冲压工艺的基础知识和详细介绍

1、冲压,板料冲压-利用冲模使板料产生分离或变形的加工方法。 加工范围-冷态下8毫米； 热态冲压8-10毫米。 设备及模具-板料冲压是在冲床上利用模具进行冲压加工。 常见冲压材料-低碳钢、铜合金、铝合金、镁合金及塑性高的合金钢。非金属材料如橡胶、皮革、毛毡、硬纸板等。,板料冲压具有如下特点：,可以冲压出形状相对复杂的零件，废料少。 产品具有足够高的精度和较低的表面粗糙度， 互换性能好。 能获得质量轻、材料消耗少、强度和刚度 较高的零件。 冲压操作简单，工艺过程便于机械化和 自动化，生产率高。零件成本低。,第一节 分离工序,分离工序-使坯料的一部分与另一部分相互分离的工序。它是许多工序如冲孔、落料、

2、切断等的总称。,一.落料及冲孔（冲裁）,落料是被分离的部分为成品，而周边是废料；,冲孔是被分离的部分为废料，而周边是成品;,1. 冲裁变形过程,弹性变形,塑性变形,断裂分离,影响冲裁的主要因素：冲模间隙、刃口的锋利程度及冲裁力。,弹性变形阶段,塑性变形阶段,断裂分离阶段,弹性变形,塑性变形,断裂阶段,冲裁,2、凸凹模间隙 凹模间隙c的确定：间隙不能过大，也不能过小。,间隙合适,间隙过大,间隙过小,凸凹模间隙对冲裁件质量的影响,当间隙过小时，如图示，外表尺寸略有增大，内腔尺寸略有缩小（弹性回复）。光面宽度增加，塌角、毛刺、斜度等都有所减小，工件质量较高。,当间隙过大时，如图示，断面光面减小，塌角

3、与斜度增大，形成厚而大的拉长毛刺，且难以去除，同时冲裁的翘曲现象严重。外形尺寸缩小，内腔尺寸增大，模具寿命较高。,当间隙合适时，如图所示，这时光面约占板厚的1/21/3左右，切断面的塌角、毛刺和斜度均很小。零件的尺寸几乎与模具一致，完全可以满足使用要求。,间隙小,间隙大,间隙适中,2、凸凹模间隙 凹模间隙c的确定：间隙不能过大，也不能过小。,c = m,c单边间隙值 板料厚度，mm m与材料性能及厚度有关的系数 低碳钢、纯铁 ：m=0.060.09 铜、铝合金： m=0.060.1 高碳钢： m=0.080.01 料厚3mm时，m适当放大。,按材料种类及厚度 选择间隙,3、 凸凹模刃口尺寸的确

4、定： 落料模：取凹模作为设计基准 凹模刃口尺寸 = 工件要求尺寸（小尺寸）； 凸模刃口尺寸 = 凹模刃口尺寸 - 间隙值 冲孔模：取凸模作为设计基准 凸模刃口尺寸 = 工件要求尺寸（大尺寸）； 凹模刃口尺寸 = 凸模刃口尺寸 + 间隙值,落料件尺寸随凹模刃口磨损而增大，冲孔件尺寸随凸模磨损而减小，所以,落料凹模基本尺寸应取工件尺寸公差范围内的较小的尺寸。,冲孔凸模基本尺寸应取工件尺寸公差范围内的较大尺寸。,4、冲裁力的计算：,平刃冲模的冲裁力按下式计算: P = KLs 式中：P冲裁力，N ； L冲裁周边长（mm）； s坯料厚度（mm）； K系数，常取1.3； 材料抗剪强度（MPa），取=0.

5、8b。,5、冲裁件的排样：,排样是指落料件在条料，带料或板料上合理布置的方法 落料件的排样有两种类型：无搭边排样和有搭边排样。 合理排样可提高材料利用率。,不同排样方式材料消耗对比,二 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，以切掉普通冲裁时在冲裁件断面上存留的剪裂带和毛刺，从而提高冲裁件的尺寸精度和降低表面粗糙度。,修整后冲裁件公差等级 达IT6IT7，表面粗糙度 Ra为0.81.6m。,修整工序简图,三 切断 切断-用剪刃或冲模将板料沿不封闭轮廓进行分离的工序。 此外还有切舌（如图所示）、切边、剖切等工序 。,第二节 变形工序,变形工序-使坯料的一部分相对另一部分产生位移而

6、不破裂的工序。它是许多工序的总称如拉深、弯曲等。,一、 拉深 ：使板料（浅的空心件）成形为空心件（深的空心件），而厚度基本不变的加工方法成为拉深。,（1）拉深变化过程,拉深过程及变形特点： 拉深过程如图示，其凸模和凹模有一定的圆角，其间隙一般稍大于板料厚度。拉深件的底部一般不变形，厚度基本不变。直壁厚度有所减小。,圆筒形零件的拉深,一 拉深,拉深,（2） 拉深中的废品 。,拉裂,起皱,现场拉裂起皱件,起皱,正确选择拉伸系数,凸凹模圆角半径,拉深中常见的废品及防止措施,拉裂 ：从拉深过程中可以看到，拉伸件中最危险的部位是直壁与底部的过渡圆角处，当拉应力超过材料的强度极限时，此处将被“拉裂”。防止

7、“拉裂”的措施有：,润滑不足或不适当,凸凹模间隙,正确选择拉深系数,拉深件直径d与坯料直径D的比值称为拉深系数，用m表示，即m = d/D。 拉深系数不小于0.50.8。坯料的塑性差取上限值，塑性好取下限值。,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。 第一次拉深系数 m1 = d1/D 第二次拉深系数 m2 = d2/d1 第几次拉深系数 mn = dn/dn-1 总的拉深系数 m = m1m2mn,凸凹模的圆角半径：材料为钢的拉深件，取r凹=10，而r凸=（0.61）r凹。这两个圆角半径过小，产品容易拉裂。 凸凹模间隙：一般取Z=（1.11.2）.,避免起皱的工艺方法,起

8、皱：拉深系数越小，板料的相对厚度越薄越容易起皱,（3） 旋压：用旋压法制作拉深件,二、弯曲 是坯料的一部分相对于另一部分弯曲成一定曲率或角度的 工序。,拉应力,压应力,二、弯曲 是坯料的一部分相对于另一部分弯曲成一定曲率或角度的 工序。,回弹,回弹现象由于弹性变形的恢复，坯料略微弹回一点，使被弯曲的角度增大。一般回弹角为010,弯曲时还应尽可能使弯曲线与坯料纤维方向垂直。,与坯料纤维方向垂直,3 翻边,翻边孔的容许值 K=do / d,翻边是在坯料的平面部分或曲面部分上使板料沿一定的曲率翻成竖立边缘的冲压成型方法。内孔翻边和外缘翻边。,翻边,圆孔翻边举例,4、 成型 利用局部变形使坯料或使半成

9、品改变形状的工序。,用橡皮 压制筋条,用橡皮芯胀型,多工序成型零件 落料后； 三次拉深； 冲孔； 翻边； 冲缺。,5 冲模的分类和构造,冲模的分类,简单冲模： 在冲床的一次冲程中只完成一个工序的冲模。 连续冲模： 在冲床的一次冲程中，在模具的不同部位同时完成数道工序的模具。 复合冲模： 在冲床的一次冲程中，在模具的同一部位同时完成数道工序的模具。,简单冲模,在冲床的一次冲程中只完成一个工序的冲模，称为简单冲模。模具简单,造价低。,简单冲模,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。生产率高，要求定位精度高。,连续冲模（级进模）,连续冲模,冲床的一次冲程中，在模具

10、同一部位上同时完成数道冲压工序的模具，称为复合模。精度高，模具复杂。,复合模,落料冲孔复合模,凸、凹模做成一体,6 冲压件的结构工艺性,(1)、冲压件的形状及尺寸： 对落料件和冲孔件的要求： 落料件的外形和冲孔件的孔形应力求简单、对称；如图所示； 冲孔的尺寸不能过小，如图所示； 冲裁件上直线与直线、曲线与直线的交接处，应采用圆弧连接，如图所示； 冲压件排料应以节约材料、降低成本和保证质量为本，如图所示；,不合理的落料外形,冲孔件尺寸与厚度 关系,对弯曲件的要求： 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半径，并应考虑材料的纤维方向； 弯曲边过短不易成形，H2s如图所示； 弯曲带孔件时，为避免孔的变形，应注意孔的位置，L(1.52)s.如图所示 弯曲时有时可事先钻出止裂孔，如图所示； 空心零件不易过高、过深，如图所示；,图3.3.19 弯曲边高 图3.3.20 带孔弯曲件,对拉深件的要求： 拉深件外形应简单、对称，且高度不宜太大，以便减少拉伸次数； 拉深件的最小许可半径如图所示；,（3）拉深件的要求 拉深件最小允许半径,(2)、改进结构