冲压工艺培训资料

1、汽车冲压工艺 I、总的工艺流程 四大工艺部门即机械部、 我们公司的生产线主要有四大工艺部门和一条检测线（及一些相关的职能部门） 焊装部、涂装部和总装部；检测线是对汽车的各项指标作一番检测，保证整车的质量，所担任的工作都很重要。 从而获得一定尺寸、形状和性能的一种零件加工方法。 U、冲压工艺 汽车每一个车身片件，一般要利用多付不同的模具， 通过多道不同的工序生产而成。 下面主要介绍相关的生 产冲压工艺。 前面我已经对冲压一词进行过解释，冲压是通过模具对板材施加压力或拉力，使得板材塑性成形，有时对板 料施加剪切力而使板材分离， 从而获得一定尺寸、 形状和性能的一种零件加工方法。 冲压加工的原材料一

2、般为板 材或带材，故也称板材冲压。 模具：汽车车身片件的生产有一个很重要的工装设备一一那就是模具， 什么叫模具呢？模具是一种专用工 具，用于装在各种压力机上，通过压力把金属或是非金属材料制出所需零件的形状制品，这种专用工具即统称模 具。模具有很多种，具体后面再讲。 所有的固体金属都是晶体，原子在晶体所占的空间内有序排列。在没有外力作用时，金属中原子处于稳定状态， 金属物体具有自己的形状与尺寸。施加外力，会破坏原子间原来的平衡状态，造成原子排列畸变，引起金属形状 与尺寸的变化。1、假若除去外力金属中原子立即恢复到原来稳定平衡的位置，原子排列畸变消失，金属完全 移动距离有可能大于受力前的原子间距离

3、， 这时晶体种一部分原子相对于另一部分产生较大的错动。外力除以后， 原子间的距离虽然仍可恢复原状，但错动了的原子并不能再回到其原始位置，金属的形状和尺寸也都发生了永久 改变。这种在外力作用下产生不可恢复的永久变形称为塑性变形。 一、冲压工艺的分类 根据通用的分类方法，冲压工艺一般可分为分离工序和成形工序（又分弯曲、拉深、成形等等）两大类。分 离工序是在冲压过程中使冲压件与坯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；成形工序是使冲压坯料在不破坏的条件下发生塑性变形，并转化成所要求的成品形状， 同时也应满足尺寸公 差等方面的要求。 按照冲压时的温度情况有冷冲压和热冲压

4、两种方式。这取决于材料的强度、塑性、厚度、变形程度以及设备 能力等，同时应考虑材料的原始热处理状态和最终使用条件。 1.冷冲压 金属在常温下的加工，一般适用于厚度小于4mm的坯料。优点为不需加热、无氧化皮，表面质 量好，操作方便，费用较低。缺点是有加工硬化现象，严重时使金属失去进一步变形能力。冷冲压要求坯料的厚 度均匀且波动范围小，表面光洁、无斑、无划伤等。 2.热冲压 将金属加热到一定的温度范围的冲压加工方法。优点为可消除内应力，避免加工硬化，增加材料 的塑性，降低变形抗力，减少设备的动力消耗。 我们这里主要讲冷冲压。 一般工件的一般工序为：拉伸一一切边一一冲孔一一翻边一一整形等等。但是一些

5、工序的顺序是不一定的， 要依照工件的成型地难易程度及工序的设计等等一些因素而定。 BL:下料模F0:成型模（不带拉延）DR:拉延模TR:剪边（修边模） RST:整形模 FL:翻边模PI :冲孔模C/PI :侧冲孔模（斜楔） C/RST :侧整型模（斜楔）C/TR:侧剪边模HEW包边模（多 用于顶盖或引擎盖）TRF？ 这个真没碰到过 具体工序分类参见下表： 分离工序分类 1简图 特点及应用范围 1切断 L m! 11 用剪刀或冲模沿不封闭曲线切断板料， 多用于 加工形状简单的平板零件 切口 切边 剖切 落料 冲孔 废料 令 L 一 ZZD - ill 厂 X / /A- fT7 3 rJ r *

6、 用冲模沿封闭轮廓曲线冲切板料， 冲下来的部 分为零件，用于制造各种形状的平板零件 用冲模沿封闭线冲切板料，冲下来的部分为废 在坯料上沿不封闭线冲出缺口， 切口部分发生 弯曲，如通风板 将成形零件的边缘部分修切整齐或切成一定 形状 把冲压加工成的半成品切开成两个或几个零 件，多用于不对称零件的成双或成组冲压成形 之后 成形工序一弯曲 工序名称 简图 特点及应用范围 弯曲 1 压弯 把板料沿直线弯成各种形状， 可以加工形状极为复杂的零件 卷板 对板料进行连续三点弯曲，制 成曲面形状不同的零件 滚弯 2 通过一系列轧辊把平板卷料滚 弯成复杂形状 拉弯 在拉力与弯矩共冋作用下实现 弯曲变形可得精度较

7、好的零件 冲压成形工序-拉深 冲压成形工序-成形 以上简单地介绍了一些冲压工艺的基本概念、特点及常用范围。下面重点介绍一下冲裁、拉伸、弯曲、胀形 等等一些常见的冲压工序。 A、冲裁工艺 冲裁是利用模具使板料沿一定的轮廓形状产生分离的一种冲压工序。冲裁包括：落料、冲孔、切口、切边、 冲缺、剖切、整修等。其中又以冲孔、落料应用最为广泛。在板料上冲下所需形状的零件（或毛坯）称为落料。 在工件上冲出所需形状的孔（冲去的为废料）称为冲孔。 冲裁工艺是冲压工艺产生的主要工艺方法之一。冲裁所得到的零件可以直接作为零件使用或用于装配部件， 也可以作为弯曲、拉深、成形等其他工序的毛坯。 1、 冲裁过程 如图所示

8、，是一简单冲裁模。凸模 1 与凹模 2 都具有与工件轮廓一样形状的锋利刃口，凸、凹模之间存在一 定的间隙。 当凸模下降至与板料接触时， 板料就受到凸模、 凹模的作用力， 凸模继续下压， 板料受剪而互相分离。 板料的分离过程是在瞬间完成的。冲裁时材料分离过程可分为三个阶段： a、弹性变形阶段：冲头刚接触板料的初始阶段，发生弹性变形。 b、塑料变形阶段：冲头下行压力增大，发生塑变直到出现微裂纹。 c、 断裂分离阶段：冲头继续下行，压力增大，微裂纹扩展。重合、断裂、冲裁力逐渐下降。 I徉牌鼻 Z 1尸mi 弹性变形阶段：冲裁力逐渐升高。 塑性变形阶段：冲裁力达到峰值。 阶 段 特点 断面特征 第一

9、阶段 板料在凸模压力作用下.首先产生弹性压缩、拉伸 等变形，此时凸模略微挤入板料内,板料的另一面也略微挤 入凹模刃口内,凸模端部卜面的材料略有弯曲,凹模刃日上 面的材料开始上翘，间隙越大，弯曲和上翘越严重，板料在 凸、凹模刃口处形成初始塌角，这时材料内部应力尚未超过 弹性极限，当外力去掉后材料能恢复原状。此阶段称为弹性 变形阶段。 初始塌角 永久性塌角 第二 阶段 当凸模继续压入,压力增加，材料内部的应力也随 之加大,在材料内的应力达到屈服极限时便开始进入塑性变 形阶段。在这一阶段中随着凸模挤入材料的深度逐渐增加， 材料的塑性变形程度也逐渐增大。由于刃口处间隙的存在， 材料内部的拉应力及弯矩也

10、都增大，使变形区材料硬化加 4 产生与板料垂直 的光亮带及初始 毛刺。 剧,直到刃口附近的材料由于拉应力及应力集中的作用开始 出现微裂纹，此时,冲裁变形力也达到最大值。 微裂纹的出现 说明材料开始破坏，塑性变形阶段也告结束。 第三 阶段 断裂分离阶段微裂纹不断向材料内扩展延伸，重 合，材料断裂分离。凸模继续下降，已产生的上、下微裂纹 不断扩大并向材料内部延伸，当上、下裂纹相遇重合时，断开 始分离产生粗糙的断裂带，当凸模再往下降，将冲落部分挤 出凹模洞口，至此，凸模回升完成整个冲裁过程。 产生粗糙而带有 锥度的断裂带毛 刺初拉长。 -_r zl1 半 2、普通冲裁件的断面特征: 由于冲裁变形的特

11、点，使冲出的工件断面与板材上下平面并不完全垂直，粗糙而不光滑。冲裁断面可 明显地分成4个特征区，即圆角带、光亮带、断裂带和毛刺。 圆角带：这个区域的形成主要是当凸模下降，刃口刚压入板料时，刃口附近产生弯曲和伸长变形， 刃口附近的材料被带进模具间隙的结果。 光亮带：产生于塑性变形阶段，断面较光洁平整，是质量最佳的 一段。主要是由于金属板料产生塑性剪切变形时，材料在和模具侧面接 触中被模具侧面挤光而形成光亮垂直的断面。通常占全断面的1/21/3 断裂带：这个区域是在断裂阶段形成。是由于刃口处的微裂纹 在拉应力的作用下，不断扩展而形成的撕裂面，其断面粗糙而无光泽， 具有金属本色，且带有斜度。 1一希

12、剌 2-ffi裂帯 4 一區曲带 毛刺：毛刺的形成是由于在塑性变形阶段后期，凸模和凹模的刃口切入被加工材料一定深度时， 刃口正面材料被压缩，刃尖部分为高静水压应力状态，使裂纹起点不会在刃尖处发生，而是在模具侧面距 刃尖不远的地方发生，在拉应力作用下，裂纹加长，材料断裂而产生毛刺。了文的产生点和刃口尖的距离 成为毛刺的高度。在普通冲裁中毛刺是不可避免的。 3、影响断面质量的因素 冲裁件的质量主要是指断面质量、 尺寸精度和形状误差。断面应平直、光滑；圆角小；无裂纹、撕裂、 夹层和毛刺等缺陷。零件表面应该尽可能平整。尺寸应在图样规定的公差范围之内。影响冲裁件质量的因 素有：凸、凹模间隙值大小与分布的

13、均匀性，模具刃口锋利状态、模具结构与制造精度，材料性能等。 冲压生产要求冲裁件有较大的光亮带，尺量减少断裂带区域的宽度。材料塑性愈好，光亮带愈大，断 裂带愈小，同时，圆角毛刺亦增大。 冲裁件的 4 个特征区域的大小和在断面上所占地比例大小并非一成不变，而是随着材料的力学性能、 模具间隙、刃口状态等条件的不同而变化的。 a、材料力学性能的影响： 材料塑性好，冲裁时裂纹出现得较迟，材料被剪切的深度较大，所得 断面光亮带所占地比例就大，圆角也大。而塑性差的材料，容易拉裂，材料被剪切不久就出 现裂纹，使断面光亮带所占地比例小，圆角小，大部分是粗糙的断裂面。 b、模具间隙的影响： 冲裁时，断裂面上下裂纹

14、是否重合，与凸、凹模间隙值的大小有关。当凸、 凹模间隙合适时，凸、凹模刃口附近沿最大切应力方向产生的裂纹在冲裁过程中能会合成一 条线，此时尽管断面与材料表面不垂直，但还是比较平直、光滑，毛刺较小，制件的断面质 量较好。当间隙过小时，最初从凹模刃口附近产生的裂纹，指向凸模下面的高压应力区，裂 纹成长受到抑制而成为滞留裂纹。凸模刃口附近产生的裂纹进入凹模上面的高压应力区，也 停止成长。当凸模继续下压时，在上、下裂纹中间将产生二次剪切，这样，在光亮带中部夹 有残留的断裂带，部分材料被挤出材料表面形成高而薄的毛刺。这种毛刺比较容易去除，只 要制件中间撕裂不是很深，仍可利用。当间隙过大时，材料的弯曲和拉

15、伸增大，接近于胀形 破裂状态，容易产生裂纹，使光亮带所占地比例减小。且在光亮带形成以前，材料已发生较 大的塌角。材料在凸、凹模刃口处产生的裂纹会错开一段距离而产生二次拉裂。第二次拉裂 产生的断裂层斜度增大，断面的垂直度差，毛刺大而厚，难以去除，使冲裁件断面质量下降。 c、模具刃口状态的影响： 模具刃口状态对冲裁过程中应力状态和冲裁件断面有较大的影响。刃 口说锋利，拉力越集中，毛刺越小。当刃口磨损后，压缩力增大，毛刺也增大。毛刺按照磨 损后的刃口形状，成为根部很厚的大毛刺。 d、另外，断面质量还与模具结构、冲裁件轮廓形状、刃口的摩擦条件等有关。 4、提高断面质量的措施 提高冲裁件的质量，可通过增

16、加光亮带的高度或采用整修工序来实现。增加光亮带高度的关键是 延长塑性变性阶段，推迟裂纹的产生，这就要求材料的塑性要好，对硬质材料要尽量进行退火，求得材质 均一化；同时要选择合理的模具间隙值，并使间隙均匀分布，保持模具刃口锋利；要求光滑断面的部位要 与板材轧制方向成直角。 5、模具寿命 冲裁模具的寿命以冲出合格制品的冲裁次数来衡量， 分两次刃磨间的寿命与全部磨损后总的寿命。 冲 裁过程中模具的损坏有磨损、崩刃、折断、啃坏等多种形式。 影响模具寿命的因素很多，有模具间隙；模具制造材料和精度、表面粗糙度；被加工材料特性；冲裁 件轮廓形状和润滑条件等。 6、排样 冲裁件在板、条等材料上的布置方法成为排

17、样。排样的合理与否，影响到材料的经济利用率，还会影 响到模具结构、生产率、制件质量、生产操作方便与安全等。 7、简单冲裁模具 8、实例 3、弯曲工艺 把板料、管材或型材等弯曲成一定的曲率或角度，并得到一定形状零件的冲压工序称为弯曲。用弯曲方法 加工的零件种类非常多，如汽车纵梁、自行车车把、仪表电器外壳、门搭铰链等。最常见地弯曲加工是在普通 压力机上使用弯曲模压弯，此外还有折弯机上的折弯、拉弯机上的拉弯、辊弯机上的辊弯以及辊压成型等等。 一、弯曲的基本原理 （一）弯曲工艺的概念及弯曲件 1 弯曲工艺：是根据零件形状的需要，通过模具和压力机把毛坯弯成一定角度，一定形状工件的冲压 工艺方法。 2 弯

18、曲成形工艺在工业生产中的应用：应用相当广泛，如汽车上很多覆盖件，小汽车的柜架构件，摩 托车上把柄，脚支架，单车上的支架构件，把柄，小的如门扣，夹子（铁夹）等。 （二）、弯曲的基本原理： 以 V 形板料弯曲件的弯曲变形为例进行说明。其过程为： 1 凸模运动接触板料（毛坯）由于凸，凹模不同的接触点力作用而产生弯短矩，在弯矩作用下发生弹 性变形，产生弯曲。 2 随着凸模继续下行，毛坯与凹模表面逐渐靠近接触，使弯曲半径及弯曲力臂均随之减少，毛坯与凹 模接触点由凹模两肩移到凹模两斜面上。 （塑变开始阶段） 。 3 随着凸模的继续下行，毛坯两端接触凸模斜面开始弯曲。 （回弯曲阶段）。 4 压平阶段，随着凸

19、凹模间的间隙不断变小，板料在凸凹模间被压平 5.校正阶段，当行程终了，对板料进行校正，使其圆角直边与凸模全部贴合而成所需的形状。 （三）、弯曲变形的特点： 弯曲变形的特点是：板料在弯曲变形区内的曲率发生变化，即弯曲半径发生变化 从弯曲断面可划分为三个区：拉伸区、压缩区和中性层。 / 1 “ 二、弯曲件的质量分析 在实际生产中，弯曲件的主要质量总是有回弹、滑移、弯裂等 dJ EN 3-20 痔既时的主贞冋1 s拙鼻心圖 4冋鼻 1.弯曲件的回弹： 由于弹性回复的存在，使弯曲件弯曲部分的曲率半径和弯曲角度在弯曲外力撤去后（工件小模具中取 出后）发生变化（与加工中在模具里的形状发生变化）的现象称弹性

20、回复跳（回弹）。 回弹以弯曲角度的变化大小来衡量。 = - t 1 ）影响回弹的因素： A .材料的机械性能与屈服极限成正比，与弹性模数E成反比。 B 相对弯曲半径 r/t，r 越小，变形量越大， 弹性变形量所点变形量比例越小。 回弹越小 C 弯曲力：弯曲力适当，带校正成分适合，弯曲回弹很小。 D 磨擦与间隙：磨擦越大，变形区拉应力大，回弹小。凸、凹模之间隙小，磨擦大，校正力大， 回弹小。 E 弯曲件的形状：弯曲部分中心角越大，弹性变形量越大，回弹大，形状越复杂，回弹时各部 分相应牵制，回弹小。 2) 减小回弹的措施： A 从工件设计上采取措施。 a) . 加强筋的设计 b). 材料的选用：选

21、用弹性模数大，屈服极限小，机械性能稳定的材料。 B 工艺措施 a). 采用校正弯曲，增加弯曲力 b). 冷作硬化材料，弯曲前进行退火，降低屈服极限。 c). 加热弯曲 d). r/t100 用拉深弯曲 C 模具结构上采取措施。 a) .rt时，V形弯曲可在凸模上减去一个回弹角，U形弯曲可将凸模壁作出等于回弹角的倾斜角或 将凸模顶面做成弧面。 b) .减小凸模与工件的接触区，使压力集中于角部。 c) . U 形件可以采用较少的间隙。 2 弯曲件的弯裂 弯曲件变形区外边是拉伸区，当此区的拉应力超出材料的应力极限时(强度极限)就产生裂纹。 弯曲件的相对弯曲半径 r/t 越小，则变形越大，越易拉裂。

22、3 弯曲件的滑移 由于毛坯与模具之间磨擦的存在，当磨擦力不平衡时造成毛坯的移位，称作滑移，使弯曲件的尺寸达 不到要求： 1) 产生滑移的原因： 由于两边磨擦力不等。 A 工作不对称，毛坯两边与凹模接触面不相等。 B 凹模两边的边缘圆角半径不相等，半径小，磨擦力更大。 C 两边折弯的个数不一样。 D V 形弯曲中凹模不是中心对称，角度小的一边正压力大，磨擦大 E 凹模两边的间隙和润滑情况不一样。 2) 防止滑移的措施 A 尽可能采用对称凹模，边缘圆角相等，间隙均匀。 B 采用弹性顶件装置的模具结构。 C 采用定位销的模具结构。 4 补充内容： A 弯曲可以压力机上进行，亦可以专用的弯曲机械弯曲设

23、备上进行。 B 弯曲分自由弯曲和校正弯曲：自由弯曲是指当弯曲终了时，凸模、毛坯和凹模三者吻合后就 不再下压。校正弯曲是指三者吻合后继续下压，对工件起校正作用，产生进一步的塑变。 三、弯曲件的工艺性： 对弯曲件工艺性影响最大的是弯曲半径，弯曲件的几何形状，材料的机械性能及尺寸精度。 1 最小弯曲半径： 在保证外层纤维不发生破坏的条件下，所能弯曲零件内表面的最小圆角半径，称作弯曲件的最小弯曲 半径，表示弯曲时的成形极限。 最小弯曲半径的影响因素： A. 材料的机械性能。 B. 弯曲线的方向：由于板料的扎制造成板料性能和各项异性，扎制方向塑性较好，使弯曲的切向变形 方向与扎制方向一致。 C. 板料宽

24、度：宽度加大，最小弯曲半径增大。 D. 板料的表面质量。 E. 弯曲角。 F. 板料的厚度。 2 弯曲件直边高度 弯曲件的弯曲边高度不宜太小，hR+2t，如弯曲边高度太小，贝摊以形成足够的弯矩。 3 阶梯形弯曲件的弯曲 阶梯毛坯进行弯曲时，在阶梯根部易产生裂纹，需把阶梯根部设计在弯曲变形区之外，或采用切槽的 方法。 4 弯曲件的孔边距 如果预先冲出的孔位于板料的弯曲变形区，贝弯曲后孔要发生变形，要把孔设计在弯曲变形区以外。 孔壁与弯曲半径 r 中心的距离 Z 与板料厚度有关。 t=t t=2mm,L=2t 五、弯曲件的工序安排 确定弯曲件的制造工艺时，先要分析研究从毛坯到成品需要几道工序。工序

25、安排的一般原则是先弯外 角后弯内角，后次弯曲不影响前次弯曲部分的变形和前次弯曲必须考虑到后次弯曲时有合适的定位基准。工序 安排尽量做到在满足工件精度质量要求前提下使工序次数少，模具结构简单，操作方便，产量高，废品率低。 弯曲件工序安排的一般方法是： 1. 对于形状简单的弯曲件，如 V形、U形、Z形等件，可以采用一次压弯成形。 2 对于形状复杂的弯曲件，一般需要采用二次或多次压弯成形。 3. 对称弯曲。即工件本身带有单面几何形状的弯曲，在拟定工艺方案时，应尽量成对弯曲，然后再 切开。 4. 加连接带弯曲。当弯曲工件其边缘部分有缺口时，如直接连同缺口也冲出，必然发生叉口现象， 严重时将无法成形，遇

26、此情况时必须加添连接带将缺口连接在一起，待弯曲成形后，再将缺口多余部分切除。 5. 对于批量大、尺寸较小的弯曲件，为提高生产率，可以采用多工序的冲裁压弯切断连续工艺成形。 六、弯曲模的基本结构 弯曲模的结构与一般冲裁模结构相似，分上下两个部分，它由凸、凹模，定位、卸料、导向及紧固件 等组成，但弯曲模具还有它的特点，如凸、凹模除一般动作外，有时还需要作摆动、转动等动作。弯曲模结构 形式应根据弯曲件形状，精度要求及生产批量等进行选择。 1. 简单动作弯曲模 该模具由模架、凸模、凹模、定位销、卸料杆、顶板、顶杆等零件组成。工作时，毛坯由顶板上的两 个定位销定位，这样保证在弯曲过程中不产生滑移。 2.

27、 复杂动作弯曲模（模拟动画） 复杂弯曲模是指在一次冲程中完成两个以上的动作。可以弯制简单弯曲模所不能制出的工件。 闹钟双铃提环弯曲模，其结构特点是在下模上装有二件摆块，并在凸模、顶料板的配合下，进行压弯 成形。模具的前面装有斜面储料斗，通过冲床曲轴的动力带动偏心连杆机构把料斗中的料坯逐一送进，上模部 分有自动卸料机构。 3. 圆管形件的弯曲 圆管形件弯曲方法，可有两次弯成和一次弯成两种。两次弯成的第一步是先弯成波浪形，第二步再弯 成圆形。 4. 连续弯曲模（模拟动画） 同时进行冲孔，切断和压弯的连续模，用以弯制侧壁带孔的双角弯曲件。条料以导尺导料并从卸料板 下面送至挡块右侧定位，当上模下压，条

28、料首先被剪断并随即将所剪断的毛坯压弯成形。与此同时，冲孔凸模 在条料上冲出一个孔，上模回程时，卸料板卸下条料，顶件销在弹簧的作用下推出工件。 5. 铰链件弯曲模 铰链件通常是将毛坯头部预弯，然后卷圆。 C、拉伸工艺 拉深是利用模具将平板毛坯或半成品毛坯拉深成开口空心件的一种冷冲压工艺。 拉深工艺可制成的制品形状有：圆筒形、阶梯形、球形、锥形、矩形及其它各种不规则的开口空心零件。 拉深工艺与其它冲压工艺结合，可制造形状复杂的零件，如落料工艺与拉深工艺组合在一起的落料拉深 复合模。 日常生活中常见的拉深制品有： 旋转体零件：如搪瓷脸盆，铝锅。 方形零件：如饭盒，汽车油箱。 复杂零件：如汽车覆盖件。

29、 圆形拉深的基本原理： 一、拉深的变形过程 拉深时压边圈先把中板毛坯压紧，凸模下行，强迫位于压边圈下的材料（凸缘部分）产生塑性变形而流入 凸凹模间隙形成圆筒侧壁。 拉深材料的变形主要发生在凸缘部分，拉深变形的过程实质上是凸缘处的材料在径向拉应力和切向压应力 的作用下产生塑性变形，凸缘不断收缩而转化为筒壁的过程，这种变形程度在凸缘的最外缘为最大。 材料在应力的作用下均匀流动，使板料的形状发生改变而厚度基本保持不变。 二、各种拉深现象 由于拉深时各部分的应力（受力情况）和变形情况不一样，使拉深工艺出现了一些特有的现象： 1 起皱： A 、拉深时凸缘部分的切向压应力大到超出材料的抗失稳能力，凸缘部分

30、材料会失稳而发生隆起现象， 这种现象称起皱。起皱首先在切向压应力最大的外边缘发生,起皱严重时会引起拉度。 B、 起皱是拉深工艺产生废品的主要原因之一，正常的拉深工艺中是不允许的。常采用压力圈的压力压 住凸缘部分材料来防止起皱。 C、起皱的影响因素： a）、相对厚度：t/D 其中 t毛坯厚度 , D毛坯直径 判断是否起皱的条件 :D-d=2Zt, d 工件直径. b）、 拉深变形程度的大小 c）、压边力不够 d）、凸、凹模局部间隙大 但是在拉深变形过程中， 切向压应力及凸缘的抗失稳能力都是随着拉深进行， 切向压应力是不断增大， 变形区变小，厚度相对增加，变形失稳抗力增加，两种作用的相互抵消，使凸

31、缘最易起皱的时刻发生于拉深变 形的中间阶段，即凸缘宽度大约缩至一半左右时较易发生起皱现象。 2、变形的不均匀： 拉深时材料各部分厚度都发生变化，而且变化是不均匀的，凸缘外边缘材料厚度变化最大，拉深件成 形后，拉深件的坯口材料最厚，往里逐渐减薄,而材料底部由于磨擦作用（拉深凸模与底部材料间）阻止材料的 伸长变形而使底部材料变薄较小，而底部圆角部分材料拉深中始终受凸模圆角的顶力及弯曲作用，在整个拉深 中一直受到拉应力作用，造成此处变薄最大。 所以拉深中厚度变薄主要集中于底部圆角部分及圆筒侧壁部分，我们把这一变薄最严重的部位称作危 险断面。 拉深过程中 ,圆筒侧壁起到传递凸模拉力给凸缘的作用，当传力

32、区的径向拉应力超出材料极限，便出现 拉破现象。 3. 材料硬化不均匀 拉深后材料发生塑性变形 ,引起材料的冷作硬化。 由于各部分变形程度不一样，冷作硬化的程度亦不一样，其中口部最大，往下硬化程度降低，拉近底 部时，由于切向压缩变形较小，冷作硬化最小，材料的屈服极限和强度都较低，此处最易产生拉裂现象。 三、切边余量： 是由于模具间隙不均匀，板厚变化，磨擦阻力不等，定位不准及材料机械性能的方向性等，造成拉深件口 部高低不齐，对于要求高的拉深件，需增加一道切边工序。而多次拉深就更明显。 四、圆筒形件拉深系数 1 拉深系数的概念 拉深系数是指拉深后工件直径 d与拉深前毛坯直径D之比 M=d/D A （

33、M1 ）拉深系数 M 反映了拉深时材料变形程度的大小， M 越小，表明变形程度越大。 B .拉深系数M是拉深工艺中的一个重要参数， 是拉深工艺计算和模具设计的重要依据。 C 实际生产中，为减少拉深次数，M 一般取最小值。 D .当M小到一定值时，凸缘外边缘便会出现起皱现象， 但可用增加压力圈的压边力防止起皱的出现。 E 当 M 小到一定值时，出现拉破现象，拉破一般出现在拉深力快出现峰值时，即拉深的初始阶段。 F 极限拉深系数，在危险断面不被拉破的条件下所能采用的最小拉深系数。 2 影响拉深系数的因素： A .材料的机械性能。材料的塑性好，屈服比（T s/彷b小的材料，m可小些，因（T s小，说

34、明材料易变 形，（T b大，说明危险断面承载能力高，不易拉断。 B 毛坯的相对厚度 t/D C 拉深方式：有压力圈时，拉深系数 M 可小些。 D .模具结构：拉深模的凸，凹模圆角的大小，及凸，凹模之间的间隙大小，对拉深系数影响很大。 E.磨擦与润滑条件：要求凹模、压力圈与毛坯接触面应光滑，要求润滑，但凸模与毛坯接触面要粗 糙些好，不要润滑，以增加磨擦力，减少拉裂的可能性。 3. 拉深系数的确定： 由于影响材料拉深系数的因素很多，理论计算与实际相差太大，各种材料的拉深系数都是由实验方法 获得的。 五、拉深模的分类： 1 .再次拉深模：它是半成品毛坯套在压力圈上定位，上模下降，下模上的凸模把半成品

35、毛坯拉入凹 模中，使半成品直径减少，主要区别：是压边圈与首次拉深的压边圈不同。 2. 复合拉深模：其中其拉深凹模又起到落料凸模的作用。 六、再次拉深的特点： 有时候，需要再次拉伸来解决拉伸高度等一些问题。它与首次拉深的不同主要表现在以下几个方面： 毛坯 平板(厚度均，机械性能均匀) 半成品(厚度不均，各处性能不一) 变形区 整个凸缘部分始终参与变形 只有台肩部分参与变形 拉深力 初始阶段较大，以后逐渐减小 逐渐增大 危险断面 拉裂出现在初始阶段，在凸模圆角处 拉裂出现在拉深未尾，在凸模圆角处。 起皱 凸缘易起皱 起皱不易发生，只是在拉深未尾发生 拉深系数 最小 逐次增大 七、拉深的模具结构：

36、总体而言，一般拉深模分以下几块：凸模、压边圈、凹模和模架等几大块，当然其中还有例如定位销、导 向装置等等一些其他的零部件。 1. 首次拉深模： (1) 模具结构简单，使用方便，制造容易。 (2) 压边圈即起压边作用，又起卸料作用和板料的定位作用。 (3) 凸模上开有气孔，以防止拉深件紧吸附于凸模上而造成困难。 (4) 模具采用倒装式，以便在下部空间较大的位置安装和调节压边装置。 2. 再次拉深模： 再次拉深模，半成品毛坯套在压边圈上定位，上模下降，下模上的凸模把半成品毛坯拉入凹模中，使 半成品直径减小，主要区别：是压边圈与首次拉深的压边圈不同。 3. 复合拉深模：拉深的凹模又起到落料凸模的作用

37、。 八、拉深的质量分析： 1. 拉裂起皱： 由于压边力小，造成起皱，使拉入凹模型腔困难。 2. 拉裂： 径向拉应力太大。 3. 起皱： 切向压应力太小，失稳。 4. 工件边缘呈锯齿状： 毛坯边缘有毛刺。 5. 工件边缘高低不一： 毛坯中心与模具中心不一致，或是由于材料壁厚不均，凹模圆角半径，模具 间隙不均。 6. 危险断面显著变薄： 圆角半径(模具)太小，压力力太大。 7. 工件底部拉脱： 凹模圆角太小。材料处于切割状态。 8. 工作凸缘折皱： 凹模圆角半径太大，拉深未了时压力圈压不到，起皱后被继续拉入凹模。 D、胀形 在模具的作用下，迫使毛坯厚度减薄和表面积增大，以获取零件几何形状的冲压加工

38、方法叫胀形。胀形方 法主要用于平板毛坯的局部成形（如压凸起、凹坑、加强筋、花纹图案及标识等）、整体张拉成形以及圆柱空 心毛坯的扩径等。曲面零件拉深时毛坯的中间部分也要产生胀形变形。在大型覆盖件的冲压成形过程中，为使 毛坯能够很好地贴模，提高成形件的精度和刚度，必须使零件获得一定的胀形量，胀形是冲压变形的一种基本 成形方法。 F、其他工艺 1、爆炸成形 百 范坯丁一樹宜a9真亟Air比一*呻穂豎 1一升乐憂压髀3充电粗阻 升水丁溝善B- *-% 电炳捕4x?l X凹關 2、电水成形 3、电磁成形 4、超塑性成形：真空成形法、气压成形法和模具成形法。 山、相关模具知识 冲压工艺是通过模具来实现的。

39、关于模具的概念在前面已经解释过了。 （模具是一种专用工具，用于装在各 种压力机上，通过压力把金属或非金属材料制出所需另件的形状制品，这种专用工具即统称模具。 ） 一、模具在工业生产中的作用很广泛： 1、 是工业生产中最基础的装设备。 2、是实现少切削和无切削的不可缺少的工具。 3、 广泛用于工业生产中的各个领域：汽车、摩托车、家用电器、仪器、仪表、电子等。60%-80%的零件都 需模具制造。 4、高效大批量生产的主要手段：如塑料件的生产、螺钉、螺母，垫圈等标准件的生产。 5、工程塑料粉末冶金，橡胶、合金压铸、玻璃成形等需模具来进行工艺的推广。 模具是当今工业生产中使用的极为广泛的主要工艺装备，

40、是最重要的工业生产手段及工艺发展方向.一个国 家工业水平的高低 ,在很大生活方式上取决于模具工业的发展水平，模具工业的发展水平，是徇一个国家工业水 平的重要标志之一。 模具工业称作黄金工业。 这里我们主要介绍模具在汽车车身片件生产过程中的应用情况。 二、模具的分类 模具分类方法很多，常使用的有：按模具结构形式分类，如单工序模，复式冲模等；按使用对象分类，如汽 车覆盖件模具、电机模具等；按加工材料性质分类，如金属制品用模具，非金属制用模具等；按模具制造材料分 类，如硬质合金模具等；按工艺性质分类，如拉深模、粉末冶金模、锻模等。这些分类方法中，有些不能全面地 反映各种模具的结构和成形加工工艺的特点

41、，以及它们的使用功能。为此，采用以使用模具进行成形加工的工艺 性质和使用对象为主的综合分类方法，将模具分为十大类，又可根据模具结构、材料、使用功能以及制模方法等 分为若干小类或品种 模具 类型 模具品种 加工方法 成形加工工艺性质及 使用对象 冲压 模具 冲裁模具，弯曲模具，拉深模具， 单工序模具（冲裁、弯曲、拉深、 1冲裁模：是将部分材料与另部分材料分 板材冲压成形 （冲 模） 成形等），复合冲模，级进冲模； 汽车覆盖件冲模，组合冲模，电 机硅钢片冲模 离的过程，其中冲孔模冲出的是废料，而塑料模冲 出的是零件，冲孔，落料都是沿圭寸闭轮廓坯料分开 2弯曲模是将板料或冲裁后的坯料通过压力机 弯成

42、一定的角度和形状。 3拉深模是将平板坯料压制成开口的空心零件。 4成形模是用各种局部变形方式来改变零件或 坯料的外形，如缩口模是将空心件或管状毛坏的端 部，由外向内压缩，以缩小其口径，缩成以要求形 状的零件。 塑料 成型 模具 压塑模具，挤塑模具，注射模具； 热固性塑料注射模具，挤出成形 模具，发泡成形模具，低刀具工 具泡注射成形模具，吹塑成形模 具等 注射模，是将热塑性塑料.放入专用的注射机的料 筒内，通过加热使其熔化成流动状态，再以较咼的 速度与压力通过推杆将其注入模具型腔内，冷却固 化后形成所需形状的零件；挤出模：是将塑料放入 专用的加料室内，通过压力机加热加压，使受热而 塑料制品成形加

43、工工 艺（热固性和热塑性模 塑料） 软化的塑料熔液，经过浇注紧统挤入模具型腔内， 填满型腔固化后而形成的制品。 压铸 模 热室压铸机用压铸模，立式冷室 压铸机用压铸模，臣式冷室压铸 机用压铸模，全立式压铸机用压 铸模，有色金属（锌、铝、铜、 镁合金）压铸，黑色金属压铸模 加热而熔化成的有色金属合金，放入压铸机的加料 室内，用压铸机活塞加压后使其注入模具型腔内， 待冷却后固化成所需形状的零件。 有色金属与黑色金属 压力铸造成形工艺 锻造 成形 模具 模锻和大型压力机用锻模，螺旋 压力机用锻模，平锻机锻模，辊 锻模等；各种紧固件冷镦模，挤 压模具，拉丝模具，液态锻造用 锻模：将金属毛坯加热后放在模

44、膛内，利用锻锤压 力使材料发生塑性变形，充满型腔后，形成所需要 形状零件 金属零件成形，采用锻 压、挤压 模具等 铸造 用金 属模 各种金属零件铸造时采用的金属 模型 例如砂型等等 金属浇铸成形工艺 具 粉末 冶金 模具 成形模：手动模：实体单向压制、 实体双向压制手动模；实体浮动 压模机动模：大型截面实体浮动 压模，极掌单向压模，套类单向、 双向压模，套类浮动压模整形模 手动模：径向整形模，带外台阶套类全整形模，带 球面件整形模等机动模：无台阶实体件自动整形模， 轴套拉杆式半自动整形馍，轴套通过式自动整形模 轴套全整形自动模，带外台阶与带外球面轴套全整 形自动模等 粉末制品压坯的压制 成形工

45、艺。主模具电加 工设备用于铜基、铁基 粉末制品；机械零件， 工具材料与制品易热 零件等 玻璃 制品 模具 瓶罐、玻璃器皿用模具等 吹塑成形瓶罐模具 玻璃制品成形工艺 橡胶 成型 模具 橡胶制品的压胶模、挤胶模、注 射模。橡胶轮胎模，O形密封圈 橡胶模等 其工艺和注塑模差不多。 橡胶压制成形工艺 陶瓷 模具 各种陶瓷器皿等制品用的成形金 属模具 其工艺和吹塑模差不多。 陶瓷制品成形工艺 经济 模具 （简 易模 具） 薄板冲模，叠层冲模，硅橡胶模， 环氧树脂模，陶瓷型精铸模，叠 层型腔塑料模，快速电铸成形模 等 低熔点合金成形模具 适用多品种少批量工 业产品用模具，有很高 经济价值 三、冲模 冲压工艺是通过冲压模具来实现的，汽车车身片件主要是通过冲模生产的。 （一）、冲模的分类 冲压件的品种、式样繁多，导致