热点。

冲压技术作为一种重要的金属加工方法，其发展历程是与工业技

术的发展紧密相连的。从初期的手工操作到现代的自动化、智能化生

产，冲压技术不断革新，为制造业的发展做出了重要贡献。

2.冲压技术的重要性及应用领域

冲压技术作为一种金属加工方法，在现代工业生产中具有举足轻

重的地位。它通过施加压力使金属板材在塑性变形条件下进行压缩，

从而获得所需的形状、尺寸和性能。冲压技术的应用不仅提高了生产

效率，还大幅度降低了生产成本。

高效率与低成本：冲压工艺可以实现大批量生产，相比其他加工

方式如铸造、锻造等，其生产效率更高，且设备投资相对较少。

精确的尺寸控制：通过冲压模具，可以精确地控制零件的尺寸精

度，满足各种严苛的设计要求。

优良的材料的利用率：冲压技术能够充分利用金属材料，减少废

料产生，降低材料浪费。

良好的结构性能：经过冲压处理的零件通常具有较好的强度、刚

度和韧性，可满足不同工程应用的需求U

适应性强：冲压工艺适用于多种金属材料，包括钢、铝、铜等，

可满足不同材料的加工需求。

汽车制造：冲压技术被用于制造汽车的外覆盖件、内饰件以及各

种精密部件，如保险杠、挡泥板等。

家电行业：冲压技术应用于冰箱、洗衣机等家电的银金件制造，

提高产品的美观性和耐用性。

电子设备：冲压技术用于生产电子设备的外壳、支架、线缆包覆

等部件，确保设备的稳定性和安全性。

航天航空：在航天领域，冲压技术用于制造高强度、轻质量的零

部件，以满足宇宙飞船等复杂结构的制造需求。

医疗器械：冲压技术用于生产医疗设备如手术器械、假肢等，确

保产品的安全性和可靠性。

轨道交通：在轨道交通领域，冲压技术用于制造车辆的车体结构

件、轨道设施等，保障列车运行的安全性和舒适性。

冲压技术作为一种高效、精确的金属加工手段，在现代社会中发

挥着不可或缺的作用。随着科技的不断进步，冲压技术将继续在更多

领域发挥其优势，推动工业生产的持续发展。

二、冲压基本原理与设备

加热：将金属材料加热至一定温度，使其达到塑性状态。通常情

况下，金属材料需要加热到其熔点以上，但低于再结晶温度，以保证

材料的可塑性。

冲压：在模具的压力作用下，金属材料发生塑性变形，形成所需

的形状。冲压过程中，金属材料受到的压力主要由模具产生，压力的

大小和方向决定了零件的形状和尺寸。

冷却：冲压成形后的金属材料需要进行冷却处理，以消除应力并

提高材料的硬度和强度。冷却方式有水淬、油淬等。

冲床：冲床是冲压的主要设备，主要用于将金属材料沿着一定的

轨迹进行冲压成形。冲床具有较大的工作台面和较大的冲压力，适用

于大批量生产。

剪板机：剪板机用于将金属材料按照一定的尺寸进行切割，以便

进行后续的冲压加工。剪板机有手动和液压两种类型。

模具：模具是冲压过程中的关键部件，用于固定工件并施加冲压

力。模具的材料通常为合金钢或硬质合金,具有较高的硬度和耐磨性。

润滑系统：润滑系统用于对冲压设备进行润滑，以减少摩擦和磨

损，延长设备的使用寿命。润滑系统包括润滑油箱、油泵、油管等部

件。

控制系统：控制系统用于对冲压设备进行自动化控制，以实现对

冲压过程的精确控制U控制系统包括电气控制系统和液压控制系统两

种类型。

1.冲压原理简介

冲压作为一种重要的制造工艺，广泛应用于汽车、电子、航空等

制造领域。它主要是通过冲压机将模具对材料施加压力，使其产生塑

性变形或分离，从而获取所需形状和规格的制件。冲压工艺具有生产

效率高、材料利用率高、操作方便、成本低廉等优点。

冲压原理是冲压工艺的核心，主要包括冲压机的运动和模具的作

用。冲压机通过电机驱动飞轮及离合器，带动曲轴转动，进而驱动连

杆和滑块进行上下往复运动。模具则安装在滑块上，与冲压机共同协

作完成冲压过程。在冲压过程中，模具的上下模对板材施加压力，使

其产生塑性变形或分离，从而得到所需的制件。

根据冲压加工方式的不同，冲压工艺可分为多种类型，如落料、

冲孔、弯曲、拉伸、整形等。不同类型的冲压工艺对应着不同的模具

结构和冲压工艺参数，了解各种冲压工艺的特点和应用场景，对于提

高生产效率和产品质量具有重要意义。

冲压原理是冲压工艺的基础，对冲压生产具有至关重要的影响。

掌握冲压原理，可以有效地提高生产效率、降低生产成本、提高产品

质量，对于企业的竞争力提升具有重要意义。对冲压原理的深入学习

和理解是从事冲压制造行业的工程师和技术人员的必备技能。

(1)冲压的定义及原理

冲压是指利用压力机或模具在压力下对材料进行塑性变形，从而

制造出所需形状、尺寸和表面质量的零件的一种工艺方法。冲压工艺

广泛应用于汽车、飞机、电子、家电、医疗器械等工业领域，是现代

工业生产中不可或缺的重要技术之一。

冲压的基本原理是利用压力机或模具对材料施加压力，使材料在

塑性变形条件下受到压缩、拉伸等作用，从而改变材料的形状和尺寸。

冲压过程中，材料内部会产生复杂的应力分布，当应力超过材料的屈

服极限时，材料会发生永久变形。

冲压工艺可以分为冷冲压和热冲压两种类型，冷冲压是在室温下

进行的冲压工艺，适用于硬度较低、塑性较好的材料。热冲压则是在

高温下进行的冲压工艺，适用于硬度较高、塑性较差的材料。通过选

择合适的冲压工艺和模具，可以制造出各种复杂形状和结构的零件，

满足不同工业产品的需求。

(2)冲压的基本过程

原材料准备：首先，需要准备好用于冲压的原材料，通常为金属

板材或线材。这些原材料需要经过切割、剪切或轧制等预处理，以获

得合适的尺寸和形状。

设计冲压模具：根据产品的设计需求，设计并制造冲压模具。冲

压模具是冲压加工中的关键部分，它决定了最终产品的形状和尺寸。

安装模具：将设计好的冲压模具安装到冲压机上。冲压机的选择

取决于原材料的尺寸、模具的大小以及所需的冲压力。

调整冲压参数：根据原材料和模具的特性，调整冲压机的参数，

如压力、行程、速度等，以确保冲压过程的顺利进行。

开始冲压：在调整好所有参数后，开始进行冲压操作。冲压过程

中，原材料在模具的作用下，通过冲压机的压力作用，产生预定的形

状和尺寸。

产品的取出与检测：冲压完成后，从模具中取出冲压制得的产品。

这些产品需要经过检测，以确保其符合设计要求和质量标准。

后处理：某些产品可能需要进一步的后处理，如去毛刺、热处理、

表面处理等，以完善产品的性能和质量。

2.冲压设备介绍

手动冲床是最简单的冲压设备，主要用于小批量生产和模具制作。

它的工作原理是利用脚踏或手摇操作，使滑块在模具上进行上下运动,

从而实现对金属材料的冲压。手动冲床结构简单，但生产效率较低，

适用于一些简单的冲压任务。

机械冲床是一种自动化程度较高的冲压设备，它可以实现对金属

材料的连续冲压。机械冲床的主要部件包括滑块、导轨、模具等C滑

块沿着导轨在模具上进行上下运动，完成对金属材料的冲压。与手动

冲床相比，机械冲床具有更高的生产效率和精度，适用于大批量生产。

液压冲床是一种利用液体传递压力的冲压设备，其工作原理是通

过液压系统将油液的压力转化为机械能，从而驱动滑块进行冲压操作。

液压冲床具有较大的工作力矩，可实现对较厚材料的冲压。液压冲床

还具有较好的稳定性和精度，适用于高精度和大批量生产。

数控冲床是一种采用数控技术的冲压设备，它可以根据预先设定

的程序自动完成对金属材料的冲压操作。数控冲床具有较高的生产效

率和精度，可根据需要调整冲压参数，适应各种材料的冲压需求。数

控冲床还可以与其他生产设备(如激光切割机、折弯机等)配合使用，

实现多道工序的一体化生产。

不同的冲压设备具有各自的特点和适用范围，企业在选择和使用

冲压设备时，应根据自身的生产需求和技术条件进行综合考虑。

(1)主要冲压设备类型与特点

在冲压工艺中，注压设备是实现材料塑性变形的关键设备。根据

不同的工艺需求和操作方式，冲压设备可以分为多种类型，每种类型

都有其独特的特点和应用场景。

曲轴压力机是最常见的冲压设备之一，其工作原理是通过曲轴的

旋转运动，驱动冲压模具对材料进行压缩和拉伸。曲轴压力机具有结

构简单、操作方便、生产效率高等特点。但由于其结构限制，不适合

加工形状复杂或厚度较大的材料

液压冲压机利用液体压力驱动活塞或曲轴运动，实现材料的冲压

成型。液压冲压机具有压力大、速度快、定位精确等优点，适用于加

工各种金属材料和非金属材料。由于液压系统的灵活性，可以根据生

产需求调整压力和速度。

电动冲压机使用电力驱动冲压模具进行工作，具有噪音低、振动

小、操作简便等优点。电动冲压机适合于小批量生产和实验室研究，

但在大规模生产中，其效率相对较低。

机械冲压机通过机械传动系统驱动冲压模具进行工作，具有结构

简单、维修方便等特点。机械冲压机适用于加工各种金属材料，但在

高精度和高速冲压方面可能受到一定限制。

数控冲压机采用先进的数控技术，实现冲压模具的自动编程和控

制。数控冲压机具有高精度、高速度、高效自动化等优点，适用于大

批量生产。数控冲压机还可以根据生产需求灵活调整冲压工艺参数。

不同类型的冲压设备在结构、工作原理和应用场景上各有优缺点。

在实际生产中，应根据具体需求和条件选择合适的冲压设备类型。

(2)冲压设备的选型与参数设置

设备选型：根据产品的尺寸、形状、材料和工艺要求，选择合适

的冲压设备。常见的冲压设备有手动冲床、机械冲床、液压冲床等。

对于大型或复杂的零件，可以考虑采用自动化冲压生产线，以提高生

产效率和产品质量。

设备参数设置：根据产品的要求和模具的尺寸，合理设置冲压设

备的参数。主要包括以下几个方面：

a.工作压力：杈据材料的强度和厚度，选择合适的工作压力，以

保证冲压过程中不会出现裂纹或变形。工作压力应略大于材料的屈服

强度。

b.行程：根据模具的尺寸和产品的尺寸，合理设置冲压行程。行

程过长会导致生产效率降低，而行程过短则可能导致模具损坏。

c.滑块速度：杈据产品的尺寸和材料，合理设置滑块速度。滑块

速度过快可能导致产品表面质量下降，而滑块速度过慢则可能导致生

产效率降低。

d.模具结构：选择合适的模具结构，以满足产品的冲压需求。常

见的模具结构有简单模、复合模、连续模等。对于大型或复杂的零件,

可以考虑采用复合模或连续模，以提高生产效率和产品质量。

设备调试与优化：在正式生产前，需要对冲压设备进行调试和优

化。主要包括以下几个方面：

a.对设备进行空载试运行，检查设备是否正常工作，如滑块运动

是否平稳、噪音是否过大等。

b.对设备进行负载试运行，检查设备在实际生产条件下的工作性

能，如生产效率、产品质量等。

c.根据试运行结果，对设备进行调整和优化，以达到最佳的生产

效果。

安全与环保：在使用冲压设备时,应注意安全和环保问题。确保

操作人员熟悉设备操作规程，佩戴必要的防护用品；定期对设备进行

维护保养，防止因设备故障导致的安全事故；合理处理废料，减少环

境污染。

三、冲压模具及工艺

冲压模具是实现冲压工艺的主要装置，其主要构成包括上模和下

模，它们之间的精确配合与设置是冲压加工的关键。本部分将对冲压

模具的结构、种类及其工艺进行详细介绍。

冲压模具通常由上下模板、凸模和凹模等部件组成。上模部分主

要负责在冲裁过程中的成型加工和冲压工艺的整体管理，而下模部分

则是为了确定坯料在冲压加工中的定位和工艺动作过程。模板设计中

应保证适当的导向装置如导柱、导套等以确保运动精准。模具结构设

计应遵循模块化原则，以确保各部分的良好配合与互换性。

冲压模具种类繁多，常见的包括冲裁模具、弯曲模具、拉伸模具

等。冲裁模具主要用于板材的切割和冲孔；弯曲模具则用于制作弯曲

件；拉伸模具则用于制作深拉伸产品等。每种模具都有其特定的应用

场景和工艺要求。

冲压工艺是利用冲压模具对材料进行冲裁、弯曲、拉伸等加工的

一种工艺方法。工艺流程包括送料、定位、冲压、出料等环节。选择

合适的冲压速度、压力以及优化冲压顺序是提高冲压工艺效率和质量

的关键。冲压工艺过程中应严格保证安全生产，避免因操作不当或设

备故障导致的事故。

在实际生产中，模具的选择与工艺的制定是相辅相成的。不同的

冲压模具需要配合不同的冲压工艺以达到最佳的加工效果。合理的工

艺流程也能提高模具的使用寿命和加工精度，在生产准备阶段，应充

分评估模具与工艺的匹配性，确保生产过程的顺利进行。

冲压模具及工艺是冲压生产中的核心环节，对于提高产品质量和

生产效率具有重要意义。在实际生产过程中，应充分了解并掌握相关

知识和技能，以确保生产过程的顺利进行。

1.冲压模具概述

冲压模具是金属加工行业中不可或缺的重要工具，它通过施加压

力使金属板材在塑性变形条件下被压缩，从而制造出所需形状和尺寸

的零件。冲压模具的基础知识不仅涉及模具的设计原理、制造工艺，

还包括模具的使用和维护等方面。

冲压模具的种类繁多，根据成型原理可分为弯曲模具、拉伸模具、

成形模具等；根据用途不同，又可分为单工序模和组合冲模。在冲压

过程中，模具的精度和表面质量直接影响零件的性能和使用寿命。掌

握冲压模具的基本知识对于从事金属加工行业的人员来说至关重要。

冲压模具主要由凹模（下模）和凸模（上模）组成，它们之间形

成一定的间隙以容纳金属板材并施加足够的压力。冲压模具还通常配

备有定位装置、卸料装置和顶出装置等辅助元件，以确保冲压过程的

顺利进行。

了解冲压模具的工作原理和结构特点，有助于我们更好地选择和

使用冲压模具，提高生产效率和产品质量。定期对冲压模具进行保养

和维修也是确保其长期稳定运行的关键。

(1)模具的定义及作用

确定零件的形状和尺寸：模具的设计和制造需要根据零件的实际

需求来完成，因此模具的形状和尺寸直接影响到零件的最终形状和尺

寸。通过调整模具的参数，可以实现对零件形状和尺寸的精确控制。

提高生产效率：模具的使用可以大大提高生产效率，因为它可以

在一次操作中完成多个零件的生产。模具还可以减少生产过程中的废

品率，提高产品质量。

简化生产过程：模具的使用可以将复杂的冲压工艺简化为简单的

几步操作，降低了生产难度，使生产线更加易于操作和管理。

节约原材料：通过对模具的精确设计和制造，可以实现对原材料

的有效利用，减少浪费。模具的使用还可以降低生产过程中的能耗，

从而节约能源。

模具在冲压生产中起着至关重要的作用，通过对模具的精确设计

和制造，可以实现对零件形状、尺寸、数量等方面的精确控制，从而

提高生产效率，降低废品率，简化生产过程，节约原材料和能源。

（2）模具的构成及分类

上模和下模：这是冲压模具的基础部分，负责提供冲压力和成型

空间。上模通常安装于冲压机的上滑板，下模则固定在下模板上。它

们各自可能包括模仁（即冲裁面和型芯）、导柱与导套等结构件。

模仁：也称型面部分，决定了最终产品的形状。它包括凸模（冲

裁凸起的部分）和凹模（形成内孔或凹形的部分）。

定位装置：包括定位销和定位板等，用于保证板料在模具中的准

确位置。

单工序模具：只能完成单一冲压工序的模具，如冲裁、弯曲、拉

伸等。这类模具结构简单，适用于生产单一工序的大量生产。

连续模具：能够连续完成多个冲压工序的模具，如连续冲裁、连

续弯曲等。适用于多步骤的复杂产品加工。

级进模具：在同一工位上完成多道工序的模具，各工位间通过废

料排除系统连接。适用于多工序且材料厚度较薄的冲压件生产，还有

一些特殊模具如复合模具等。它们的结构和用途各有特点，选择适合

的模具类型对生产效率和产品质量至关重要。

2.冲压工艺参数设置

根据冲压件的使用要求和材料特性，合理选择材料牌号和厚度。

这些参数将直接影响冲压件的强度、韧性和耐磨性等性能指标。

选择合适的冲压设备和模具是确保冲压工艺顺利进行的基础，在

设备选择时，应考虑其吨位、精度和稳定性等因素。根据冲压件的尺

寸和形状，调整模具的几何参数，如模距、模厚等，以获得最佳的冲

压效果。

冲压速度和压力是影响冲压件质量和生产效率的关键因素，冲压

速度越高，生产效率越高，但过高的速度可能导致冲压件质量下降。

在实际生产中，需要根据具体情况调整冲压速度，以达到最佳的生产

效率和质量。

在压力设置方面，应根据材料的力学性能和冲压件的尺寸要求，

合理确定冲压力的大小和分布。过大的压力可能导致冲压件变形过大

或破裂，而过小的压力则无法满足生产需求。

合理的冲压顺序和方式可以减少冲压过程中的摩擦和热量积累，

提高冲压件的质量。在冲压复杂零件时，可以先进行初步冲压，形成

大致的形状，然后再进行精细处埋。

还可以根据零件的结构和加工要求，选择不同的冲压方式，如单

工序冲压、级进冲压等。这些冲压方式可以提高生产效率和产品质量。

在冲压工艺参数设置过程中，需要综合考虑材料、设备、速度、

压力、顺序和方式等多个方面，以实现最佳的冲压效果和生产效率。

(1)工艺参数的种类与选择

板料厚度：板料厚度是指冲压件所需的金属板材的厚度。选择合

适的板料厚度可以降低材料浪费，提高生产效率。通常情况下，板料

厚度应根据冲压件的尺寸、形状和性能要求来确定。

冲压力度：冲压力度是指冲压模具对金属板材施加的压力大小。

合理的冲压力度可以保证冲压件的成形精度和表面质量，冲压力度的

选择应考虑材料的强度、厚度、变形程度等因素。

冲裁间隙：冲裁间隙是指冲压模具上下模之间的距离。合适的冲

裁间隙可以保证冲压件的成形精度和表面质量，同时也可以降低冲模

磨损和能耗。冲裁间隙的选择应考虑材料的性质、厚度和冲压件的尺

寸等因素。

冲裁次数：冲裁次数是指在一个工序中，金属板材需要经过多少

次冲压加工才能完成所需形状的冲压件。增加冲裁次数可以提高冲压

件的成形精度，但同时也会增加生产时间和能耗。在选择冲裁次数时,

应综合考虑冲压件的尺寸、形状和性能要求以及生产效率等因素。

冲压速度：冲压速度是指金属板材在冲压过程中的运动速度。合

理的冲压速度可以提高生产效率，但过快的速度可能导致冲压件的成

形质量下降。在选择冲压速度时，应综合考虑材料的性质、厚度、变

形程度和冲压件的要求等因素。

润滑方式：润滑方式是指在冲压过程中对金属板材进行润滑的方

法。常用的润滑方式有油润滑、脂润滑和气液润滑等。润滑方式的选

择应考虑材料的性质、厚度、变形程度以及生产环境等因素。

（2）工艺参数对产品质量的影响

压力参数：冲压过程中的压力大小、压力曲线和峰值压力是保证

冲压材料成形和避免缺陷的关键。过大的压力可能导致材料的过度变

形和破裂，而压力不足则可能导致材料成形不完整或产生内部缺陷。

合理设定和调整压力参数是保证冲压件尺寸精度和表面质量的关键。

速度参数：冲压速度的变化会影响材料的流动性能和应力分布，

进而影响冲压件的成形质量。高速冲压可能导致材料局部变形增大，

产生热效应，影响产品精度和表面质量；低速冲压则可能影响生产效

率。合适的冲压速度选择对于保证产品质量和提高生产效率至关重要。

温度参数：冲压材料的温度会影响材料的物理性能和成形性能。

过高或过低的温度可能导致材料变形不均匀、内部应力增大或热应力

问题，进而影响冲压件的尺寸精度和机械性能。合理控制材料温度是

确保冲压产品质量的重要措施之一。

模具参数：模具的结构设计、材料选择以及制造工艺等参数直接

影响冲压过程的稳定性和产品质量的可靠性。不合理的模具设计可能

导致冲压过程中的异常磨损、卡料等问题，进而影响产品的精度和表

面质量。

工艺参数的设置和调整对冲压产品的质量具有重要影响，在实际

生产过程中，需要杈据材料性能、产品要求和设备条件等因素，合理

设定和调整工艺参数，以确保冲压产品的质量和生产过程的稳定性。

四、冲压材料及其选用

在冲压工艺中，选择合适的材料是确保冲压件质量与生产效率的

关键因素之一。冲压材料通常分为黑色金属（如钢、铸铁等）和有色

金属（如铜、铝等）两大类。

黑色金属在冲压过程中具有较好的刚度、耐磨性和强度。常用的

黑色金属包括：

钢：包括碳钢、合金钢等。碳钢具有优良的加工性能和机械性能,

广泛应用于制造各种冲压件；合金钢则通过添加特定合金元素来提高

其耐磨性、耐腐蚀性等性能。

铸铁：具有良好的铸造性能和减振性，适用于制造形状复杂、精

度要求不高的冲压件。

在选择黑色金属时，需要考虑材料的力学性能、加工性能以及成

本等因素。为了保证冲压件的质量，需要对材料进行严格的化学分析

和金相组织检查。

有色金属在冲压过程中具有较好的导电性、导热性和耐腐蚀性。

常用的有色金属包括：

铜：具有良好的导电性和导热性，适用于制造电气零件和散热器

等；同时，铜也具有一定的塑性，易于加工成型。

铝：轻质、耐腐蚀且具有良好的加工性能，适用于制造航空、汽

车等行业的冲压件。

在选择有色金属时，除了考虑其物理和化学性能外，还需要关注

其加工性能和成本。由于有色金属的价格通常比黑色金属高，因此在

选用时需要权衡性能与成本之间的关系。

满足工艺要求：根据冲压件的形状、尺寸和精度要求，选择能够

满足工艺要求的材料。

考虑力学性能：根据冲压过程中可能产生的应力分布情况，选择

具有适当强度和韧性的材料。

兼顾加工性能：选择易于加工、成型和焊接的材料，以降低生产

成本和提高生产效率。

考虑经济性：在满足工艺和使用要求的前提卜，尽量选用价格合

理、资源充足的材料。

正确选用冲压材料对于保证冲压件的质量和提高生产效率具有

重要意义。在实际应用中，应根据具体需求和条件进行综合评估和选

择。

1.常用冲压材料介绍

低碳钢板：低碳钢板是最常用的冲压材料之一。它具有良好的可

塑性、易于加工和焊接，成本相对较低。低碳钢板适用于制造各种类

型的冲压件，如汽车、电器、家具等行'业的零部件。

不锈钢板：不锈钢板具有优良的耐腐蚀性和较高的强度，广泛应

用于制造耐腐蚀、高强度要求的冲压件。不锈钢板适用于制造医疗器

械、厨房设备、化工设备等。

铝合金板：铝合金板具有密度小、重量轻、导电性好等优点，常

用于制造对重量和导电性要求较高的冲压件。铝合金板广泛用于航空、

汽车、电子产品等行业。

铜及铜合金板：铜及铜合金板具有良好的导电性、导热性和加工

性能，适用于制造电器、电子和通讯行业的精密冲压件。

塑料板材：在某些情况下，塑料板材也被用于冲压工艺。它具有

成本较低、易于加工和成型等优点。常见的塑料板材包括聚酯、聚氯

乙烯等，广泛应用于包装、建筑、家具等领域。

在选择冲压材料时，除了考虑材料的性能外，还需要考虑材料的

成本、可获取性、环境影响等因素。不同的冲压材料在加工过程中可

能需要不同的工艺参数和设备，选择合适的冲压材料也是制定工艺流

程中的重要环节。

(1)金属材料的种类与性能

金属材料是工业生产中应用最广泛的材料之一，其种类繁多，性

能各异。了解不同金属材料的种类及其性能特点，对于正确选择和使

用金属材料具有重要意义。

钢铁材料：包括生铁、钢、铸铁等。钢是经过冶炼和加工后具有

良好机械性能、物理性能和化学性能的合金，是现代工业中应用最广

泛的金属材料。

有色金属：主要包括铜、铝、锌、钛等。这些金属具有良好的导

电性、导热性、耐腐蚀性和耐磨性等特点。

非金属材料：如塑料、橡胶、陶瓷等。虽然它们的机械性能和物

理性能与金属材料有所不同，但在某些领域仍具有广泛的应用价值。

金属材料的性能是指其在特定环境下所表现出的力学、物理、化

学等方面的特性。主要性能指标包括：

力学性能：包括强度、硬度、韧性、塑性等。这些性能反映了金

属材料在受到外力作用时的变形能力和抵抗断裂的能力。

物理性能：如密度、熔点、沸点、热导率、电导率等。这些性能

与金属材料的温度、压力等条件密切相关。

化学性能：包括耐腐蚀性、抗氧化性、抗磨损性等。这些性能决

定了金属材料在特定环境下的稳定性和使用寿命。

工艺性能：如铸造性、焊接性、切削性等。这些性能影响金属材

料的加工过程和最终产品的质量。

在实际应用中，应根据具体需求和条件来选择合适的金属材料，

以实现最佳的性能表现。

（2）非金属材料的种类与应用

塑料是最常见的非金属材料之一，在冲压行业中有着广泛的应用。

根据其用途的不同，塑料可以分为热塑性塑料和热固性塑料两大类。

热塑性塑料：这类塑料在受热时可以熔化，冷却后又能重新固化。

例如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）等，它们具有良好的抗冲击性和耐

化学腐蚀性，适合用于制造各种冲压件。

热固性塑料：这类塑料在受热时不会熔化，而是会发生化学固化

反应。酚醛塑料、硅质塑料等是典型的热固性塑料，它们具有较高的

耐热性和机械强度，常用于制造承受高温或化学腐蚀的冲压件。

橡胶是非金属材料中的另一大类，具有良好的弹性和耐磨性，因

此在冲压过程中也发挥着重要作用。

天然橡胶：天然橡胶具有优异的弹性和拉伸性能，常用于制造冲

压模具的弹性元件，以减少冲压过程中的冲击和振动。

合成橡胶：合成橡胶是通过化学方法合成的，具有更优异的性能，

如更高的弹性、耐油性和耐化学品腐蚀性。它们被广泛应用于制造各

种冲压零件和密封件。

木材是一种天然的非金属材料，具有良好的韧性和可加工性。在

冲压工艺中，木材可以作为一种轻质材料使用。

单板：单板是由多层薄木片通过胶合、热压等工艺制成的板材，

具有较高的强度和耐水性。它们常用于制造冲压件的基材或支撑结构。

层压板：层压板是由多层木材通过胶合、热压等工艺制成的板材，

具有更高的强度和稳定性。它们适用于制造需要承受较大载荷的冲压

件。

还有如陶瓷、玻璃等非金属材料也在冲压领域得到了一定的应用。

这些材料虽然在使用上受到一定的限制，但它们的独特性能使得它们

在特定的冲压工艺中发挥着不可替代的作用。

非金属材料在冲压工艺中的应用丰富了冲压件的种类和性能，为

冲压工艺的发展提供了更多可能性。

2.材料选用原则及注意事项

使用性能：根据冲压件的使用要求和工况条件，选择具有足够强

度、硬度、韧性和耐磨性的材料。

工艺性能：材料应具有良好的加工性能，易于成型、剪切和冲压，

且不易产生裂纹、断裂等缺陷。

经济性：在满足使用性能和工艺性能的前提下，尽量选择成本较

低的材料，以降低生产成本。

了解材料成分与特性：在选择材料前，详细了解其化学成分、物

理性能和机械性能，确保其符合设计要求。

考虑材料的厚度与尺寸：根据冲压件的尺寸和厚度，选择合适的

材料牌号和厚度，以保证冲压件的质量和精度。

注意材料的清洁度：确保材料表面干净无油污、灰尘等杂质，以

免影响冲压件的质量和模具寿命。

考虑材料的硬化处理：对于经过热处理或冷作硬化的材料，需了

解其硬化程度和时效敏感性，以确保冲压过程中的性能稳定。

遵循标准与规范：选择符合国家或行业标准要求的材料，如GB、

ISO等，以确保冲压件的质量和安全性。

(1)材料的选用原则

材料强度与硬度：根据冲压件的使用要求和承载条件，选择适当

的材料强度和硬度。对于需要承受较大压力的冲压件，应选择高强度、

高硬度的材料。

材料的延展性和韧性：对于需要冲压成形的零件，材料的延展性

和韧性是重要考虑因素。良好的延展性可以确保冲压过程中材料的流

动性和成形性，而韧性则有助于防止冲压件在压力下开裂。

材料的耐腐蚀性：如果冲压过程中可能接触到腐蚀性环境，如酸

性或碱性溶液，应选择耐腐蚀性能好的材料。

材料的可焊性和可塑性：对于需要焊接的冲压件，材料的可焊性

是关键。良好的可塑性有助于冲压过程中的变形和填充。

成本效益：在满足工艺和使用要求的前提下，应尽量选择成本较

低的材料，以降低生产成本。

加工性能：材粒的加工性能包括成型性、加工精度和表面质量等。

选择具有良好加工性能的材料可以简化生产工艺，提高生产效率。

环境因素：考虑到冲压过程中可能产生的噪音、粉尘和废料等因

素，选择对环境影响较小的材料

标准和规范：遵循国家和行业的标准和规范，选择符合相关标准

要求的材料，确保冲压件的质量和安全性V

试验和验证：在实际应用前，对选定的材料进行必要的试验和验

证，以确保其在特定冲压工艺条件下的性能和稳定性。

材料的选用是一个综合考虑多方面因素的过程，需要根据具体的

冲压_L艺要求、零件性能需求和经济条件来做出合埋的选择。

(2)材料对冲压加工的影响及注意事项

在冲压加工中，材料的选择至关重要，因为它直接决定了冲压件

的质量、性能以及生产效率。不同的材料具有不同的物理和化学性质,

这些性质对冲压加工过程中的变形抗力、塑性、硬度等有着显著影响。

变形抗力和塑性：某些材料如钢具有较高的变形抗力和良好的塑

性，这使得它们在冲压过程中能够承受较大的变形而不断裂。而一些

软质材料则可能容易发生塑性变形，导致冲压件质量问题。

硬度与耐磨性：材料的硬度直接影响冲压件的耐磨性和使用寿命。

硬度过低可能导致冲压件易磨损，而硬度过高则可能增加模具的磨损

和冲压时间。

温度敏感性：某些材料在高温下容易软化或变形，这会影响冲压

件的质量和模具的使用寿命。在冲压加工前需要对材料进行预热或选

择适合高温环境的材料。

表面质量：材料的表面粗糙度、氧化膜等会对冲压件的表面质量

产生影响口良好的表面质量有助于提高冲压件的耐腐蚀性和耐磨性°

材料预处理：在冲压加工前，对材料进行去锈、去氧化膜等预处

理工序，以提高材料的加工性能和冲压件的质量。

模具选择与设计：根据材料的特性和冲压件的要求，选择合适的

模具材料和类型，并进行合埋的设计。这有助于提高冲压件的质量和

生产效率。

冲压工艺参数控制：在冲压加工过程中，需要严格控制冲压速度、

压力、模具间隙等工艺参数，以确保冲压件的质量和模具的安全性。

安全防护措施：冲压加工过程中存在一定的危险性，因此需要采

取完善的安全防护措施，如设置安全门、防护栏等，以保障操作人员

的安全。

材料的选择和冲压加工过程中的注意事项对于获得高质量的冲

压件至关重要。在实际生产中，应根据具体需求和条件进行综合考虑

和优化。

五、冲压过程的优化与改进

优化冲压工艺参数：针对产品特性和材料性质，对冲压速度、压

力、温度等参数进行精细化调整，提高工艺稳定性和产品一致性。在

实际操作中，应通过试验对比，选择最佳参数组合。

改进冲压模具设计：对冲压模具的结构、布局进行优化，提高模

具的耐用性和生产效率。针对产品易出现的质量问题，进行模具的局

部改良，如优化排样、增加工艺凸包等。

引入先进冲压设备和技术：采用自动化冲压设备、数控冲压技术

等，提高冲压生产的精度和效率。引入智能化监控系统，对冲压过程

进行实时监控和数据分析，为优化和改进毙供数据支持。

强化过程控制：对冲压生产过程中的原料、工艺、设备等进行严

格管理，确保冲压过程的稳定性和可靠性C建立质量管理体系，对生

产过程进行持续改进。

持续改进理念：冲压过程的优化与改进是一个持续的过程。企业

应建立持续改进机制，鼓励员工提出改进意见和建议，不断积累经验

和知识，推动冲压工艺的发展和创新。

重视人员培训：对冲压操作人员进行技能培训和安全教育，提高

其操作技能和安全意识。培养专业的冲压工艺工程师和技术人才，为

冲压过程的优化与改进提供人才支持。

1.冲压过程常见问题及解决方案

问题描述：凹模在使用过程中发生开裂，可能导致冲压件报废或

设备损坏。

问题描述：卸料装置不能准确地将冲压件从模具中推出，导致生

产效率降低。

问题描述：冲压过程中产生较大的噪音和振动，影响工作环境和

工人健康。

在冲压过程中，只有及时发现并解决常见问题，才能保证冲压件

的质量和生产效率，同时延长设备的使用寿命。

(1)常见问题类型及原因分析

裂纹或断裂:这可能是由于材料的强度不足或者冲压过程中的压

力过大导致的。检查材料的选择和热处理情况，以及是否正确地控制

了冲压过程的压力，可以解决此类问题。

尺寸偏差:这可能是由于材料厚度不均匀，或者冲压过程中的速

度不稳定导致的。要解决这个问题，需要确保材料的厚度均匀，并且

在冲压过程中保持稳定的速度。

表面质量不良:这可能是由于冲压模具的清洁不足，或者润滑不

当导致的。定期清洁和维护模具，并正确选择和使用润滑剂，可以提

高表面质量。

(2)问题解决方案与预防措施

精度问题解决方案与预防措施：冲压加工中的精度问题主要表现

为产品尺寸的不准确。为了解决这个问题，首先要确保冲压模具的精

度和设计符合技术要求。定期对模具进行维护和检查，避免磨损和损

坏。使用高质量的原材料也是保证产品精度的关键。

模具损坏解决方案与预防措施：模具的损坏会严重影响生产效率

和产品质量。为了避免模具损坏，操作员需要严格按照操作规程进行,

避免过度冲压和违规操作。定期对模具进行检查和维护，及时修复或

更换损坏的部件。对于高负荷的模具，采用合适的冷却和润滑措施也

能有效延长其使用寿命。

生产效率问题解决方案与预防措施：生产效率低下可能是由于设

备老化、工艺不合理或原材料供应不足等原因造成的。为了解决这个

问题，企业需要定期更新和维护设备，优化工艺流程，并确保原材料

的稳定供应。提高操作员的技能和素质也是提高生产效率的重要途径。

对冲压加工过程中可能出现的问题进行预防和解决，需要企业从

技术、管理、人员培训等多方面入手，确保冲压加工的顺利进行。

2.冲压过程优化途径

选择合适的材料并进行预处理是优化冲压过程的基础，优质材料

具有较好的塑性、延展性和耐磨性，能够降低冲压过程中的废品率，

提高生产效率。对材料进行去应力退火、正火等预处理工艺，可以改

善材料的内部组织结构，提高其可塑性和抗拉强度，为冲压成型创造

有利条件。

工艺参数的优化是冲压过程优化的关键环节，通过调整冲压速度、

压力、模具间隙等工艺参数，可以实现冲压件的质量、形状和尺寸的

精确控制。采用先进的数控技术和自动化控制系统，实现工艺参数的

实时监测和自动调整，进一步提高冲压过程的稳定性和一致性。

模具是冲压过程中不可或缺的工具，其设计和制造水平直接影响

冲压件的质量和生产效率。通过优化模具的结构设计、采用先进的制

造工艺和材料，可以提高模具的使用寿命和成型精度。利用CADCAM

等技术进行模具的数字化设计，可以实现模具设计的快速迭代和优化。

随着科技的不断发展，冲压设备的更新和智能化升级已成为冲压

过程优化的重要方向。采用高性能的冲压设备，如高速冲压机、电液

伺服冲压机等，可以提高冲压速度和成型精度。引入智能制造技术，

如物联网、大数据、人工智能等，实现对冲压过程的实时监控、故障

诊断和预测性维护，进一步提高冲压过程的智能化水平。

优化生产流程和加强协同管理也是冲压过程优化的重要方面，通

过合理布局生产线、减少物料搬运和等待时间、优化生产计划和调度

等手段，可以提高生产线的运行效率和产能。加强生产现场的管理和

协作，建立完善的质量控制体系和信息共享平台，促进各环节之间的

紧密配合和高效运作。

通过材料选择与预处理、工艺参数优化、模具设计与制造、设备

更新与智能化升级以及生产流程优化与协同管理等途径，可以有效优

化冲压过程，提高冲压件的质量和生产效率。

(1)工艺优化

选择合适的冲压模具：模具的选择直接影响到产品的精度和质量。

在进行冲压工艺时，应根据产品的形状、尺寸和材料特性选择合适的

模具。还需定期对模具进行维护和更换，以保证其正常工作。

合理安排冲压工序：冲压工序的安排应遵循“简单、稳定、易操

作”的原则。应先进行冲裁工序，然后进行弯曲、拉伸等其他工序。

还需合理安排冲压机的上下料顺序，以减少生产时间。

提高冲压速度：冲压速度是影响生产效率的重要因素。通过调整

冲压机的压力、行程、速度等参数，可以提高冲压速度，从而缩短生

产周期。但需要注意的是，过快的速度可能导致产品尺寸不稳定和表

面质量下降，因此需要在保证生产效率的前提下，适当控制冲压速度。

优化冲压模具结构：通过对模具结构进行优化设计，可以提高模

具的使用寿命、降低废品率和维修成本。采用合理的凸模和凹模设计,

可以减少材料损耗；采用耐磨材料制作模具表面，可以延长模具使用

寿命等。

引入自动化设备：随着科技的发展，越来越