常见冲压件板材知识
冲压工艺学知识要点
板材冲压工艺知识要点绪 论 1.冲压－是通过模具对板材施加压力或拉力，使板材塑性成形，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。
由于冲压加工经常在材料冷状 态下进行，因此也称冷冲压。
冲压加工的原材料一般为板材或带材，故也称板材冲压。
2.冲压工艺可以分成分离工序和成形工序两大类 。
第一章 冲压成形原理与成形极限1.冲压工艺与厚度变化及破坏形式的关系2.冲压成形工艺的应力状态类别可以用变形区内的静水应力smσ来判别，即 ，压缩类，剪切类＝拉伸类00,0<>sm sm sm σσσ3. n 值、r 值与成形性能的关系第二章 冲裁工艺与模具设计1冲裁变形分离过程大致可分为3个阶段。
弹性变形阶段, 塑性变形阶段,断裂分离阶段2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3降低冲裁力的方法:阶梯凸模冲裁, 斜刃口冲裁4.凸模侧面的磨损最大，是因为从凸模上卸料，长距离摩擦加剧了侧面的磨损.5.确定合理间隙的理论计算法依据主要是：在合理间隙情况下冲裁时，材料在凸、凹模刃口产生的裂纹成直线会合.6. 冲裁模刃口尺寸确定(1)落料模先确定凹模刃口尺寸，其标称尺寸应取接近或等于制件的最小极限尺寸，以保证凹模磨损到一定尺寸范围内，也能冲出合格制件，凸模刃口的标称尺寸比凹模小一个最小合理间隙。
(2)冲孔模先确定凸模刃口尺寸，其标称尺寸应取接近或等于制件的最大极限尺寸，以保证凸模磨损到一定尺寸范围内，也能冲出合格的孔。
凹模刃口的标称尺寸应比凸模大一个最小合理间隙。
7.工件尺寸公差应按“入体”原则标注为单向公差，所谓“入体”原则是指标注工件尺寸公差时应向材料实体方向单向标注，即：落料件正公差为零，只标注负公差；冲孔件负公差为零，只标注正公差。
8.模具工作部分尺寸及公差的计算方法可分为两类。
⑴.凸模与凹模分开加工，是指凸模和凹模分别按图样加工至尺寸。
此种方法适用于圆形或形状简单的工件⑵．凸模和凹模配合加工对于冲制形状复杂或薄板制件的模具，其凸、凹模往往采用配合加工的方法。
1.4冲压用板料
1.5 冲压用板料
具体：在下列情况下，板料成形性能好
1）伸长率高δb， 2）屈服极限小σs ， 3）屈强比小σs / σb， 4）应变硬化指数大n 5）塑性应变比大r 6）凸耳参数小Δr 7）应变速率敏感系数大m
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1.5 冲压用板料
二、冲压材料
1）对冲压材料的要求 a．对冲压成形性能的要求 通常要求材料应具有：良好的塑性，屈强比小，弹性模量 高，板厚方向性系数大，板平面方向性系数小。
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• (1）总延伸率δ与均匀延伸率δu δ是在拉伸试验中试样破坏时的延伸率，称为总延伸率，
简称延伸率。δb是在拉伸试验中开始产生局部集中变形时 （刚出现细颈时）的延伸率，叫做均匀延伸率。δu表示板料 产生均匀变形或稳定变形的能力。一般情况下，冲压成形都 在板材的均匀变形范围内进行，故δu对冲压性能有较为直接 的意义。在伸长类变形工序中，例如圆孔翻边、胀形等工序 中，δu愈大，则极限变形程度愈大。 • (2）屈强比（σs／σb）
b．对材料厚度公差的要求：材料的厚度公差应符合国家 规定标准。因为一定的模具间隙适用于一定厚度的材料， 材料厚度公差太大，不仅直接影响制件的质量，还可能导 致模具和冲床的损坏。
c．对表面质量的要求：材料的表面应光洁平整，无 分层和机械性质的损伤，无锈斑、氧化皮及其它附着 物。 表面质量好的材料，冲压时不易破裂，不易擦 伤模具，工件表面质量好。
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2）常用冲压材料
铁金属、非铁金属、非金属材料、新材料 a.黑色金属：普通碳素结构钢、优质碳素钢、合金结构钢、碳素工 具钢、不锈钢、电工硅钢等。 对厚度在4mm以下的轧制薄钢板，按国家标准GB/T708-1991规定， 钢板的厚度精度可分为A(高级精度)，B(较高精度)，C(普通精度) 级
冲压加工基本常识
下模座
冲压基本常识
二.模具零件
2.1 模具零件类型
工作零件----直接进入冲压加工的零件,也就是模具上的刀口﹑冲子及调整等. 定位零件----确保材料在模具中的位置之零件,(例如.浮动导料销,定位针,导料
板等)
导向零件----保持模具上下模垂直之零件.(例如:主导柱.副导柱.主导套,副导 套等)
剥料零件----把材料从冲头上剥落下来之零件.(例如:浮料销﹑脱料板﹑导正销
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冲压基本常识 2.3导向零件
导柱和导套: 导柱和导套同属导向零件, 在一副模具中配合使用,可保 证模具冲压时,上﹑下模有一精确的位置关系. 一般导柱安装在下模座,导套安装在上模座.由于目前冲压 所使用模具为高速﹑精密连续模具,所以要求采用滚珠导向 结构.我们称这类导柱﹑导套为主导柱﹑主导套 另外为精确定位各模板之间的配合精度.还采用内导柱导 套导向机构,和主导柱导套导向一样,也采用滚珠导向结构
冲压基本常识 1.5冲压加工的优点
生产效率高(与其它金属加工方法相比)
质量稳定(与普通切削加工方法相比)
耗料较低(材料消耗和工具消耗)
冲压基本常识 1.6高速精密连续模优点
高精度
高效率 高寿命
冲压基本常识 1.7连续模具主要工序介绍 分离工序:剪切﹑下料(落料) ﹑冲孔﹑切口﹑切 边﹑剖切 成形工序:弯曲﹑卷圆﹑扭曲﹑拉深(抽引) ﹑变 薄拉深﹑翻边﹑缩口﹑扩口﹑起伏成形﹑卷边﹑ 胀形﹑旋压﹑压印﹑整形(矫正) ﹑校平﹑冷挤压
工作次數(壓縮量) 1億次(20%) 1億次(24%)
工作次數(壓縮量) 1億5千萬次(16%) 1億5千萬次(19.2%)
对压缩量很大接近叠死的线簧,达100万次及时更新
冲压基本常识
常用冲压材料
常用冲压材料介绍常用的冲压材料通常有：各种钢板、不锈钢板、铝板、铜板以及其他非金属板材类其中钢板（包括带钢）的分类：1、按厚度分类：（1）薄板（2）中板（3）厚板（4）特厚板2、按生产方法分类：（1）热轧钢板（2）冷轧钢板3、按表面特征分类:（1）镀锌板（热镀锌板、电镀锌板）（2）镀锡板（3）复合钢板（4）彩色涂层钢板4、按用途分类:（1）桥梁钢板（2）锅炉钢板（3）造船钢板（4）装甲钢板（5）汽车钢板（6）屋面钢板（7）结构钢板（8）电工钢板（硅钢片）（9）弹簧钢板（10）其他我们通常所说的冲压钢板板材，多是指薄钢板（带）；而所谓的薄钢板，是指板材厚度小于4mm的钢板，它分为热轧板和冷轧板。
热轧，是以板坯（主要为连铸坯）为原料，经加热后由粗轧机组及精轧机组制成带钢。
从精轧最后一架轧机出来的热钢带通过层流冷却至设定温度，由卷取机卷成钢带卷。
冷却后的钢带卷，根据用户的不同需求，经过不同的精整作业线（平整、矫直、横切或纵切、检验、称重、包装及标志等）加工而成为钢板、平整卷及纵切钢带产品。
简单来说，一块钢坯在加热后（就是电视里那种烧的红红的发烫的钢块）精过几道轧制，再切边，矫正成为钢板，这种叫热轧。
冷轧：用热轧钢卷为原料，经酸洗去除氧化皮后进行冷连轧，其成品为轧硬卷，由于连续冷变形引起的冷作硬化使轧硬卷的强度、硬度上升、韧塑指标下降，因此冲压性能将恶化，只能用于简单变形的零件。
轧硬卷可作为热镀锌厂的原料，因为热镀锌机组均设置有退火线。
轧硬卷重一般在6~13.5吨，钢卷在常温下，对热轧酸洗卷进行连续轧制。
硬轧板由于没有经过退火处理，其硬度很高（HRB大于90），机械加工性能极差，只能进行简单的有方向性的小于90度的折弯加工（垂直于卷取方向）。
简单来说，冷轧板，就是在热轧板卷的基础上加工轧制出来的。
一般来讲是热轧---酸洗---冷轧这样的加工过程。
由于冷轧板是在常温状态下由热轧板加工而成，虽然在加工过程因为轧制也会使钢板升温，尽管如此，人们还是称由这种生产工艺生产出来的钢板叫冷轧板。
冲压基础知识
四、质量知识---缺陷及产生原因
四、质量知识---缺陷及产生原因
5、翻边缺陷：翻边不垂直、翻边高度不一致、翻边拉毛等。
(1)翻边不垂直→凸凹模间隙过大。 (2)翻边高度不一致→凸凹模间隙不均匀,定位不准,落料件尺寸不准。 (3)翻边拉毛→刃口有伤痕,零件表面有杂质,刃口硬度太低; (4)翻边开裂→修边时毛刺大,凸凹模间隙太小,翻边处形状有 突变。
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三、模具知识----典型模具结构图解（翻边）
从模具结构上看分为上翻边和下翻边，从翻边区域的变形情况看分为伸 长翻边和压缩翻边。伸长翻边料不足，压缩翻边料多余，所以对伸长翻 边一般在拉延造型上增加储料筋，以弥补伸长翻边料的不足。对于压缩 翻边尽量减小翻边的高度，或局部增加工艺缺口等。
下翻边模
上翻边模
三、模具知识----模具结构
一般模具的组成 1、工作零件：包括凸模和凹模等零件。 2、定位零件：主要包括挡料销、定位销、侧刃等零件。 3、压料、卸料、顶料零件：主要包括卸料板、顶料器、气动顶料装置等 零件。 4、导向零件：包括导柱、导套、导板等零件。 5、支持零件：包括上、下模板和凸凹模固定板等零件。 6、紧固零件：包括内六角螺钉、卸料螺钉等零件。 7、缓冲零件：包括卸料弹簧、聚氨脂橡胶和氮气缸等。 8、安全零件及其它辅助零件：主要有安全侧销、安全螺钉、工作限制器、 存放限制器、上下料架、废料滑槽、起重棒、吊耳等。
一、材料知识----钢板的失效
低碳钢板失效的一般现象：时效失效和表象失效
时效失效：由于时效的影响，钢板及钢带的力学性能会随着储存时间的延 长而变差，如屈服强度和抗拉强度的上升，断后伸长率的下降，成形性能 变差、出现拉伸应变痕等失效。 表象失效：由于存储不当，造成钢板受潮生锈、外力破损、外力变形等失 效；由于钢厂轧制过程工艺控制部分不足，导致钢板表面出现凹坑、结疤、 裂纹、夹杂，划伤、压痕、麻点 、辊印及氧化色等影响成形性及涂、镀 附着力的缺陷；钢板厚度公差超差。
冲压材料知识
素还能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蚀。
此类钢中的含碳量若低于0.03%或含Ti、Ni，就可显著
提高其耐晶间腐蚀性能。高硅的奥氏体不锈钢浓硝酸
肯有良好的耐蚀性。由于奥氏体不锈钢具有全面的和
良好的综合性能，在各行各业中获得了广泛的应用。
4.3铁素体不锈钢
在使用状态下以铁素体组织为主的不锈钢。含铬量在 11%~30%，具有体心立方晶体结构。这类钢一般不 含镍，有时还含有少量的Mo（钼）、Ti（钛）、Nb （铌）等到元素，这类钢具导热系数大，膨胀系数小、 抗氧化性好、抗应力腐蚀优良等特点，多用于制造耐 大气、水蒸气、水及氧化性酸腐蚀的零部件。这类钢 存在塑性差、焊后塑性和耐蚀性明显降低等缺点，因 而限制了它的应用。炉外精炼技术（AOD或VOD）的 应用可使碳、氮等间隙元素大大降低，因此使这类钢 获得广泛应用。
裂时所达到的最大应力值。它表示钢材 抵抗断裂的能力大小。与抗拉强度相应 的还有抗压强度、抗弯强度等。
设Pb为材料被拉断前达到的最大拉力， Fo为试样截面面积，则抗拉强度σb= Pb/Fo （MPa）。
材质的机械参数-伸长率
4.伸长率（δs） 材料在拉断后，其塑性伸长的长度与
原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。
4.8不锈钢中300和400系的区别
300 系與400系的區分在前者屬鎳系不銹鋼 （但成份中也含鉻），後者屬於鉻系不銹 鋼（不含鎳）。300系除了裝飾用途外，因 成型性佳，也大量用於建材、廚具及部份 工業用途；而400系則因在冷軋後並不進行 退火處理，因此材質較硬，通常直接做為 裝飾用途或製成不銹鋼刀、叉等餐具或機 械零件。
铁素体不锈钢
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板材冲压成形的基本知识课件
板材冲压成形的应用领域
汽车制造
家用电器
建筑行业
其他领域
汽车车身覆盖件、零部 件等。
外壳、内部结构件等。
金属板材门窗、幕墙等 。
金属包装容器、金属艺 术品等。
板材冲压成形的基本原理
01
02
03
塑性变形
板材在压力作用下发生塑 性变形，从而获得所需形 状和尺寸。
板材的力学性能与厚度
力学性能
指板材在受力时的表现，如强度、硬度、韧性等。这些性能对冲压成形的效果有直接影 响。
厚度
板材的厚度会影响其成形性能和刚性。较厚的板材在冲压时不易发生变形，而较薄的板 材则容易产生较大的变形。
04
板材冲压成形的缺陷与质量控制
起皱与破裂
起皱
在板材冲压过程中，由于材料的流动应 力、切向压应力或切向应变率等因素影 响，板料在弯曲变形区出现多余的金属 材料聚集，形成皱纹的现象。
模具设计
模具是实现板材冲压成形 的重要工具，其设计直接 影响产品的质量和生产效 率。
材料性能
材料的塑性、强度、韧性 等性能对冲压成形效果有 重要影响。
02
板材冲压成形的工艺流程
原材料准备
原材料选择
根据产品要求选择合适的板材，如不锈钢、碳钢板、铝板等 。
板材的剪裁与切割
将大块板材剪裁成适合冲压的小块，并进行必要的切割。
VS
破裂
在板材冲压过程中，由于材料的抗拉强度 不足或变形量过大，导致板料出现裂纹或 断裂的现象。
回弹与畸变
回弹
在板材冲压过程中，板料弯曲变形后，当外 力去除时，由于弹性变形恢复，弯曲角度会 发生变化的现象。
常用冲压材料介绍
常用冲压材料介绍冲压是一种常见的金属加工方法，广泛应用于汽车、航空、电子、家电等行业中。
冲压材料的选择对产品的质量和成本起着重要作用。
下面是一些常用的冲压材料介绍。
1.碳钢碳钢是最常见的冲压材料之一，它具有良好的可塑性和可焊性。
碳钢的成本较低，易于加工，并且具有良好的强度和硬度。
碳钢可用于制造各种零部件，如汽车座椅骨架、设备外壳等。
2.不锈钢不锈钢广泛应用于冲压工艺中，因为它具有耐腐蚀、高强度和高温稳定性的特点。
不锈钢可用于制造厨具、家电、船舶部件等。
不同类型的不锈钢具有不同的耐腐蚀性能，因此在选择时需要考虑使用环境。
3.铜铜具有优良的导电性和导热性，因此常用于电子设备和电子器件的冲压制造。
铜还具有良好的可塑性和耐热性，能够满足高温环境下的要求。
铜制品常用于电子连接器、散热器等。
4.铝铝是一种轻质且抗腐蚀的金属材料，广泛应用于冲压工艺中。
铝具有良好的可塑性和导热性，可用于制造汽车零部件、电子外壳等。
由于其重量轻，使用铝材料能减轻产品重量，提高能源利用率。
5.合金钢合金钢是一种钢材与其他金属元素合金化的产品，以提高其硬度、强度和耐热性能。
合金钢具有良好的可塑性和冲击韧性。
合金钢可用于制造汽车零部件、机械设备等。
6.钛合金钛合金是一种重量轻、强度高且抗腐蚀的金属材料，具有优良的机械性能。
钛合金通常用于制造航空航天、医疗器械等领域的高端产品，如飞机结构件、假肢等。
7.镁合金镁合金具有很低的密度和良好的机械性能，是一种轻质金属材料。
镁合金可用于制造手机外壳、电动工具等产品。
然而，镁合金的耐腐蚀性较差，需要采取防腐措施。
8.快速硬化钢快速硬化钢具有出色的硬度、耐磨性和强度，可用于制造高负荷的零部件，如工具和模具。
快速硬化钢有助于提高产品的耐久性和精度。
以上是一些常用的冲压材料的介绍。
在选择冲压材料时，需要考虑产品的性能要求、成本、加工工艺等因素，以确保产品的质量和可靠性。
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5.耐溶劑性 耐指紋電鍍鋅鋼片可用脂肪族和含鹵素族有机溶劑及低鹵性清洗劑來清洗表面,清洗后
鋼片表面之防蝕能力不受影響. 6.化學成分
鋼种
C
Si
Mn
P
S
SECC1 0.010~0.030 0.02max 0.10~0.25 0.020max 0.015max
SECC2 0.005max 0.02max 0.10~0.20 0.020max 0.015max
朱林青 2018.08.28
普通的鍍鋅板分為SECC&SGCC 一.SECC 電鍍鋅鋼板. , 鋼板在鍍鋅時溫度接近于常溫,因此原板的性質基本毫無變化,機械加工性能特 別良好.因為是泡在硫酸鋅中電解鍍鋅, 故表面外觀品質非常美麗,外觀的均一 二.SGCC 熱浸鍍鋅鋼板 熱浸鍍鋅鋼板是通過加熱到500℃左右鍍鋅槽經高壓空氣吹嘴之后將其立即 急冷.使鋅的結晶花紋凍結而生成無鋅花( ZERO SPANGLE )或極細鋅花 ( MINIMUM SPANGLE )或不急冷在常溫下冷卻的一般鋅花( REGULAR SPANGLE ) 表面狀態, 因為熱浸方式要控制膜厚的均一性比較困難,又因為經過500℃左右鍍 鋅槽等於鋼板底材被熱處理過, 所以會比原板的性質較硬; 再加工過程中抗張強 度會比較高,需要較大的沖壓機才可使其定形, 但若處理不良容易產生鍍層剝離
一、SECC电解镀锌板，原板：冷轧板，其中S – 钢（steel),E表示电镀（Electrodeposition),C-冷 轧板（Cold）,第四位C表示普通级（common)
二、SECC通常在我们的BOM中用E.G.S 表示， E.G.S前面加供应上的名字例如神户、宝钢等.
三、SGCC熱浸鍍锌板，通常在我们的BOM中称 为GI料，原板：冷轧板，其中S –钢（steel),G热 浸鍍锌,C-冷轧板（Cold）,第四位C表示普通级 （common)
7.机械性質 由于電鍍鋅制程不影響冷軋底材之机械性質,因此耐指紋電鍍鋅鋼片之机械性質与所使
用之冷軋底材相似. 8.彎曲性
耐指紋電鍍鋅鋼片由于底材為CQ級(一般的商用品級),非深衛品級.,因此不适合深衛成形 用途,但一般彎曲加工則可胜任,可彎至OT(彎曲半經為0mm),1800 不會彎裂,且無鋅粉脫落 情況,其彎曲性質良好. 9.點焊性
最小
10
8.5
20
17
30
22.5
40
34
電鍍鋅
化成處理 厚度 CSC寬度 NSC寬度
無涂油 涂油 鉻酸處理 鉻酸處理
0.4mm 2.3mm
610mm 1676mm
610mm 1829mm
1.耐指紋性
電鍍鋅層重量15g/m2与20g/m2之耐指紋電鍍鋅鋼片具有相同的
耐指紋性, 指接触后表面無污染,經試驗評估15g/m2与20g/m2耐指紋電
主要用途
一般用 拉深用 結构用
鍍層的平均附
著量3點法 化學轉化處理
(g/m2,兩面)
80,100
不處理
120,180
不涂油
200,220
涂油
250,275
鉻酸處理
特殊處理
熱浸鍍鋅
厚度
寬度
0.27mm 610mm
2.3mm 1219mm
主要用途
一般用 拉深用 超深拉深用 高強度用
鍍附量g/m2
公稱(單面)
鍍鋅鋼片皆屬最佳等級.
2.耐蝕性
試片种 類
鍍鋅層厚 度(g/m2)
鉻酸鹽皮 膜(mg/m2)
耐指紋皮 膜(μm)
鹽霧試驗 時間 試驗結果 (hrs)
15g/m2
1/m2
20
5~25
1
120
合格
3.有著良好的上漆性
4.耐指紋電鍍鋅鋼片的道電性相當优异,除有利于組裝時之點焊作業,更可 遮蔽電磁輻射波,并有效阻止電磁輻射波外瀑,以免干繞周邊電器設備, 當 電腦及周邊設備之性能提升時,電腦外設及零組件道電性即顯重要.
耐指紋電鍍鋅鋼片与冷軋鋼片在點焊特性上有明顯差异,由于鋅層電阻較低,電流通過時 間生的量較少,熱傳道系數較高,以致于焊接熱量流失較多,因此點焊時需要較大的電流及較 長的焊接時間.