冲压工艺的基础知识和详细介绍

1、 冲压冲压 板料冲压板料冲压-利用冲模使板料产生分离或变形的加工利用冲模使板料产生分离或变形的加工方法。方法。 加工范围加工范围-冷态下冷态下8 8毫米；毫米； 热态冲压热态冲压8-108-10毫米。毫米。 设备及模具设备及模具-板料冲压是在板料冲压是在冲床冲床上利用模具进行冲上利用模具进行冲压加工。压加工。 常见冲压材料常见冲压材料-低碳钢、铜合金、铝合金、镁合金及低碳钢、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、塑性高的合金钢。非金属材料如橡胶、皮革、毛毡、硬纸板等硬纸板等。板料冲压具有如下特点：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。可以

2、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，产品具有足够高的精度和较低的表面粗糙度， 互换性能好。互换性能好。能获得质量轻、材料消耗少、强度和刚度能获得质量轻、材料消耗少、强度和刚度 较高的零件。较高的零件。冲压操作简单，工艺过程便于机械化和冲压操作简单，工艺过程便于机械化和 自动化，生产率高。零件成本低。自动化，生产率高。零件成本低。修 整落 料 、 冲 孔切 舌切 断分 离 工 序翻 边拉 深成 型弯 曲变 形 工 序基 本 工 序第一节第一节 分离工序分离工序 分离工序分离工序-使坯料的一部分与另一部分相互分使坯料的一部分与另一部分相互分离的工序。它是许多

3、工序如冲孔、落料、切断等的总离的工序。它是许多工序如冲孔、落料、切断等的总称称。一一. .落料及冲孔（冲裁）落料及冲孔（冲裁） 落料落料是被分离的部分为是被分离的部分为成品成品，而周边是，而周边是废料废料；冲孔冲孔是被分离的部分为是被分离的部分为废料废料，而周边是，而周边是成品成品;1. 1. 冲裁变形过程冲裁变形过程 弹性弹性变形变形塑性塑性变形变形断裂断裂分离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。影响冲裁的主要因素：冲模间隙、刃口的锋利程度及冲裁力。弹性变形阶段弹性变形阶段塑性变形阶段塑性变形阶段断裂分离阶段断裂分离阶段弹性变形弹性变形塑性变形塑性变形断裂阶段断裂阶段冲

4、裁冲裁2、凸凹模凸凹模间隙间隙 凹模间隙凹模间隙c c的确定：间隙不能的确定：间隙不能过大过大，也不能，也不能过小过小。 间隙合适间隙合适间隙过大间隙过大间隙过小间隙过小凸凹模间隙对冲裁件质量的影响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）。增大，内腔尺寸略有缩小（弹性回复）。光面宽度增加，塌角、毛刺、斜度等都光面宽度增加，塌角、毛刺、斜度等都有所减小，工件质量较高。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，当间隙过大时，如图示，断面光面减小，塌角与斜度增大，形成厚而大的拉长毛塌角与斜度增

5、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，严重。外形尺寸缩小，内腔尺寸增大，模具寿命较高。模具寿命较高。当间隙合适时，如图所示，这时光面约当间隙合适时，如图所示，这时光面约占板厚的占板厚的1/21/3左右，切断面的塌角、左右，切断面的塌角、毛刺和斜度均很小。零件的尺寸几乎与毛刺和斜度均很小。零件的尺寸几乎与模具一致，完全可以满足使用要求。模具一致，完全可以满足使用要求。间隙小间隙小间隙大间隙大间隙适中间隙适中2、凸凹模凸凹模间隙间隙 凹模间隙凹模间隙c c的确定：间隙不能的确定：间隙不能过大过大，也不能，也不能过

6、小过小。 c = mc单边间隙值单边间隙值板料厚度，板料厚度，mmm与材料性能及厚度有关的系数与材料性能及厚度有关的系数低碳钢、纯铁低碳钢、纯铁 ：m=0.060.09铜、铝合金：铜、铝合金： m=0.060.1高碳钢：高碳钢： m=0.080.01料厚料厚3mm时，时，m适当放大。适当放大。按材料种类及厚度按材料种类及厚度选择间隙选择间隙3、 凸凹模刃口尺寸的确定：凸凹模刃口尺寸的确定： 落料模：取凹模作为设计基准落料模：取凹模作为设计基准 凹模刃口尺寸凹模刃口尺寸 = 工件要求尺寸（工件要求尺寸（小尺寸小尺寸）；）； 凸模刃口尺寸凸模刃口尺寸 = 凹模刃口尺寸凹模刃口尺寸 - 间隙值间隙值

7、 冲孔模：取凸模作为设计基准冲孔模：取凸模作为设计基准 凸模刃口尺寸凸模刃口尺寸 = 工件要求尺寸（工件要求尺寸（大尺寸大尺寸）；）； 凹模刃口尺寸凹模刃口尺寸 = 凸模刃口尺寸凸模刃口尺寸 + 间隙值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，所以模磨损而减小，所以落料凹模落料凹模基本尺寸应取基本尺寸应取工件尺寸公差范围内的工件尺寸公差范围内的较小的尺寸。较小的尺寸。冲孔凸模冲孔凸模基本尺寸应取基本尺寸应取工件尺寸公差范围内的工件尺寸公差范围内的较大尺寸。较大尺寸。4、冲裁力的计算：、冲裁力的计算：平刃冲模的冲裁力按下式计算

8、平刃冲模的冲裁力按下式计算: : P = KLsP = KLs式中：式中：P P冲裁力，冲裁力，N N ； L L冲裁周边长（冲裁周边长（mmmm）；）； s s坯料厚度（坯料厚度（mmmm）；）； K K系数，常取系数，常取1.31.3； 材料抗剪强度（材料抗剪强度（MPaMPa），取），取=0.8b=0.8b。5 5、冲裁件的排样：、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。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。合理排样可提高材料利用率

9、。不同排样方式材料消耗对比修 整落 料 、 冲 孔切 舌切 断分 离 工 序翻 边拉 深成 型弯 曲变 形 工 序基 本 工 序 二二 修整修整 修整是利用修整模沿冲裁件外缘或内孔刮削一薄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。粗糙度。修整后冲裁件公差等级修整后冲裁件公差等级达达IT6IT7，表面粗糙度，表面粗糙度Ra为为0.81.6m。修整工序简图修整工序简图三三 切断切断 切断切断-用剪刃或冲模将板

10、料沿不封闭轮廓进行分离的工序。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、剖切等工序此外还有切舌（如图所示）、切边、剖切等工序 。修 整落 料 、 冲 孔切 舌切 断分 离 工 序翻 边拉 深成 型弯 曲变 形 工 序基 本 工 序第二节第二节 变形工序变形工序 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使坯料的一部分相对另一部分产生位移而不破裂的工序。它是许多工序的总称如拉深、弯曲而不破裂的工序。它是许多工序的总称如拉深、弯曲等。等。一、一、 拉深拉深 ：使板料（浅的空心件）成：使板料（浅的空心件）成形为空心件（深的空心件），而厚度基形为空心件（深

11、的空心件），而厚度基本不变的加工方法成为拉深。本不变的加工方法成为拉深。（1 1）拉深变化过程）拉深变化过程拉深过程及变形特点：拉深过程及变形特点： 拉深过程如图示，其凸模和拉深过程如图示，其凸模和凹模有一定的圆角，其间隙一般凹模有一定的圆角，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。直一般不变形，厚度基本不变。直壁厚度有所减小。壁厚度有所减小。圆筒形零件的拉深圆筒形零件的拉深一一 拉深拉深拉深拉深（2） 拉深中的废品拉深中的废品 。拉裂拉裂起皱起皱现场拉裂起皱件现场拉裂起皱件起皱起皱正确选择拉伸系数正确选择拉伸系数凸凹模圆角半径凸凹模圆角半径

12、拉深中常见的废品及防止措施拉深中常见的废品及防止措施 拉裂拉裂 ：从拉深过程中可以看到，拉伸件中最危险的部位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，此处将被时，此处将被“拉裂拉裂”。防止。防止“拉裂拉裂”的措施有：的措施有：润滑不足或不适当润滑不足或不适当凸凹模间隙凸凹模间隙正确选择拉深系数正确选择拉深系数 拉深件直径拉深件直径d与坯料直径与坯料直径D的比值称为拉深系数，的比值称为拉深系数，用用m表示，即表示，即m = d/D。 拉深系数不小于拉深系数不小于0.50.8。坯料的塑性差取

13、上限值，。坯料的塑性差取上限值，塑性好取下限值。塑性好取下限值。 如果拉深系数过小，不能一次拉深如果拉深系数过小，不能一次拉深成形时，则可采用多次拉深工艺。成形时，则可采用多次拉深工艺。 第一次拉深系数第一次拉深系数 m1 = d1/D 第二次拉深系数第二次拉深系数 m2 = d2/d1 第几次拉深系数第几次拉深系数 mn = dn/dn-1 总的拉深系数总的拉深系数 m = m1m2mn 凸凹模的圆角半径凸凹模的圆角半径：材料为钢的拉深件，取：材料为钢的拉深件，取r凹凹=10，而，而r凸凸=（0.61）r凹凹。这两个圆角半径过小，产。这两个圆角半径过小，产品容易拉裂。品容易拉裂。凸凹模间隙凸

14、凹模间隙：一般取：一般取Z=（1.11.2）.避免起皱的工艺方法避免起皱的工艺方法起皱起皱：拉深系数越小，板料的相对厚度越薄越容易起皱：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旋压：用旋压法制作拉深件二、弯曲二、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。工序。拉应力拉应力压应力压应力二、弯曲二、弯曲 是坯料的一部分相对于另一部分弯曲成一定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率或角度的 工序。工序。 回弹 回弹现象回弹现象由于弹性变形的恢复，坯料略微弹回一点，由于弹性变形的恢

15、复，坯料略微弹回一点，使被弯曲的角度增大。一般回弹角为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弯曲时还应尽可能使弯曲线与坯料纤维方向垂直。坯料纤维方向垂直。与坯料纤维方向垂直与坯料纤维方向垂直3 3 翻边翻边翻边孔的容许值翻边孔的容许值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。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 4、 成型成型 利用局部变形使坯料或使半成品改变形状的工序。利用局部变形使坯料或使半成品改变形状

16、的工序。用橡皮压制筋条用橡皮芯胀型多工序成型零件多工序成型零件落料后；落料后；三次拉深；三次拉深；冲孔；冲孔；翻边；翻边；冲缺。冲缺。5 5 冲模的分类和构造冲模的分类和构造冲模的分类冲模的分类简简单单模模连连续续模模复复合合模模简单冲模：简单冲模： 在冲床的一次冲程中只完成一个工序的冲模。在冲床的一次冲程中只完成一个工序的冲模。连续冲模：连续冲模： 在冲床的一次冲程中，在模具的不同部位同时完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。成数道工序的模具。复合冲模复合冲模： 在冲床的一次冲程中，在模具的同一部位同时完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。成数

17、道工序的模具。简单冲模简单冲模 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。冲模。模具简单模具简单,造价低。造价低。简单冲模简单冲模 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。冲压工序的模具，称为连续模。生产率高，要求定位精度生产率高，要求定位精度高。高。连续冲模（级进模）连续冲模（级进模）连续冲模连续冲模 冲床的一次冲程中，在模具同一部位上同时完成数道冲压冲床的一次冲程中，在模具同一部位上同时完成数道冲压工序的模具，称为复合模。工序的模具，称为复合模。精度高

18、，模具复杂。精度高，模具复杂。复合模复合模落料冲孔复合模落料冲孔复合模凸、凹模做成一体凸、凹模做成一体6 6 冲压件的结构工艺性冲压件的结构工艺性(1)、冲压件的形状及尺寸：、冲压件的形状及尺寸：对落料件和冲孔件的要求：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；落料件的外形和冲孔件的孔形应力求简单、对称；如图所示；如图所示；冲孔的尺寸不能过小，冲孔的尺寸不能过小，如图所示；如图所示；冲裁件上直线与直线、曲线与直线的交接处，应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，采用圆弧连接，如图所示；如图所示；冲压件排料应以节约材料、降低成本和保证质量冲压件排料应以节约材料、降低成本和保证质量为本，为本，如图所示；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：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