冲压成型技术

1、冲压成型技术第一章 绪论1. 冷冲压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。1. 冷冲压工艺可分为：分离工序和成型工序两大类。2. 冷冲压中的分离工序主要包括：落料、冲孔和切割等。3. 冷冲压的成形工序可分为：弯曲、拉深、翻孔、翻边、账形、扩口、缩口和旋压等。1. 冷冲压工艺有哪些特点：（1）生产效率搞。（2）加工成本低，材料利用率搞。 （ 3）产品尺寸精度稳定。（ 4）操作简单（ 5）容易实现机械化和自动化2. 冷冲压技术的发展趋势：（1）工艺分析计算方法的现代化。 （ 2）模具设计制造技术的现代化。 （3）冷冲压生产 的机械化和自动化。（4）建议模具、通用组合

2、模具， 数控冲压等适合小批量工件生产。 （5）改进板料性能，提高其成形能力和使用效果。第二章 冲裁1. 冲裁：是利用模具使板料生产分离的冲压工序，包括落料、冲孔、剖切、修边等。2. 冲孔：用冲模沿封闭轮廓曲线在工件上冲出所需形状的孔叫冲孔。冲下部分是废料。3. 模具寿命：是以冲出合格制品的冲裁次数来衡量，分两次刃磨寿命与全部磨损后的总寿4当冲裁间隙较大时，冲裁后因材料弹性回复，使冲孔件尺寸 大于 凸模尺寸5从板料上冲下所需形状的工件（或毛坯）称 落料 。6斜刃冲裁比平刃冲裁有 冲裁力小 的优点。7冲制一工件，冲裁力为 F ，采用刚性卸料、下出件方式，则总压力为冲裁力 + 推料力8板料冲裁时变形

3、区的强压应力区是位于 凸模端面靠近刃口处 。9、使冲裁过程的顺利进行，将梗塞在凹模内的冲件或废料顺冲裁方向从凹模孔中推出，所 需要的力称为 推料力 。10 切边是分离工序，翻边是成形工序。11 连续模中，条料送进方向的定位有多种方法， 当进距较小， 材料较薄。 而生产效率高时， 一般选用 侧刃定位较合理。1 冲裁主要包括：落料、冲孔、切口、剖切、修边等。2 从板料冲下所需形状的零件叫落料。3 在冲裁应力状态中，凹模端面处材料的应力状态为：轴向压应力、径向拉应力。4 影响冲裁件质量的因素有：凸凹模间隙大小及分布的均匀性，模具刃口状态，模具结构与制造精度，材料性质等。5 凸凹模间隙大小及均匀程度是

4、影响冲件质量的主要因素。6 在冲裁模中，凸模刃口磨盾时，毛刺产生在落料制件上，凹模刃口磨钝时，毛刺产生在 所冲孔上7、用斜刃口模具冲裁时，为了得到平整的零件，落料时应将凹模做成斜刃，冲孔时应将凸模做成斜刃。8、光洁冲裁包括：小间隙圆角凹模冲裁和负间隙冲裁。9、进行齿圈压板冲裁（精冲）应满足的条件是：（1）模具上有齿圈压板、顶出器（或还有顶杆） ，以形成刃口部位的三向压应力状态（2）选择合适的顶出力和齿圈压板力。（3）模具冲裁间隙很小， Z=0.01mm。（4）刃口部位必须圆角，R=0.03mm冲孔时，凸模带小圆角；落料时，凹模带小圆 角。2. 冲裁过程中，冲压件的断面的特征区和影响的因素：1）

5、圆角带，影响因素有：材料性质、工件轮廓形状、凸凹模间隙2）光亮带，影响因素有：材料的塑性、凸凹模间隙、模具刃口的磨损程度3）断裂带，影响因素有：材料塑性差、刃口间隙大、断裂带大3. 冲裁中凸凹模间隙如何影响冲裁件的端面质量：1）凸凹模间隙合理：上下裂纹重合，冲裁件断面比较平整光滑，毛刺很少，并且冲裁力 较小。2）凸凹模间隙过小：上下裂纹中间产生二次剪切，冲裁件断面垂直，毛刺较长但易去除3）凸凹模间隙过大：材料因拉应力增加而被撕裂，冲裁件光亮带减少，塌角和撕裂带增 大，毛刺大而厚。4精冲模具结构设计要点 :1. 精冲成形凸凹模间隙小 , 冲裁力较大，对模具的刚性与精度要求较高；2. 凸凹模间隙极

6、小，为保证间隙均匀，要有精确而稳定的导向装置；应选用滚珠导向 .3. 严格控制凸模进入凹模的深度 , 以避免刃口损坏 .4. 要考虑模具工作部分的排气问题。5、降低冲裁力的方法有：（1）将材料加热红冲。只适合厚料。（2）在多个凸模的冲裁模中，将凸模长度作阶梯布置，其中将小凸模设计短些，将大 凸模设计长些。（3）用斜刃口模具冲裁，冲孔时，将凸模刃口做成斜刃口，凹模刃口做成平刃口；落 料时，将凹模刃口做成斜刃口，凸模刃口做成平刃口。9凸凹模刃口尺寸的计算。有一零件，如图所示，材料为 Q235A采用落料成形，查 得磨损系数为Xo=,请计算落料凹模的刃口尺寸。（不考虑模具的制造公差，计算结果保留两 位

7、小数）第一类尺寸：磨损后尺寸增大。 80 00.20 ： A2d (80 0.75 0.20) 79.85 30 00.16 ： A3d (30 0.75 0.16) 29.88第二类尺寸：磨损后尺寸减小。 50 00.18: B1d (50 0.75 0.18)50.14第三类尺寸：磨损后尺寸不变。 16oO.12 : Cid (16 0.50 0.12)16.06第 3 章 弯曲1、弯曲回弹：板料常温下的弯曲总是伴有弹性变形的，所以卸载以后，总变形部分立 即恢复，引起工件回跳，回跳又称为回弹，回弹的结果表现在弯曲件曲率和角度的变化。2、应力中性层：板料弯曲时，毛坯截面上的应力，在外层的拉应

8、力过渡到内层压应力时， 发生突然变化的或应力不连续的纤维层，称为应力中性层。3校正弯曲：板料经自由弯曲阶段后，开始与凸、凹模表面全面接触，此时，如果凸模继 续下行，零件受到模具挤压继续弯曲，弯曲力急剧增大，称为校正弯曲，其目的，在于减 少回弹，提高弯曲质量。4 为了避免弯裂，一般弯曲线方向与材料纤维方向 垂直。5、材料屈服强度小 ，则反映该材料弯曲时回弹小。6 不对称的弯曲件，弯曲时应注意 防止偏移7. 弯曲零件可以在压力机上用模具弯曲，也可用于用弯曲机进行折弯或滚弯8. 弯曲过程中的应变中性层用弯曲件毛坯长度计算，应力中性层用以计算弯曲应力和应力 分析。9. 板料弯曲时，以中性层为界，外层纤

9、维受拉使厚度减薄，内层纤维受压使板料增厚。10. 校正弯曲的目的在于减少回弹，提高弯曲质量。11. 减小回弹的措施有：（1）从冲压件结构工艺上改进弯曲件局部结构和选用合适材料：在弯曲件变形区设加强筋，选用弹性模量大而屈服强度低的材料来弯曲，弯曲前进行退 火。（2）在模具上补偿回弹，减小回弹引起的弯曲误差。（3）采用校正弯曲减小回弹。（4）采用拉弯法减小回弹。12、影响弯曲回弹的因素：影响弯曲回弹的因素：（1）材料的机械性能；（2）切向应变的大小；（3）弯曲角 的 大小。13. 弯减少曲回弹的措施有：（1）改进弯曲件局部结构和选用合适材料；（2）补偿法；（3） 校正法；（4）拉弯法。14、弯曲件

10、的展开长度计算：如图所示为一弯曲零件，材料为15#钢，材料的内移系数Xo见表1,请计算该弯曲零件的展开长度 。（计算结果保留两位小数）表1弯曲90°时内移系数xo的数值r/t>X0解：查表确定中性层的内移系数:R2 r/t=2/2=1 ，查表1,得内移系数x°=。R4: r/t=4/2=2 ，查表1,得内移系数x°=。 计算圆角处的中性层半径：R2:p =2+X 2=R4:p =4+X 2= 展开后的长度第四章 拉深1 带料连续拉深：系利用多工位级进模在带料上进行多道拉深，最后将工件从带料上冲裁 下来。1 拉深变形过程中，成形前毛坯的扇形单元，拉深后变为工件

11、直壁的矩形单元。2 拉深时，危险区常指 圆角区。3 拉深时，用等面积法确定坯料尺寸，即坯料面积等于拉深件的表面积。4. 拉深过程中，坯料的凸缘部分为 变形区。5 拉深时，拉破缺陷往往从 凸模圆角区靠上部位置开始。6拉深时，模具采用压边装置的目的是 防止起皱1弹性压边装置用于单动压床。压边力系由气垫、弹簧或橡皮产生。2旋转体零件系采用圆形毛坯，其直径按面积相等的原则计算。3决定间隙 c 时，不仅要考虑材质和板厚，还要考虑工作的尺寸精度和表面质量要求。4带法兰的圆筒件拉深时，其变形可以利用圆筒件拉深的公式进行分析计算。5对浅阶梯圆筒零件，每个阶梯高度不大，但相邻阶梯的直径差较大而不能一次拉深时，可

12、先拉深成球形或大圆角的圆筒件，然后用校形获得所需的零件形状和尺寸。6锥形零件拉深时， 变形区可分为三部分： 法兰平面区， 板料与凹模圆角接触区， 位于凸、 凹模间隙的自由表面区。7在生产中，带料连续拉深的型式和成形特点：（1）无切口的连续拉深，即在整体带料上拉深，相邻两个拉深件之间相互约束，材料在纵向流动较困难，容易拉裂。有点是节省材料，用于拉深不太困难的。（2）有切口的连续拉深是在零件的相邻处切开。两零件相互影响和约束就较小，拉深次数可以少些，模具简单，但毛坯材料消耗较多，这种拉深一般用于拉深较困难的。8防止工件拉深开裂的主要方法 :（1）采用适当的拉深比。（2）适当的压边力。（3）增加凸模

13、表面的粗糙度。4）对凹模进行润滑，减少阻力9、圆筒件拉深过程中，工件的变形区分为(1)法兰区：受径向拉应力和切向压应力(2)凹模圆角区：材料受拉深和塑性弯曲，(3) 圆筒侧壁区(传力区)：受轴向拉伸，(4)圆筒底部区。(5)凸模圆角区：板料产生塑性弯 曲和径向拉伸。10、拉深零件的展开尺寸计算：见教材。图3所示为一圆筒拉深件：材料08F钢。(1)、请计算该圆筒件的毛坯直径，其中查得修边余量为5mm设该圆筒件的毛坯直径D0,加上修边余量圆筒件高65+5=70mm因为料厚t=2>1，厚度的中心计算。圆筒件直筒的面积为：nX( 36-2 )X( 70-2-3 ) =(mrn)。2 2圆筒底圆面

14、积：n /4 X (36-2 X 2-3 X 2) =530. 93 (mm )。圆筒底部圆环面积：n /4 X 2n (3+1)(36-2 X 2-3 X 2) + 8X (3+1) 2= (mm2)。 毛坯直径 D0=+/ nX 4=(mm)。(2)、请计算总的拉深系数：总的拉深系数m=(36-2 X 2)/=.第五章胀形与翻边1 胀形：利用模具强迫板料厚度减薄荷表面积增大，以获取零件几何形状的冲压加工方法 叫做胀形1圆孔翻边时，主要的变形是坯料切向的伸长和厚度方向的收缩 2翻边成形按工艺特点划分有内孔（圆孔或非圆孔）翻边、外缘翻边和变薄翻边等方法。3翻边成形按变形性质划分时，有伸长类翻边

15、、压缩类翻边以及属于体积成形的变搏翻边 等。4在外缘翻边的毛坯计算中，内曲翻边可参考圆孔翻边毛坯计算方法；弯曲翻边可参考浅 拉深毛坯计算方法。5在非圆孔翻边中，如果圆孔上没有直线段或外凸的弧线段，则翻边的变形性质仍属伸长 类翻边；如果孔缘轮廓具有直线段或外凸的弧线段，翻边的变形性质属于复合成形方式。6影响圆孔翻边成形极限的因素有哪些？答：（ 1）材料延伸率和应变硬化指数 n 大；（2）孔缘的毛刺和硬化情况，为了避免毛刺降 低成形极限，翻边时需将预制孔有毛刺的一侧朝向凸模放置。 （ 3）用球形、锥形和抛物形 凸模翻边时，变形条件比平底凸模优越； （ 4）板料相对厚度越大，成形极限愈大。第七章 冲

16、压工艺设计1编制冲压工艺过程需要考虑的问题： 1），对冲压件进行工艺分析。 2），通过分析比 较，确定最佳工艺方案。 3） ，确定模具结构模型。 4）合理选择冲压设备。 5），编写工艺文 件和设计计算说明书。2弯曲件成形时，应满足哪些工艺要求？对于， 1）直边长度 L，L1 不宜过小，一般其值应大于 2t ，2） ，弯曲处的圆角半径，不能小于最小弯曲半径， 3）弯曲时应防止孔的变形，要求孔壁与弯曲处有适当距离L， 4）弯曲件形状应尽量对称，以避免压弯时的毛坯偏移，5）多次弯曲的冲压件，为防止材料移动，更需要考虑在冲压件上设计出定位工艺孔。第八章 冲模结构与设计1、连续模：连续模也是多工序模具，即在压力机的一次行程内，在连续模具的多个不同工 位上完成多道冲压工序的模具。2、复合模：复合模是在压力机的一次行程内，在模具唯一的一个工位上完成两道或两道以 上冲压工序的模具。3、压力中心：冲裁时的合力作用点或多工序模各工序冲压力的合力作用点，称为模具的压力中心。1.模具在最低工作位