《锻造与冲压实训》课件-项目8：冲压基本工序

冲孔（完整工艺）一、冲孔工艺及冲孔模冲孔：用模具沿封闭轮廓线冲切板料，切下部分是废料。冲孔模作用：可以在平板毛坯上冲孔，也可以在成形毛坯上冲制平面孔，在成形零件的侧壁冲孔。一、冲孔工艺及冲孔模单工序模（常称简单模）在一副模具中只完成一种工序落料冲孔切边可以由一个凸模和一个凹模洞口组成；也可以是多个凸模和多个凹模洞口组成。一、冲孔工艺及冲孔模在压力机一次行程中，在模具的不同位置上同时完成数道冲压工序。级进模（俗称连续模）级进模所完成的同一零件的不同冲压工序是按一定顺序、相隔一定步距排列在模具的送料方向上的，压力机一次行程得到一个或数个冲压件。复合模在压力机的一次行程中，在一副模具的同一位置上完成数道冲压工序。一次行程一个冲压件二、无导向冲孔模上模聚氨酯卸料板定位销凹模下模板剪切好的坯料由安装在凹模上的3个定位销定位，上模与凹模共同冲出圆孔，由压缩后的聚氨酯提供动力给卸料板将夹在上模上的零件推出。无导向的敞开式简单冲孔模优点缺点模具间隙调整麻烦，冲件质量差，操作也不够安全。结构简单，制造容易，成本低适用于精度要求不高，形状简单、批量小的冲裁件。特征三、导板式冲孔模凸、凹模的正确配合是依靠导板导向。为了保证导向精度和导板的使用寿命，工作过程不允许凸模离开导板，为此，要求压力机行程较小。选用行程较小且可调节的偏心式冲床较合适。导板模比无导向简单模精度高，寿命也较长，使用时安装较容易，卸料可靠，操作较安全，轮廓尺寸也不大。导板模一般用于冲裁形状比较简单、尺寸不大、厚度大于0.3mm的冲裁件。三、导板式冲孔模特征凹模嵌在悬壁式的凹模体上，凸模导板导向，以保证与凹模的正确配合。悬臂固定在支架上，并用销钉固定防止转，支架与底座配合，并用螺钉紧固。凸模与上模座用螺钉紧定，更换较方便。弯曲（完整工艺）弯曲一、弯曲工艺概述把材料（包括板料、毛坯料、管材、型材、棒料等）沿弯曲线弯曲成一定形状和角度的冲压工序。是冲压生产基本成形工序之一，其应用非常广泛。一、弯曲工艺概述弯曲是冲压生产中应用较广泛的一种工序汽车的大梁拖拉机机架铧犁的犁架大型结构件自行车的半链罩电器接触零件仪表板架中、小型零件二、弯曲变形过程V形件弯曲的变形过程在弯曲过程中，板料的内弯曲半径与支点距离随着凸模下行而逐渐减小，直到行程终了时，板料才与凸模的工作表面完全接触。二、弯曲变形过程当毛坯上作用有外弯曲力矩M时，毛坯的曲率发生变化。毛坯变形区内靠近曲率中心的一侧金属在切向压应力的作用下产生压缩变形。远离曲率中心一侧金属在切向拉应力的作用下产生伸长变形。

二、自由锻设备日常维护要点金属板的弯曲过程1、弹性弯曲阶段2、弹一塑性弯曲阶段当外弯曲力矩的数值不大时，在毛坯变形区的内、外表面引起的应力小于材料的屈服强度Rm，此时仅在毛坯内部引起弹性变形。当外弯曲力矩的数值继续增大时，毛坯的曲率半径随着变小，毛坯变形区的内、外表面首先由弹性变形状态过渡到塑性变形状态，以后塑性变形由内、外表面向中心逐步扩展。

3、纯塑性弯曲阶段结构组成凸模支架定位销活动凹模转轴支承板顶杆三、V形精弯模结构V形精弯模两块活动凹模通过转轴铰接、定位板固定在活动凹模上。三、V形精弯模结构V形精弯模弯曲前顶杆将转轴顶到最高位置，使两块活动凹模成一平面。在弯曲过程中坯料始终与活动凹模和定位板接触，以防止弯曲过程中坯料的偏移。三、V形精弯模结构适用于有精确孔位的小零件、坯料不易放平稳的带窄条的零件以及没有足够压料面的零件。拉深拉深拉深工艺筒形阶梯形锥形球形盒形其他不规则形状的薄壁零件与其他冲压成形工艺配合，还可能制造形状极为复杂的零件汽车飞机拖拉机电器仪表电子坯料与工件的形状和尺寸变化一、拉深的工作原理在坯料中心直径的一块圆，拉深后转变为工件的底部面积和形状基本保持不变，而坯料周围圆环带部分，拉深后转变为工件的圆筒形侧壁一、拉深的工作原理毛坯上阴影部分成为多余材料，这部分材料在拉深过程中，因受凹、凸模之间的间隙限制，被挤向工件侧壁。工件的实际高度坯料上的环形宽度拉深件在拉深过程中二、拉深件外形要求各部分径向拉深力切向压缩力弯曲力应力的方向和大小各有不同拉深后的材料厚度发生变化引伸件二、拉深件外形要求底部中心仍能保持原来的材料厚度底部圆角处材料变薄顶部近凸缘处材料变厚矩形件四周圆角处材料变厚对产品零件图上的尺寸，应明确地注清楚必须保证的是外形尺寸还是内形尺寸，不能同时标注内形、外形尺寸。二、拉深件外形要求矩形的拉深件，应避免底平面与壁面的连接部分出现尖的转角。外形较复杂的空心拉深件，必须考虑留有工序间固定毛坯的同一工艺基准。二、拉深件外形要求一般应尽量避免异常复杂及非对称形状的拉深件设计有半敞开的或非对称的空心拉深件，也应尽量考虑设计成能成对地进行拉深加工的结构二、拉深件外形要求使用压边圈进行首次拉深的模具结构压料板安装在下模，压边力通过安装于下模的顶杆传递，压边力源可以是弹性缓冲器、弹簧也可以是压力机上的气缸力等。二、拉深件外形要求使用压边圈进行首次拉深的模具结构落料好的坯料置于压料板的定位圈中定位，凸模及凹模、压料板共同作用便可将坯料拉深出来。二、拉深件外形要求可用于带凸缘拉深件的首次拉深以后各次的拉深。拉深时，将前次拉深好的凸缘置于压料板的定位圈中定位。胀形工艺1、胀形工艺概述2、胀形方法3、胀形应用案例4、胀形工艺优化与生产1、成形工序的基本概念成形工序：通过塑性变形制造工件的加工方法。翻边胀形缩口核心：在不破坏材料或失稳的前提下，获得所需形状与尺寸。

一、胀形工艺概述2、胀形的定义与特点定义应力状态通过在管坯内部或板坯一侧施加高压介质，迫使材料塑性变形的冲压工艺。变形区金属处于双向受拉状态，这是胀形区别于其他工序的关键特征。

工艺优势工件表面光滑、精度高，可避免起皱缺陷，适用于多种复杂零件成形。一、胀形工艺概述3、胀形的分类平板坯料局部成形（起伏成形）使平板局部凸起，如局部突起零件。圆柱形空心毛坯成形（凸肚成形）使空心件或管状件径向向外扩张。局部凸起整体径向扩张胀形方法刚性模具胀形柔性模具胀形原理二、胀形方法利用锥形芯块顶开分瓣凸模，使工件胀出所需形状。当上模下行时，锥形芯块推动分瓣凸模向四周扩张。1、刚性模具胀形模瓣数量要求二、胀形方法不少于6片，数量越多工件精度越高，但难以获得高精度旋转体，变形均匀性较差。由凹模、分瓣凸模、拉簧、锥形芯块组成，各部件协同完成胀形过程。1、刚性模具胀形模具结构二、胀形方法特点采用聚氨酯凸模或液体高压介质，具有无摩擦特性，可成形复杂形状零件，尤其适用于异形件或精度要求高的场景。2、柔性模具胀形通过胀形工艺实现套箍复杂形状成形，保证尺寸精度，提升制动系统可靠性。1、铁道制动软管套箍加工三、胀形应用案例2、变壁厚钢管制造胀形工艺可精准控制钢管壁厚变化，解决复杂形状管件的成形难题，满足不同工况对管件性能的需求。四、胀形工艺优化与生产作用：优化胀形参数（如压力、变形速率），减少试错成本，提升成形精度，为实际生产提供科学依据。流程：先通过有限元模拟分析确定最佳参数，再应用于实际生产，实现模拟与生产的高效结合。1、有限元模拟技术的应用四、胀形工艺优化与生产圆管胀形以径向向外延展为主要变形方式，材料在压力下均匀或不均匀扩张，直接影响零件最终形状。2、圆管胀形的变形特点凭借其高精度、无起皱等优势，在汽车、机械、航空航天等领域广泛应用。掌握其原理、方法及优化技术，对提升零件质量和生产效率具有重要意义。小结翻边工艺翻边工艺通过模具将金属板材边缘翻折成直立或特定形状的成型方法。汽车航空航天家电原理操作流程质量控制1、翻边工艺概述2、翻边工艺操作流程3、设备与工具4、质量控制与应用

一、翻边工艺概述1.1定义与作用翻边工艺通过冲压模具将金属板材的边缘沿一定曲线翻折成直立边缘的加工方法。增强工件性能：提升强度和刚性；便于装配连接：翻边后的边缘可作为连接接口，简化装配流程；美化外观：使工件边缘光滑规整，兼具功能性与装饰性。一、翻边工艺概述1.2工艺分类圆孔翻边针对圆形孔洞的边缘处理，如油箱口翻边，可增强密封性；异形孔翻边适用于方形、椭圆形等非圆形孔，满足复杂结构需求；一、翻边工艺概述1.2工艺分类曲面翻边对弧形件边缘进行加工，如洗衣机内筒翻边，减少衣物磨损；变薄翻边通过控制材料厚度变化实现精密加工，常用于精密仪器零件。

一、翻边工艺概述1.3模具结构组成凸模直接接触工件，决定翻边的形状和尺寸精度；

凹模定位导向工件，确保加工位置准确；

压边圈防止工件冲压时起皱，保证表面平整；

顶料装置翻边完成后将工件从模具中顶出，提高生产效率。二、翻边工艺操作流程裁剪坯料并加工定位孔，确保尺寸精度，为后续工序奠定基础。坯料准备调整凸模与凹模的间隙，间隙精度直接影响翻边质量。模具安装2.1工艺流程分解二、翻边工艺操作流程牢固固定压边圈，避免冲压过程中工件移位。压边圈固定控制冲压速度以防工件开裂，例如普通钢板建议采用中等冲压速度。冲压翻边2.1工艺流程分解二、翻边工艺操作流程2.1工艺流程分解工件取出与检验取出工件后，需检查尺寸、边缘平整度及有无裂纹缺陷。二、翻边工艺操作流程翻边高度计算公式为H=(D-d)/2-r(1+π/2)，精确计算保证翻边尺寸达标。翻边高度计算2.2关键工艺参数需满足r≥3t（t为板厚），防止应力集中导致开裂。圆角半径要求普通钢板压边力建议控制在3-5MPa，根据材料特性调整。压边力控制D为翻边直径d为孔径r为圆角半径三、设备与工具3.1机械压力机适用场景中小型件批量生产，如家电零件翻边。优势工作效率高，每分钟可完成多次冲压，满足常规生产需求。适用场景三、设备与工具大型或复杂件加工，如汽车车门框翻边。3.2液压机优势压力大且可精确控制，适合形状复杂、精度要求高的工件。

三、设备与工具3.3专用翻边机适用场景优势标准化批量生产，如圆孔翻边的规模化加工。自动化程度高，稳定性强，可降低生产成本。四、质量控制与应用4.1常见缺陷及对策起皱增大压边力使板材贴合模具，或减小凹模圆角；开裂预热板材降低硬度，优化润滑以减少摩擦；回弹通过模具预补偿设计，提前预留回弹量，保证尺寸精度。四、质量控制与应用汽车行业：车门框翻边增强密封性和强度，提升整车安全性能；家电行业：洗衣机内筒翻边减少边缘毛刺，避免衣物磨损。4.2典型应用案例航空航天：油箱口翻边确保燃料储存密封性，保障飞行安全；连接板材成型与实际应用的桥梁，其原理、流程和质量控制直接影响产品性能。翻边工艺缩口工艺缩口工艺锻造与冲压领域中一种重要的成形技术，广泛应用于国防、民用等多个工业领域。1、缩口工艺概述2、缩口工艺流程3、缩口模结构类型4、质量控制与工艺参数一、缩口工艺概述2、定义与作用定义缩口工艺是将管坯或预先拉深好的圆筒形件，借助缩口模缩小其口部直径的成形方法。一、缩口工艺概述2、定义与作用作用相较于传统工艺，缩口工艺能减少成形工序，有效提升生产效率，同时降低加工成本，是精密零件制造中的关键技术。一、缩口工艺概述用于枪炮弹壳、军用容器等关键部件的加工，保障武器装备的结构强度和密封性。国防工业常见于钢气瓶、压力容器等民生用品的口部成形处理，确保产品在高压工况下的使用安全。民用工业3、应用领域二、缩口工艺流程缩口工艺的标准流程原材料检验模具调试上料定位冲压成型缩口加工下料检验缩口工艺的标准流程原材料检验模具调试上料定位冲压成型缩口加工下料检验

结构组成主要由凹模、导正圈、凸模等部件组成。各部件通用性强，更换不同尺寸的部件即可加工不同孔径的缩口零件。

工作原理冲压时，凸模大台阶对坯件加压，使其进入凹模挤压成形；

适用场景适用于较长零件的缩口加工，通常在液压机及摩擦压力机上操作。三、缩口模结构类型1、倒挤式缩口模凸模下部小直径伸入坯件内孔，起到定位导向作用，确保成形精度。三、缩口模结构类型2、通用模架式缩口模结构特点采用通用模架，凸模和凹模可根据零件尺寸灵活更换，无需更换整个模具。三、缩口模结构类型2、通用模架式缩口模应用优势能显著降低模具制造成本，缩短生产准备周期，尤其适合多品种、小批量生产，提升实训中的设备利用率。四、质量控制与工艺参数缩口系数K=d/D0，其中d是缩口后直径，D0为坯料原始直径。缩口系数计算1、缩口系数与失稳控制合理控制缩口系数，能有效避免工件在缩口时失稳起皱，保障缩口质量。失稳控制缩口系数反映了变形的难易程度，是制定工艺方案的重要依据。系数意义原始直径D0=50mm缩口后直径d=35mmK=0.7四、质量控制与工艺参数2、回弹补偿设计回弹现象工件缩口后，因弹性变形会产生尺寸回弹，导致实际尺寸与设计要求偏差。补偿方法模具设计时考虑0.5%-0.8%的弹性恢复量，提前对尺寸进行补偿，减少试模修正量。补偿效果通过回弹补偿设计，可使缩口件尺寸更接近设计要求，提高生产效率和产品合格率。小结1、缩口工艺的定义2、缩口工艺的应用3、缩口工艺的模具结构4、缩口工艺的质量控制要点缩口系数的计算与意义工件成形的完整流程两种模具的结构差异回弹补偿的实际应用冲压典型案例了解冲压技术在工业生产中的核心作用关键工艺环节的实际应用一、冲压工艺回顾1、冲压工艺的定义冲压是借助压力机和模具，对板材等施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸工件的加工方法。模具压力实现材料的塑形与裁切一、冲压工艺回顾2、冲压的应用领域

机电行业汽车行业核心部件如电机定转子铁心依赖冲压工艺，通过铁心片冲模实现高效生产，直接影响电机的性能与能耗。从安全带插头到车身部件，冲压工艺确保了零部件的精度和质量，是汽车制造中不可或缺的环节。一、冲压工艺回顾3、冲压工艺的主要类型拉伸工序修边工序冲孔工序将平板毛坯制成空心零件，例如汽车车身的曲面成型。去除工件边缘多余材料，保证尺寸精度，如手机外壳的边缘修整。在工件上加工安装孔或功能孔，常见于机械零件的装配需求。一、冲压工艺回顾3、冲压工艺的主要类型整形工序