冲压工艺讲义

1、 第一部分：CAE介绍 第二部分：冲压工艺及造型介绍 第三部分：冲压件主要质量缺陷及防止 目目 录录CAE介绍介绍CAE在汽车覆盖件中的应用在汽车覆盖件中的应用汽车覆盖件较之一般的冲压件，具有材料薄、形状复杂、尺寸大、曲面多为空间曲面。如果采用传统的“试错法”设计模具，则反复的试模、修模过程将拖延新产品的开发，在市场竞争中处于被动的地位。近年来随着计算机的应用和发展以及有限元方法的成熟，板料成形CAE已经成为汽车工业的一个强有力的工具。该技术使设计人员可以在生产准备阶段，可以预知金属的流动、应力应变、温度分布、模具受力、预见到成形中可能出现的问题，如起皱、破裂等，确定成形所需的工艺过程和技术参

2、数，验证并优化模具设计。每一次的仿真就相当于一次试模过程，因此成熟的仿真技术不仅可以减少试模次数，在一定条件下还可以使模具和工艺设计一次合格,避免修模，从而大大缩短新产品的开发周期，提高产品的品质和市场竞争力。CAE介绍介绍板料成型板料成型CAE软件简介软件简介目前世界各大汽车公司对板料冲压成形模拟的投入都相当重视，汽车覆盖件开发过程中几乎都要经过仿真分析，主流的板料成形模拟软件有DYNAFORM、AUTOFORM、PAM-STAMP等。 CAE模拟目标模拟目标1,提高制件成型裕度，保证模具调试和生产的稳定性2,采用多种材料和工艺进行优化设计3,缩短模具工艺方案周期4,减少试模次数和钳工工作量

3、5,选用低吨位冲床，使用更小的坯料6,降低模具成本目的 在可控的成本范围内，高质、准时完成模具开发和调试！CAE介绍介绍导入3D模型选择拉延类型及接触方式有限元网格划分网格的检查与修补定义成型工具（凸凹模、压边圈）定义材料属性，选择材料模型预估毛坯外形，划分毛坯网格设置拉延筋设置成型参数求解器仿真计算应力应变、厚度分析FLD材料流动如果应力应变、厚度分析、FLD、材料流动等存在缺陷或者不合理，则对上面的参数进行反复的优化。如右图所示。原始数模导入用3D软件建立型面导入零件模型选择拉延类型及接触方式网格划分网格检查及修补定义工具（上下模，中仁，压板，刀块等）定义材料定义料片及料片网格划分设置拉延

4、筋及成型参数输入计算应力应变，厚度分析FLD材料与工具间的距离材料流动结果是否满意工艺确定前处理后处理修改造型修改接触方式修改材料修成改拉延筋及成型参数不满意CAE介绍介绍从分析结果看，板件此处变薄严重，甚至开裂优化造型SUV2 64887SU100Splits 破裂Excess thinning 过度变薄Risk of splits有破裂危险Safe安全Insuff stretch变形不足Comprss有起皱趋势Thicking起皱CAE介绍介绍 第一部分：CAE介绍 第二部分：冲压工艺及造型介绍 第三部分：冲压件主要质量缺陷及防止1.1.冷冲压冷冲压：是指在常温下，利用安装在压力机上的冲模

5、对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需要零件的一种压力加工方法 2.2.冷冲压的特点：冷冲压的特点： 产品尺寸稳定，精度高，重量轻，刚度好，互换性好，高效低耗，操作简单，易于实现自动化 模具冲压设备工艺条件冲压零件冲压零件影响因素 冷冲压概括起来分两大类：分离工序和成形工序 1.分离工序是使板料按一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和切断面质量的冲压件。 2.成形工序是坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件。冲压基本工序分类冲压基本工序分类分离工序分类分离工序分类工序名称图示特点落料用冲模沿封闭曲线冲切，冲下的部分是零件。用于制造各种平板形状的零件。冲孔用冲

6、模沿封闭曲线冲切，冲下的部分是零件。用于制造各种平板形状的零件。切断用冲模沿不封闭的曲线进行分切产生分离修边将成型零件边缘切齐或者一定形状切成废料零件零件废料成形工序分类成形工序分类工序图示特点拉延把板料毛坯制成各种开口空心的零件翻边将板料或半成品的边缘沿一定曲线一定曲率成形成竖立的边缘整形为了提高已成型零件的精度或获得小的圆角半径而采用的成形方法翻孔在预先冲孔的板料或半成品制成竖立边缘弯曲将板料沿直线弯成各种形状RRR拉延与成型的区别拉延与成型的区别1.当零件成形深度大于10MM时最好采用拉延方式，避免出现挤料现象，小于10的可以考虑用成型.同时成型过程中为避免叠料通常加工艺缺口. 2.拉延

7、一般需要做出完整的工艺补充面及压料面,且是一个封闭的几何形状,但成型可以只作出局部,无需全部封闭3.同一零件相同材料牌号,采用拉延或成型工艺得到的产品,在刚性方面前者比后者强.4.零件产品接近于封闭的零件最好采用拉延,敞口的可以采用成型拉延与成型的选择拉延与成型的选择下面零件可以采用成型,也可以采用拉延,下图是采用不同方式的加工数据区别成型成型模具结构简图拉延拉延模具结构简图拉延制作要点拉延制作要点拉延制作要点拉延制作要点L3一般需要大于15MM,且L31/2L(废料长度L一般不能大于50MM)拉延制作要点拉延制作要点拉延制作要点拉延制作要点拉延制作要点拉延制作要点1 1，保证凸模能将工件需拉

8、深的部位在一次拉深中完成,不应有凸模接触不到的死区(即“倒勾”形)。负角负角需要额外的过程拉延成型冲压方向的确定2，凸模开始拉延时与板材接触的面积要尽可能的大拉延成型冲压方向的确定3，凸模开始拉延时与板材接触的地方尽量靠中拉延成型冲压方向的确定拉延成型冲压方向的确定4，凸模开始拉延时与板材接触的地方要多且分散拉延压板面制作原则与常用形状压料面设计原则：1，形状尽量简单化，以水平面最好，当然也要考量材料利用率2，压料面的任一断面都应小于拉深内部相应断面的曲线长，3%以上3，压料面应尽量使成型深度一致4，压料面要使板材在成型后在后续工程有可靠的定位，取送料方便5，当有反成型时，让压料面低于反成型的

9、最低型面6，不在某一方向产生很大侧向力拉延压板面制作种类1，压料面是覆盖件本身的凸缘2，压料面是工艺补充面拉延压板面制作种类3，上两种形状的组合形式拉延压板面制作种类余肉的制作 用倒角的方法 ，不能用桥接 当断差10MM时，需要制作余肉余肉的制作工艺孔/缺口的制作突破（撕裂）刀的安装位置的选择主要是看板材在成型过程中，需突破（撕裂）位置先接触上模还是下模。一般来说板材晚接触的模仁就是安放突破/撕裂刀的位置.B:突破刀装上模A:突破刀装下模余肉的制作做摊料工艺面要点在造型时，要让整形的量及次数尽可能的少。1，一般外凸形状的向下再整形，会有多料现象。在制作时应尽可能的让前工程造型接近产品，还有就是

10、追加吸收皱的筋（修改成品）下折时会多料做摊料工艺面要点2，对内凹形状有向下翻边的，后续翻边会缺料。所以在做前工程的工艺补充时需要制作小凸/凹包储料。（储料包的具体数据要看翻边前后的线长差） 第一部分：CAE介绍 第二部分：冲压工艺及造型介绍 第三部分：冲压件主要质量缺陷及防止主要缺陷的解决措施冲压件缺陷冲压件缺陷产生原因产生原因解决办法解决办法毛刺毛刺凸凹模间隙过小；刃口过钝凸凹模间隙过小；刃口过钝;冲冲头或冲套崩刃、冲头与冲套间隙头或冲套崩刃、冲头与冲套间隙过大或过小过大或过小调整间隙，打磨刃口调整间隙，打磨刃口少边少边上料不到位；定位装置松动上料不到位；定位装置松动重新调整紧固定位重新调整

11、紧固定位少孔少孔冲头折断；冲套堵死冲头折断；冲套堵死做好模具保养做好模具保养表面有划痕表面有划痕和压痕和压痕操作时有拖、拉等现象；有重压操作时有拖、拉等现象；有重压现象现象按规程作业，将后序不参按规程作业，将后序不参与作业的形状及与作业的形状及R逃让逃让一、落料冲孔（修边）一、落料冲孔（修边）主要缺陷的解决措施冲压件缺冲压件缺陷陷产生原因产生原因解决办法解决办法开裂开裂/ /缩颈缩颈1. 1. 压料力太大压料力太大1. 1. 减小外滑块的压力减小外滑块的压力2. 2. 凹模口或压料筋槽的圆角半凹模口或压料筋槽的圆角半径太小径太小2. 2. 加大有关的圆角半径加大有关的圆角半径3. 3. 压料筋

12、布置不当或间隙太小压料筋布置不当或间隙太小3. 3. 调整压料筋的数量、位置和间隙调整压料筋的数量、位置和间隙4. 4. 压料面的光洁度不够压料面的光洁度不够4. 4. 提高光洁度提高光洁度5. 5. 润滑不足润滑不足5. 5. 改善润滑条件改善润滑条件6. 6. 坯料放偏坯料放偏6. 6. 使坯料正确定位，必要时加预弯工序使坯料正确定位，必要时加预弯工序7. 7. 坯料尺寸太大坯料尺寸太大7. 7. 减小坯料尺寸减小坯料尺寸8. 8. 坯料质量不符合要求坯料质量不符合要求8. 8. 更换材料更换材料9. 9. 局部形状变形条件恶劣局部形状变形条件恶劣9. 9. 加工艺切口或工艺孔，或改变拉深

13、件加工艺切口或工艺孔，或改变拉深件的局部形状的局部形状二、拉延二、拉延主要缺陷的解决措施冲压件缺陷冲压件缺陷产生原因产生原因解决办法解决办法起皱起皱1. 1. 压料力不够压料力不够1 1、加大压料力、加大压料力2. 2. 压料面压料面“里松外紧里松外紧”2. 2. 修磨压料面，消除修磨压料面，消除“里松里松外紧外紧”现象现象3. 3. 凹模口圆角半径太大凹模口圆角半径太大3. 3. 减小圆角半径减小圆角半径4. 4. 压料筋太小或布置不当压料筋太小或布置不当4. 4. 增加压料筋，或改变其位增加压料筋，或改变其位置置5. 5. 润滑油次数太频，或涂刷位置润滑油次数太频，或涂刷位置不当不当5.

14、5. 适当减小润滑油，并注意适当减小润滑油，并注意操作操作6. 6. 坯料尺寸太小坯料尺寸太小6. 6. 加大坯料尺寸加大坯料尺寸7. 7. 坯料定位不稳定坯料定位不稳定7. 7. 改善定位，必要时加预弯改善定位，必要时加预弯工序工序8. 8. 压料面形状不当压料面形状不当8. 8. 修改压料面形状修改压料面形状主要缺陷的解决措施冲压件缺陷冲压件缺陷产生原因产生原因解决方法解决方法拉毛拉毛模具硬度不够模具硬度不够对模具进行表面处理对模具进行表面处理模具型面有沙眼模具型面有沙眼仔细检查铸件仔细检查铸件型面不顺过渡不圆滑型面不顺过渡不圆滑抛光模具表面抛光模具表面主要缺陷的解决措施冲击线：上模下降，

15、使材料与压边圈保持接触状态。接着，当材料开始流入时，模具冲击线：上模下降，使材料与压边圈保持接触状态。接着，当材料开始流入时，模具与材料的摩擦状态从静摩擦转移。材料刚刚开始流入之前的静摩擦力很大，材料弯曲与材料的摩擦状态从静摩擦转移。材料刚刚开始流入之前的静摩擦力很大，材料弯曲部分引起加工硬化和使料厚减薄，但这一部分，随着材料的流动由静摩擦转变为动摩部分引起加工硬化和使料厚减薄，但这一部分，随着材料的流动由静摩擦转变为动摩擦状态，摩擦阻力大幅度减小，因此，原来的弯曲形状没有被拉直，而作为冲撞痕线擦状态，摩擦阻力大幅度减小，因此，原来的弯曲形状没有被拉直，而作为冲撞痕线而遗留下来。而遗留下来。冲

16、压件冲压件缺陷缺陷产生原因产生原因解决办法解决办法冲击线冲击线1. 1. 由于凹模圆角半径由于凹模圆角半径产生的冲撞痕线。产生的冲撞痕线。进行阶梯形拉深时，进行阶梯形拉深时，R R要尽可能大。为了防止冲撞痕线要尽可能大。为了防止冲撞痕线和拉深伤痕，要认真进行研磨，能同时进行表面硬化和拉深伤痕，要认真进行研磨，能同时进行表面硬化处理，效果更佳。处理，效果更佳。 要求：要求：r/t8r/t82020如果要把修边后的凸缘去掉，凹模内壁应制成锥形。如果要把修边后的凸缘去掉，凹模内壁应制成锥形。将冲撞痕线从制品重要表面避开。将冲撞痕线从制品重要表面避开。2. 2. 由于凸模圆角半径由于凸模圆角半径而引起

17、的冲撞痕线而引起的冲撞痕线不使凸模底部材料流动。使材料流入均衡，不使凸模不使凸模底部材料流动。使材料流入均衡，不使凸模下面材料流动。下面材料流动。将凸模圆角半径增大。将凸模圆角半径增大。 将凸模圆角半径尽可能增大，将凸模圆角半径尽可能增大，冲撞痕线就会变浅。要求冲撞痕线就会变浅。要求r/t20r/t20。主要缺陷的解决措施三、翻边，整形三、翻边，整形冲压件缺陷冲压件缺陷产生原因产生原因解决方法解决方法翻边不垂直翻边不垂直凹凸模间隙过大凹凸模间隙过大调整间隙调整间隙翻边开裂翻边开裂修边时毛刺大；修边时毛刺大；凹凸模间隙过凹凸模间隙过小；形状有突变小；形状有突变调整前序修边线；调整间隙；调整前序修

18、边线；调整间隙；前期工艺考虑前期工艺考虑翻边拉毛翻边拉毛刃口有伤痕；表面有杂物；刃口有伤痕；表面有杂物；刃刃口硬度太低口硬度太低检查模具状态检查模具状态翻边高度不一致翻边高度不一致凹凸模间隙不均；定位不稳凹凸模间隙不均；定位不稳调整间隙，紧固定位调整间隙，紧固定位保证冷冲生产质量的措施保证冷冲生产质量的措施 在冷冲压生产中，造成质量问题的因素有很多，如冲压设备故在冷冲压生产中，造成质量问题的因素有很多，如冲压设备故障或维修不当、冲模安装与调整产生问题、违反操作规程、原材料障或维修不当、冲模安装与调整产生问题、违反操作规程、原材料的质量低劣和工艺安排不当都可能出现质量问题，甚至造成废品，的质量低劣和工艺安排不当都可能出现质量问题，甚至造成废品，为防止冲压生产质量问题的产生，应采取以下措施：为防止冲压生产质量问题的产生，应采取以下措施：1 1）原材料必须与制件规定的技术要求相符合，对于坯料尺寸和表面）原材料必须与制件规定的技术要求相符合，对于坯料尺寸和表面质量要求比较高的制件，应进行检验，使用代用材料一定要得到产质量要求比较高的制件，应进行检验，使用代用材料一定要得