第1章-冲压工艺基础(1-4)-2012

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冲压工艺基础

压料面有两种： 1.由工件本身的法兰面组成； 2.由工艺补充部分组成；
制定压料面基本原则: 1.为了降低拉深深度，压料面可以设计成一定的弯曲形状，使毛坯拉深前先弯成一定的形状。但压料面的形状应尽量简单、平滑，防止毛坯在压料过程中就产生摺皱现象，并利于毛坯在拉深时材料向凹模内流动 2.压料面与凸模的形状之间，应保持一定的几何关系——保证在拉深过程中毛坯处于张紧状态，并能平稳地、渐次地紧贴凸模，以防止产生皱纹。为此，必须满足如下关系：压料面长度﹤凸模表面展开长度
精选课件 22
拉延与成型的选择：此零件可以采用成型,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
拉延
成型模具结构简图
拉延模具结构简图
精选课件
23
分离工序分：落料、冲孔、切断、修边等
工序名称
落料
图示
废料
冲孔
零件
切断
特点
零件废料
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。
精选课件 11
A、拉深模结构：分为三部分:上模（凹模）、压边圈、下模（凸模）
上模（凹模）
精选课件
导板
12
压边圈
导板
挡料销
精选课件 13
下模（凸模）
墩死块：调整模块之间间隙
导板
气垫过孔
精选课件 14
B、修边冲孔模结构下模
导柱
缓冲块
凸模
修边刃口废料刀导板
精选课件
挡料销下模板
废料滑槽
15
侧
侧修边线
翻
边
侧冲孔
精选课件
翻边线
33
侧围的冲压工艺
OP05 落料

冲压工艺学

五、板料、带料维护与清洗 1、板料的维护：板料在下料过程中，不能将原材料表面划伤、碰伤，应保证平直。板料下好后，在运输过程中小心搬运。 2、板料的清洗： ①酸洗：去除钢表面的氧化皮和铁锈。酸洗的工艺流程为：酸洗→水洗→中和→防锈处理。 ②煤油、汽油清洗：去除材料表面的油污。 3、板料、带料上油：便于拉伸、落料、克弯，其作用是提高模具的使用寿命，提高冲压件的表面质量。
冲压用材料对于冲压工艺来说是一个非常重要的因
素。合理地选择材料，对提高产品质量，减轻零件重量，减少材料消耗，降低生产成本，保证均衡生产起到重要的作用。 1、冲压件对材料的要求
材料塑性高低对完成冲压工艺过程有很大的影响，
在变形工序中（如压弯、拉伸、成形等），塑性好的材料，允许的变形程度大。这样可减少工序和减少因材质不良产生的废品。
把空心制件拉伸成侧壁比底部薄的制件或者把拉伸件口部范围增厚的制件
把制件上孔的边缘翻出竖立的边缘
把已成形的制件外缘，翻出圆弧或曲线的竖立边缘
把空心制件的口部扩大，常用于管件把空心制件的口部缩小
毛坯或制件局部产生拉伸压缩变形，形成凸出或凹入的形状
把空心件的边缘卷成一定形状
工序类型工序名称胀形
接触处形成很小的圆角。
②塑性变形阶段：当凸模继续下压，板料应力超过了
屈服极限，部分金属被挤入凹模洞口，产生塑性剪切
变形，形成光亮的剪切断面。
③剪裂阶段：凸模继续下压，凸凹模刃口处出现微小
裂纹不断向材料内部扩展，若凸模间隙合理时，上，
下裂纹重合，板料被拉断分离。
零件
零件
零件
凹模
板料凹模
板料凹模
板料
分离工序分类
表 1-1

第一章冲压工艺基础-1

1
冲压工艺基础
1、工艺分析计算方法的现代化近几年来国内外开始采用有限元法，对复杂成形件（如汽车覆盖件）的成形过程进行应力应变分析和计算机模拟，以预测某一工艺方案对零件成形的可能性和会发生的问题，将结果显示出来，供设计人员进行修改和选择。这样，不但可以节省模具试制费用，缩短新产品的试制周期，还可以逐步建立一套能结合生产实际的先进设计方法，既促进了冲压工艺的发展，也将使塑性成形理论逐步完善到对生产实际的指导作用。
• 所用设备：压力机（如曲柄压力机、液压机、摩擦压力机） • 所使用的成形工具为冷冲压模（简称冲模）
• 完成条件：金属板料内部产生变形的应力达到一定的数值时，材料的某个部分便产生与应力性质相对应的变形，使其产生塑性变形或分离，以获得需形状和尺寸的零件
1.1.2 冲压加工的3个基本要素：
冲模：冷冲压加工时，将材料加工成零件的一种特殊
把板料的边缘按曲线翻成竖立的边缘，可分为内孔翻边和外缘翻边
内孔翻边 ——在预先冲好制件的板材半成品上
冲出竖立的边缘
圆孔翻边、异形孔翻边
－成形工序外缘翻边 ——将板料半成品的边缘按曲线或圆
弧翻出竖立成一定角度的直边
凸曲线翻边、凹曲线翻边
－成形工序
局部成形 —— 在板料或零件表面上制成各种形状的凸起或凹陷，以提高零件的刚性，也可称之为起伏、压梗、压筋
航空航天制造业：
1
冲压工艺基础
汽车制造业
• 汽车制造业：
1
冲压工艺基础
1
冲压工艺基础
1
冲压工艺基础
1.2 冲压技术的发展方向
1、工艺分析计算方法的现代化 2、模具设计制造技术现代化 3、冲压生产的机械化与自动化 4、适应产品更新换代快和生产批量小的特点 5、改进板料性能，以提高其成形能力和使用效果

1冲压技术基础

1 冲压技术基础1．1 冲压成形与模具技术概述1．1．1 定义冲压—在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。

由于它主要用于加工板料零件，所以也叫板料冲压。

由于多数在冷态（或室温）下进行，所以又称冷冲压。

冷冲压工艺广泛应用于汽车、电器、仪器仪表、航空、航天以及各种民用轻工等行业，是现代工业生产的重要手段和发展方向。

冲压模具——在冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冲压模具（冷冲压模具，冷冲模）。

冲压零件生产三要素——合理的冲压成形工艺、先进的模具、高效的冲压设备。

1．1．2 特点1）冲压生产率高、材料利用率高。

如自动送料高速冲压1500-2000次/分2）生产的制件精度高、复杂程度高、一致性高。

如电机定、转子3）模具精度高、技术要求高、生产成本高。

如电机定、转子复合模冲压成形加工必须具备相应的模具，模具是技术密集型产品，其制造属单件小批量生产，只有在冲压零件生产批量大的情况下，冲压成形加工的优点才能充分体现。

适应场合：大批量生产。

1．1．3 冲压工序的分类根据材料的变形特点可将冷冲压工序分为：分离工序——是指坯料在冲压力作用下，变形部分的应力达到强度极限σb以后，使坯料发生断裂而产生分离。

分离工序主要有剪裁和冲裁。

成形工序——是指坯料在冲压力作用下，变形部分的应力达到屈服极限σs，但未达到强度极限σb，使坯料产生塑性变形，成为具有一定形状、尺寸与精度制件的加工工序。

成形工序主要有弯曲、拉深、翻边、旋压。

1．1．4 冲压模具冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，冲压件的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。

模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。

冲压模具的形式很多，一般可按以下几个主要特征分类。

冲压工艺基础知识培训讲义

圈与上模之间必须加导柱
导向。
•
当料厚t > 1.2mm时，可不
加导柱导向。
镶块拉延模
当料厚比较厚大于1.2，拉延的材料为高强度板，或者客户有特殊要求时，会考虑用镶块拉延模。
修边冲孔模结构介绍：下模
下模仁镶块下模仁顶料器
工序件废料部分废料刀废料盒定位具吊耳
导柱组停止块绶冲器
修边冲孔模的组成部分：上模
V型中心线：对应的是模具中心。
销孔
数控加工用三销孔进行拉直分中，将机床中心，模具中心，加工坐标三者合一。
切角拉延
定义：板料拉延成型时，因局部材料流动困难、易破裂，需要去除局余料，为了节约一套落料模，而把此项冲裁工序结合到拉延工序上称切角拉延。
废料斜溜，角度≥15°
•
当料厚t ≤ 1.2mm时，压边
1、上模扣合模块
3、下模（含预弯机构+胎膜+顶料+传送机构）
2、上模压料芯
1、上模扣合模块 2、上模压料芯 3、下模
包边形式的分类及简单介绍
压合模的简单介绍
包边机构及简单的原理介绍
1、插刀
NO1：预弯
预弯刀块 2、斜楔
NO2：压合
4、压死刀块 5、胎膜
1、插刀 2、斜楔 1、2组合使用
包边形式的分类及简单介绍
拉延模的起吊翻转及安全区
a.起吊、翻转装置：
b.安全区的设计:
一般在模座的前后方向（相一般情况下，安全圈和上模座上，但有些时
起重棒，规格根据压边圈的重量确定；如有特殊要求，起重
候，下安全区设计在下模座上，分布在压边圈的四角，尺寸按模具大小有
棒也可设计在模座的左右２端。100x100mm,120x120mm,150

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二、冲压设备与选用
2.冲压设备的选用 (1)压力机类型的选择原则中、小型冲压件选用开式机械压力机; 大、中型冲压件选用双柱闭式机械压力机; 导板模或要求导套不离开导柱的模具，选用偏心压力机; 大量生产的冲压件选用高速压力机或多工位自动压力机; 校平、整形和温热挤压工序选用摩擦压力机; 薄板冲裁、精密冲裁选用刚度高的精密压力机; 大型、形状复杂的拉深件选用双动或三动压力机; 小批量生产中的大型厚板件的成型工序，多采用液压压力机
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第一节冲压工艺的分类和特点
二、冲压工艺的特点
冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化
冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量，而模具的寿命一般较长，所以冲压的质量稳定，互换性好，具有“一模一样”的特征。
冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件。冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其他
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第四节冲压模具及冲压设备
一、冲压模具
在冷冲压加工中，将材料(金属或非金属)加工成零件(或半成品)的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具(俗称冷冲模)。
冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。
1.冲压模具的分类 (1)根据工艺性质分类冲裁模。弯曲模。拉深模。成型模。
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第四节冲压模具及冲压设备
二、冲压设备与选用
(2)压力机规格的选择公称压力滑块行程长度行程次数工作台面尺寸滑块模柄孔尺寸闭合高度
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第四节冲压模具及冲压设备
三、模具的安装
模具安装的一般注意事项:检查压力机上的打料装置，将其暂时调整到最高位置，以免在调整压力机闭合高度时被折弯;检查模具闭合高度与压力机闭合高度之间的关系是否合理;检查下模顶杆和上模打料杆是否符合压力机的除料装置的要求(大型压力机则应检查气垫装置);模具安装前应将上下模板和滑块底面的油污揩拭干净，并检查有无遗物，防止影响正确安装和发生意外事故。

冲压工艺基础知识

工序分类
基本工序
冷冲压工序的分类和成形特点
工序名称
工序简图
分离工冲裁
序
落料冲孔
工序特点
沿封闭轮廓分离出制件
沿封闭轮廓分离出废料
冷冲压工序的分类和成形特点
弯曲
压弯
续表
将板料沿直线弯曲形成制件
变形工序
拉深
拉深
成形
翻边
将板料冲压成开口空心制件
使板料边缘弯曲成竖立的曲边弯曲线形状，或将孔附近的材料变形成有限高度的圆筒形
冲裁工序还包括切断、切边、切口和剖切等；弯曲还包括拉弯、扭弯和滚弯等；拉深还包括变薄拉深；成形还包括起伏、缩口、胀形等，其部分工序简图如图所示。
a）
b）
c） a）剖切
工序简图 b）切口 c）变薄拉深
d） d）胀形
毛坯图
托架冲压加工过程示意图
落料与冲孔
一次弯曲
托架冲压加工过程示意图
二次弯曲
续表
第一章冲压工艺基础知识
第一节第二节第三节第四节
冲压加工及其工艺过程冲压模具冲压成形设备冲压材料与冲压排样
第一节冲压加工及其工艺过程
对于如图所示的托架制件（年产量5万件，材料为20钢），一般采用冲压加工而成。根据需要，该托架制件冲压加工所需的基本工序包括：冲孔、落料和弯曲。
托架零件
一、冲压加工及其基本工序
1．冲压加工
冲压加工是借助相应的设备（压力机）和工具（冲模），对板料金属或非金属施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得具有一定形状、尺寸和性能要求产品的生产技术。
冲压加工是金属压力加工方法之一，它是建立在金属塑性变形理论基础上的材料成形工程技术。

冲压工艺基础知识概述(PPT 70页)

有分离现象发生，但不改变空间形状
表1-1 分离工序
表1-1 分离工序（续）
（2）成形工序
冲压成形时，被加工材料在外力作用下，变形区材料所受到的等效应力达到材料的屈服极限σs，但未达到强度极限σb，使材料只产生塑性变形，从而得到一定形状和尺寸的零件。成形工序主要有弯曲、拉深、翻孔、缩口、胀形等。
冲压过程现场录像——普通冲压
冲压过程现场录像——普通冲压
冲压过程现场录像——自动冲压
冲压过程现场录像——自动高速冲压
1.1 冲压工艺特点及应用
1.1.1 冲压的概念
日常生活用品
食品行业
电机行业
仪器、仪表行业
家用电器、电脑行业
洗衣机滚筒
空调背板
电子行业
接插件端子
电子行业
汽车行业
冲压加工的缺点
模具制造周期长，成本高。
车门板修边冲孔模：98万元
传统加工方法和手段及传统模具材料
自动叠铆级进模： 98万元
缺点将不复存在
但随着先进的模具加工技术及非传统意义上的模具材料的出现，这种缺点也可逐渐被克服。
➢ 如采用低熔点合金材料制造模具 ➢采用快速原型制造技术制造模具 ➢采用经济模具。
如何衡量板料的冲压成形性能？
（1）抗破裂性是指板料在变形中抵抗破坏的能力。（2）贴模性是指板料在冲压成形过程中取得与模具形状一致的能力。（3）定形性是指零件脱模后保持其在模内所得形状的能力。
板料的冲压成形性能可以通过板料的力学性能指标来衡量。力学性能指标可通过试验获得。
板料冲压成形性能试验方法：
成形工序示意
D
只改变毛坯形状，不发生分离
表1-2 成形工序
表1-2 成形工序（续）

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模、凹模的要求及使用条件见参考书2表2-4。
第四节模具材料简介二、冲模材料的选用原则
1. 根据模具种类及其工作条件，选用材料要满足使用要求，
应具有较高的强度、硬度、耐磨性、耐冲击、耐疲劳性等；
2. 根据冲压材料和冲压件生产批量选用材料； 3. 应具有良好的加工工艺性能，便于切削加工，淬透性好、热处理变形小； 4.满足经济性要求。
第四节模具材料简介三、冲模常见材料及热处理要求
冲压模具所用材料主要有碳素钢、合金钢、铸铁、铸钢、硬质合金、钢结硬质合金以及锌基合金、低熔点合金、环氧树脂、聚氨酯橡胶等。冲压模具中凸、凹模等工作零件所用的材料主要是模具钢，常用的模具钢包括碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢、高速工
具钢、基体钢、硬质合金和钢结硬质合金等（可参见
渗碳、氮化等。根据零件及要求不同，热处理工序安排也不同。
第一章冲压工艺基础
复习上次课内容
1.简述金属的屈服条件、硬化规律、卸载弹性恢复规律和反载软化现象、最小阻力定律。
2.简述冲压成形中的变形趋向性及其控制。 3.冲压成形性能的概念。 4.冲压工艺对材料的基本要求。
第一章冲压工艺基础
第一节冲压成形的特点与分类
第二节模具概述第三节板料的冲压成形性能第四节模具材料简介第五节冲压设备
GB/T699—1999、GB/T1298—1986、GB/T1299—2000、 JB/T5826—1991、JB/T5825—1981、JB/T5827—1991等求见参考书2表2-4。
其他模具零件常用材料及热处理要求见参考书2表2-5 。模具零件加工常见热处理方法有退火、调质、淬火、回火、
第六节冲压技术现状与发展方向
第四节模具材料简介
一、冲压对模具材料的要求
二、冲模材料的选用原则三、冲模常见材料及热处理要求
第四节模具材料简介一、冲压对模具材料的要求
不同冲压方法，其模具类型不同，模具工作条件有差异，对模具材料的要求也有所不同。冲模工作零件主要长期承受冲击和摩擦等。对凸