第八章_板料冲压
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板料冲压
(6) 修整 是利用修整模沿冲裁件外缘或内孔刮削一薄层 金属，去掉剪裂带和毛刺，提高冲裁件的尺寸精度 和表面精度。
2. 变形工序
—— 是使坯料的一部分相对于另一部分产生
位移而不破坏的工序。
如:拉深，弯曲，翻边，胀形等。
(1) 弯曲 ——是将坯料的一部分相对于另一部分弯曲成 一定角度的冲压加工方法。被弯材料可是板料、型 材或管料。
可采用加强筋措施 以薄材代替厚材。
3. 冲压件的精度和表面质量
在满足需要的前提下，尽量降低精度要求，而且 一般不要超过原材料的表面质量。
4.
简化工艺、节约材料
(1) 采用冲—焊结构
用于复杂冲压件，可分别冲 压成几个简单件，然后焊接 成整体，简化工艺
(2) 采用冲口工艺 ——可以减少组合件数量
(3)在不改变使用性能的前提下，简化拉深件结构， 可减少工序并节约材料。
落料和冲孔的区别在于： 落料：冲落部分为成品，周边是废料； 冲孔：是为了获得带孔的冲裁件，冲落部分为 废料。
(1) 冲裁分离过程
冲裁时板料的变形和分离过程对冲裁件质量有 很大的影响。其过程可分为三个阶段。
弹性变形阶段→塑性变形阶段→断裂分离阶段
冲裁出的工件断面分为四个特征区，分别为圆 角带（塌角）、光亮带、剪裂带和毛刺。
板厚越大，m取 值应越大。
设计落料模时，取凹模作为设计基准，然后根 据间隙确定凸模尺寸。设计冲孔模时，取凸模作为 设计基准，然后根据间隙确定凹模尺寸。
(3) 凸凹模刃口尺寸的确定
落料件尺寸会随凹模刃口磨损而增大，因此，加
工凹模刃口时取落料件公差范围的最小尺寸；
冲孔件尺寸会随凸模刃口磨损而减小，因此，加
压边圈——防止工件起皱 压边力不能太 大，一般为 2~3MPa。
华北电力大学《材料成型技术》第八章-板料的冲压工艺
力适中，模具寿命足够，零件尺寸几乎与模具一样。
较小的间隙有利于提高冲裁件的质量。 较大的间隙则有利于提高模具的寿命。 间隙合理模具有足够长的寿命，零件的
尺寸几乎与模具一致。
冲裁模合理间隙值见表8-1
16
3．凸凹模刃口尺寸的确定
凸模和凹模刃口的尺寸取决于冲裁件尺寸和冲模间隙，因此 必须正确决定冲模刃口尺寸。
图8-7 拉深变形过程
30
➢ 拉深变形具有以下特点:
①变形区是板料的凸缘部分，其他部分是传力区。
②板料变形在切向应力和径向拉应力的作用下，产 生切向压缩和径向伸长的变形。
③拉深时，金属材料产生很大的塑性流动，板料直 径越大，拉深后筒形直径越小，其变形程度越大。
由于应力的作用，拉深件的壁厚在不同的部 位有减薄或增厚的变化：
34
35
②合理设计拉深凸凹模的圆角半径
凸凹模的圆角半径为r，板料材质为钢，厚度为，则：
R凹=10 ， R凸=（0.6~1）R凹
若两个圆角半径过小，则容易拉裂。
③合理设计凸凹模的间隙
一般取凸凹模的间隙为：
z=(1.1~1.2) ，比冲裁模间隙大。
间隙过小，模具与拉深件间的摩擦力增大，容易拉裂工件，擦伤工件 表面，缩短模具寿命。
冲头接触板料后，继续向下 运动的初始阶段，使板料产 生弹性压缩、拉伸与弯曲等 变形。 此时，凸模下的材料略有弯 曲，凹模上的材料则向上翘， 间隙↑→弯曲、上翘↑
1 凹模 2 板材 3 凸模
图8-1 冲裁时板料的变形过程 9
（2）塑性变形阶段
冲头继续压入，应力值→屈服极限→塑性变形，变形 达一定程度时，位于凸、凹模刃口处的材料硬化加剧— —出现微裂纹；塑性变形阶段结束。
为防止起皱，实际生产中常采用压边圈来提高拉深时允许的变形 程度，也可通过增加毛坯的相对厚度或拉深系数的途径来防止 。
较小的间隙有利于提高冲裁件的质量。 较大的间隙则有利于提高模具的寿命。 间隙合理模具有足够长的寿命，零件的
尺寸几乎与模具一致。
冲裁模合理间隙值见表8-1
16
3．凸凹模刃口尺寸的确定
凸模和凹模刃口的尺寸取决于冲裁件尺寸和冲模间隙，因此 必须正确决定冲模刃口尺寸。
图8-7 拉深变形过程
30
➢ 拉深变形具有以下特点:
①变形区是板料的凸缘部分，其他部分是传力区。
②板料变形在切向应力和径向拉应力的作用下，产 生切向压缩和径向伸长的变形。
③拉深时，金属材料产生很大的塑性流动，板料直 径越大，拉深后筒形直径越小，其变形程度越大。
由于应力的作用，拉深件的壁厚在不同的部 位有减薄或增厚的变化：
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②合理设计拉深凸凹模的圆角半径
凸凹模的圆角半径为r，板料材质为钢，厚度为，则：
R凹=10 ， R凸=（0.6~1）R凹
若两个圆角半径过小，则容易拉裂。
③合理设计凸凹模的间隙
一般取凸凹模的间隙为：
z=(1.1~1.2) ，比冲裁模间隙大。
间隙过小，模具与拉深件间的摩擦力增大，容易拉裂工件，擦伤工件 表面，缩短模具寿命。
冲头接触板料后，继续向下 运动的初始阶段，使板料产 生弹性压缩、拉伸与弯曲等 变形。 此时，凸模下的材料略有弯 曲，凹模上的材料则向上翘， 间隙↑→弯曲、上翘↑
1 凹模 2 板材 3 凸模
图8-1 冲裁时板料的变形过程 9
（2）塑性变形阶段
冲头继续压入，应力值→屈服极限→塑性变形，变形 达一定程度时，位于凸、凹模刃口处的材料硬化加剧— —出现微裂纹；塑性变形阶段结束。
为防止起皱，实际生产中常采用压边圈来提高拉深时允许的变形 程度，也可通过增加毛坯的相对厚度或拉深系数的途径来防止 。
板料冲压
第三节
板料的冲压成形
一、何谓冲压成形
板料冲压成形是利用冲模使板料产生分离或变形的加工方法，板料冲压 的坯料厚度一般小于4mm，通常是在常温下进行的，所以又叫冷冲压。
二、工艺分类
分离工序: 落料、冲孔、切断 变形工序：拉深、弯曲
三、板料冲压的特点
1、操作简单，加工效率高； 2、一般不需再进行切削加工，因而节约材料，节约能源消耗； 3、加工质量高，基本不需要后序加工； 4、对工人技术要求低； 5、灵活性差。
YQ32系列四柱液压机
拉深加工产品示例
1）拉深变形过程
使坯料在凸模的作用下压入凹模， 获得空心体零件的冲压工序。
h d d
Dd h 2
拉深过程示意图
2）拉深废品 ① 拉裂（拉穿） ② 起皱
3）拉深模设计及工艺特点 ① 凸凹模的工作部分必须具有一定 的圆角； r凹=(5~10)t r凸=（0.7-1）t ② 凸凹模间隙要合理 Z =（1.1-1.2）t ③ 控制拉深系数（m）
形状零件的工序。
弯曲过程示意图
1）弯曲的变形特点 ① 变形区域主要在圆角部位； ② 外层金属受拉应力，内层金属受压应力。 2）弯曲缺陷 弯裂 回弹 a）设计补偿角 b）对工件进行退火 c）设计加强筋
3）弯曲工艺特点 ①弯曲半径 r≥rmin=（0.25-1）t ；
② 毛刺应位于内侧；
③ 弯曲线应尽量与坯料纤维方向垂直；
3）液态模锻
原理：将液态金属直接注入模膛，施以静压力，使熔融
或半熔融态金属在压力下结晶凝固，并产生少量塑性变形。
特点：
与铸造比：无须浇注系统，节约金属；组织比压铸件细密。 与锻造比：成形压力小及能耗少2/3~~3/4；组织比一般模锻件差。
板料的冲压成形
一、何谓冲压成形
板料冲压成形是利用冲模使板料产生分离或变形的加工方法，板料冲压 的坯料厚度一般小于4mm，通常是在常温下进行的，所以又叫冷冲压。
二、工艺分类
分离工序: 落料、冲孔、切断 变形工序：拉深、弯曲
三、板料冲压的特点
1、操作简单，加工效率高； 2、一般不需再进行切削加工，因而节约材料，节约能源消耗； 3、加工质量高，基本不需要后序加工； 4、对工人技术要求低； 5、灵活性差。
YQ32系列四柱液压机
拉深加工产品示例
1）拉深变形过程
使坯料在凸模的作用下压入凹模， 获得空心体零件的冲压工序。
h d d
Dd h 2
拉深过程示意图
2）拉深废品 ① 拉裂（拉穿） ② 起皱
3）拉深模设计及工艺特点 ① 凸凹模的工作部分必须具有一定 的圆角； r凹=(5~10)t r凸=（0.7-1）t ② 凸凹模间隙要合理 Z =（1.1-1.2）t ③ 控制拉深系数（m）
形状零件的工序。
弯曲过程示意图
1）弯曲的变形特点 ① 变形区域主要在圆角部位； ② 外层金属受拉应力，内层金属受压应力。 2）弯曲缺陷 弯裂 回弹 a）设计补偿角 b）对工件进行退火 c）设计加强筋
3）弯曲工艺特点 ①弯曲半径 r≥rmin=（0.25-1）t ；
② 毛刺应位于内侧；
③ 弯曲线应尽量与坯料纤维方向垂直；
3）液态模锻
原理：将液态金属直接注入模膛，施以静压力，使熔融
或半熔融态金属在压力下结晶凝固，并产生少量塑性变形。
特点：
与铸造比：无须浇注系统，节约金属；组织比压铸件细密。 与锻造比：成形压力小及能耗少2/3~~3/4；组织比一般模锻件差。
板料的冲压工艺
14
（3）间隙合适 ）
裂纹重合一线，冲裁力、卸料力、 间隙合适—上、下裂纹重合一线，冲裁力、卸料力、推件 力适中，模具寿命足够，零件尺寸几乎与模具一样。 力适中，模具寿命足够，零件尺寸几乎与模具一样。 较小的间隙有利于提高冲裁件的质量。 较小的间隙有利于提高冲裁件的质量。 有利于提高冲裁件的质量 较大的间隙则有利于提高模具的寿命。 较大的间隙则有利于提高模具的寿命。 则有利于提高模具的寿命 间隙合理模具有足够长的寿命， 间隙合理模具有足够长的寿命，零件的 模具有足够长的寿命 尺寸几乎与模具一致。 尺寸几乎与模具一致。 冲裁模合理间隙值见表8-1 冲裁模合理间隙值见表
10
光亮带：塑性变形过程中凸模 或凹模）挤压切入材料， 凸模（ ② 光亮带：塑性变形过程中凸模（或凹模）挤压切入材料，使其 受到剪切和挤压应力的作用而形成。表面光滑，断面质量最好。 受到剪切和挤压应力的作用而形成。表面光滑，断面质量最好。 剪裂（断裂） 由于刃口处的微裂纹 拉应力作用下不断扩 刃口处的微裂纹在 ③ 剪裂（断裂）带：由于刃口处的微裂纹在拉应力作用下不断扩 展断裂而形成。表面粗糙，略带斜度。 展断裂而形成。表面粗糙，略带斜度。 毛刺：微裂纹出现时产生,冲头继续下行时被拉长。 ④ 毛刺：微裂纹出现时产生,冲头继续下行时被拉长。
第八章 板料的冲压工艺
板料冲压：是利用装在冲床上的冲模对金属板料 板料冲压：是利用装在冲床上的冲模对金属板料 冲床上的冲模 加压，使之产生变形 分离， 变形或 加压，使之产生变形或分离，从而获得零件或毛坯 的加工方法。 的加工方法。 板料冲压通常在室温下进行，故又称冷冲压 冷冲压。 板料冲压通常在室温下进行，故又称冷冲压。 当板料厚度超过8∼10 mm 时，需采用热冲压。 需采用热冲压 热冲压。 当板料厚度超过 ∼
（3）间隙合适 ）
裂纹重合一线，冲裁力、卸料力、 间隙合适—上、下裂纹重合一线，冲裁力、卸料力、推件 力适中，模具寿命足够，零件尺寸几乎与模具一样。 力适中，模具寿命足够，零件尺寸几乎与模具一样。 较小的间隙有利于提高冲裁件的质量。 较小的间隙有利于提高冲裁件的质量。 有利于提高冲裁件的质量 较大的间隙则有利于提高模具的寿命。 较大的间隙则有利于提高模具的寿命。 则有利于提高模具的寿命 间隙合理模具有足够长的寿命， 间隙合理模具有足够长的寿命，零件的 模具有足够长的寿命 尺寸几乎与模具一致。 尺寸几乎与模具一致。 冲裁模合理间隙值见表8-1 冲裁模合理间隙值见表
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光亮带：塑性变形过程中凸模 或凹模）挤压切入材料， 凸模（ ② 光亮带：塑性变形过程中凸模（或凹模）挤压切入材料，使其 受到剪切和挤压应力的作用而形成。表面光滑，断面质量最好。 受到剪切和挤压应力的作用而形成。表面光滑，断面质量最好。 剪裂（断裂） 由于刃口处的微裂纹 拉应力作用下不断扩 刃口处的微裂纹在 ③ 剪裂（断裂）带：由于刃口处的微裂纹在拉应力作用下不断扩 展断裂而形成。表面粗糙，略带斜度。 展断裂而形成。表面粗糙，略带斜度。 毛刺：微裂纹出现时产生,冲头继续下行时被拉长。 ④ 毛刺：微裂纹出现时产生,冲头继续下行时被拉长。
第八章 板料的冲压工艺
板料冲压：是利用装在冲床上的冲模对金属板料 板料冲压：是利用装在冲床上的冲模对金属板料 冲床上的冲模 加压，使之产生变形 分离， 变形或 加压，使之产生变形或分离，从而获得零件或毛坯 的加工方法。 的加工方法。 板料冲压通常在室温下进行，故又称冷冲压 冷冲压。 板料冲压通常在室温下进行，故又称冷冲压。 当板料厚度超过8∼10 mm 时，需采用热冲压。 需采用热冲压 热冲压。 当板料厚度超过 ∼
第八章板料冲压
δδδFra bibliotek磷青铜
0.01～0.04
（0.08～0.12） δ
（0.11～0.14） （0.14～0.17） （0.18～0.20）
δ
δ
δ
铝及铝合金 （软）
0.01～0.03
（0.08～0.12） （0.11～0.12） （0.11～0.12） （0.11～0.12）
δ
δ
δ
δ
铝及铝合金 （硬）
0.01～0.03
拉深力的大小主要与材料性能、零件和毛坯尺寸、凹 模圆角半径及润滑条件等有关，生产中经常采用以下经验公式 进行计算：
第一次拉深力：F1＝πd1δσbK1 第二次及以后各次拉深力：Fi＝πdiδσbK2 (i＝2， 3，…，n)
式中 σb——材料的抗拉强度(MPa)； Fi——第i次拉深力；
K1、K2——系数，可查表8.4、8.5。
材料种类 软铜黄铜
表8.1 冲裁模合理的间隙值(双边)
板 厚δ/mm
1.4～0.4
0.4～1.2
1.2～2.5
2.5～4
4～6
0.01～0.02
（0.07～0.10） δ
（0.09～0.12） （0.12～0.14） （0.15～0.18）
δ
δ
δ
硬铜
0.01～0.05
（0.10～0.17） δ
（0.18～0.25） （0.25～0.27） （0.27～0.29）
优点：推件力与卸料力减小，甚至为 零，材料对凸、凹模的摩擦作用大大 减弱，所以模具寿命较长。
应用:对于批量较大而公差又无特殊 要求的冲裁件，可适当采用“大间隙” 冲裁。
(3)间隙合理
当间隙合理时，冲裁力、卸 料力和推件力适中，模具有足够 长的寿命。这时光亮带占板厚的 l／2～l／3，圆角带、断裂带和 锥度均很小。零件的尺寸几乎与 模具一 致，完全可以满足使用 要求。 合理的间隙值可查表选取．对冲 裁件品质要求较高时，可将表中 数据减小l／3。
板料冲压
落料是沿一条封闭的分离线将所需的部分 从板料上分离出来。
被分离的部分为成品，周边是废料。
冲孔是在板料上冲出孔、槽和百页窗等。
被分离的部分为废料，周边是成品。
１、冲裁变形过程
（１）弹性变形阶段 （２）塑性变形阶段 （３）断裂分离阶段
２、凹凸模间隙
冲裁模的上、下模刃口的错开量称为间隙。
３、凸、凹模刃口 尺寸的确定
轻、强的特点。
（1）、形状复杂，废料少。 （2）、互换性好，精度高。 （3）、强度、刚度高、质量轻。 （4）、易于机械化、自动化，成本低。
第一节
分离工序
落料及冲孔，简称冲裁（blanking）
冲裁是利用冲模的刃口使板料沿一定的轮廓 线产生剪切变形并分离。
冲裁在冲压生产中所占的比例最大。
在冲裁过程中，除剪切轮廓线附近的金属外， 板料本身并不产生塑性变形，所以由平板冲裁 加工的零件仍然是一平面形状。
落料模 －凹模作基准 ；
刃口尺寸： 凸模D=凹模D-间隙Z
冲孔模 凸模作基准 ；
刃口尺寸： 凹模D=凸模D+间隙Z
４、冲裁件的排样
第二节
变形工序
目的： 是使板料在不破坏的条件下发生塑性变 形，制成所需形状和尺寸的工件。 定义： 变形工序是使坯料的一部分相对于另一 部分产生位移而不破裂的工序。
一、拉深
弯曲
三、翻边
四、成形
简单冲模
连续冲模
复合冲模
第四节
冲压件的结构工艺性
１、对落料件和冲孔件的要求
２、对弯曲件的要求
第三章
板料冲压
板料冲压
stamping
产生分离或变形
板料冲压是利用冲模使板料
的加工方法。即靠压力机和模具对板材、带 材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性
板料的冲压工艺课件
Z = D凹－D凸 冲裁间隙不仅对冲裁件的质量起决定性的作用，而且直接影响模具的 使用寿命。
图 冲裁间隙
间隙过小： 凸模刃口处裂纹相对于凹模刃口裂纹向外错开。两
裂纹之间的材料随着冲裁的进行将被第二次剪切，在断面上形成第二光 亮带；因间隙太小，凹凸模受到金属的挤压作用增大，增加了材料与凹 凸模之间的摩擦力，刃口所受压力增大，造成模具刃口变形及端面磨损 加剧，加剧了凹凸模的磨损，缩短了模具寿命。严重时甚至发生崩刃现 象。
① 一般冲裁：精度为IT10～IT11，Ra：12.5～3.2； ② 精密冲裁：IT8～IT9，Ra：3.2～0.20。
精密冲裁法：改变冲裁条件，以增大变形区的静水压作用，抑制材料的断裂， 使塑性剪切变形延续到剪切的全过程，在材料不出现剪裂纹的冲裁条件下实现 材料的分离，从而得到断面光滑而垂直的精密零件。
板料冲压的特点：
1）在常温下加工，金属板料必须具有足够的塑性和较低 的变形抗力。
2）金属板料经冷变形强化，获得一定的几何形状后，结 构轻巧，重量轻，强度和刚度较高。
3）冲压件尺寸精度高，质量稳定，互换性好，一般不需 机械加工即可作零件使用，节省原材料。
4）冲压生产操作简单，生产率高，便于实现机械化和自 动化。 5）可以冲压形状复杂的零件，废料少。 6）冲压模具结构复杂，精度要求高，制造费用高，只适 用于大批量生产。
53
3. 凸模、凹模刃口部分尺寸计算
冲孔和落料所用的模具结构基本相同，但刃口部分的尺寸有所区别。凸模和凹 模刃口尺寸直接决定了冲裁件的尺寸和间隙大小，是模具中最重要的尺寸。模具刃口 设计原则如下：
① 落料时，落料件的尺寸是由凹模决定的，因此应以落料凹模为设计基准。冲 孔件的尺寸是由凸模决定的，因此应以冲孔凸模为设计基准。
图 冲裁间隙
间隙过小： 凸模刃口处裂纹相对于凹模刃口裂纹向外错开。两
裂纹之间的材料随着冲裁的进行将被第二次剪切，在断面上形成第二光 亮带；因间隙太小，凹凸模受到金属的挤压作用增大，增加了材料与凹 凸模之间的摩擦力，刃口所受压力增大，造成模具刃口变形及端面磨损 加剧，加剧了凹凸模的磨损，缩短了模具寿命。严重时甚至发生崩刃现 象。
① 一般冲裁：精度为IT10～IT11，Ra：12.5～3.2； ② 精密冲裁：IT8～IT9，Ra：3.2～0.20。
精密冲裁法：改变冲裁条件，以增大变形区的静水压作用，抑制材料的断裂， 使塑性剪切变形延续到剪切的全过程，在材料不出现剪裂纹的冲裁条件下实现 材料的分离，从而得到断面光滑而垂直的精密零件。
板料冲压的特点：
1）在常温下加工，金属板料必须具有足够的塑性和较低 的变形抗力。
2）金属板料经冷变形强化，获得一定的几何形状后，结 构轻巧，重量轻，强度和刚度较高。
3）冲压件尺寸精度高，质量稳定，互换性好，一般不需 机械加工即可作零件使用，节省原材料。
4）冲压生产操作简单，生产率高，便于实现机械化和自 动化。 5）可以冲压形状复杂的零件，废料少。 6）冲压模具结构复杂，精度要求高，制造费用高，只适 用于大批量生产。
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3. 凸模、凹模刃口部分尺寸计算
冲孔和落料所用的模具结构基本相同，但刃口部分的尺寸有所区别。凸模和凹 模刃口尺寸直接决定了冲裁件的尺寸和间隙大小，是模具中最重要的尺寸。模具刃口 设计原则如下：
① 落料时，落料件的尺寸是由凹模决定的，因此应以落料凹模为设计基准。冲 孔件的尺寸是由凸模决定的，因此应以冲孔凸模为设计基准。
板料冲压
第四节板料冲压板料冲压：利用冲模在压力机上使板料分离或变形，从而获得冲压件的加工方法称为板料冲压。
板料冲压的坯料厚度一般小于4mm，通常在常温下冲压，故又称为冷冲压。
原材料：具有塑性的金属材料，如低碳钢、奥氏体不锈钢、铜或铝及其合金等，也可以是非金属材料，如胶木、云母、纤维板、皮革等。
板料冲压的特点：（1）冲压生产操作简单，生产率高，易于实现机械化和自动化。
（2）冲压件的尺寸精确，表面光洁，质量稳定，互换性好，一般不再进行机械加工，即可作为零件使用。
（3）金属薄板经过冲压塑性变形获得一定几何形状，并产生冷变形强化，使冲压件具有质量轻、强度高和刚性好的优点。
（4）冲模是冲压生产的主要工艺装备，其结构复杂，精度要求高，制造费用相对较高，故冲压适合在大批量生产条件下采用。
冲压设备：主要有剪床和冲床两大类。
剪床是完成剪切工序，为冲压生产准备原料的主要设备。
冲床是进行冲压加工的主要设备，按其床身结构不同，有开式和闭式两类冲床。
按其传动方式不同，有机械式冲床与液压压力机两大类。
图2-40所示为开式机械式冲床的工作原理及传动示意图。
冲床的主要技术参数是以公称压力来表示的，公称压力（kN）是以冲床滑块在下止点前工作位置所能承受的最大工作压力来表示的。
我国常用开式冲床的规格为63~2000kN，闭式冲床的规格为1000~5000kN。
一、冲压工序及冲压件结构工艺性冲压基本工序可分为落料、冲孔、切断等分离工序，和拉深、弯曲等变形工序两大类。
（一）分离工序分离工序统称为冲裁，它是使板料的一部分与另一部分分离的加工工序。
切断：使板料按不封闭轮廓线分离的工序叫切断；落料：是从板料上冲出一定外形的零件或坯料，冲下部分是成品。
冲孔：是在板料上冲出孔，冲下部分是废料。
冲孔和落料又统称为冲裁。
1．冲裁变形过程冲裁可分为普通冲裁和精密冲裁。
普通冲裁的刃口必须锋利，凸模和凹模之间留有间隙，板料的冲裁过程可分为三个阶段，如图2-41所示：（1）弹性变形阶段（2）塑性变形阶段（3）剪裂分离阶段板料冲裁时的应力应变十分复杂，除剪切应力应变外，还有拉伸、弯曲和挤压等应力应变，如图2-42所示。
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3）复合模
一次冲程中，模具在同一部位上同时完成
数道冲压工序
其最大特点是，模具中有一凸凹模 凸凹模的外圆是落料凸模的刃口， 内孔则为拉深凹模 适用于产量大，精度高的冲压件，但模具 制造复杂，成本高
凸模接触板料后，继续向下运动的初始阶段
材料产生弹性压缩、拉伸和弯曲变形 材料的内应力未超过材料的弹性极限
②塑性变形阶段 凸模继续压入，材料内的应力达到屈服极 限时，便开始产生塑性变形。 随凸模挤入板料深度增大，变形材料加工 硬化加剧，直到刃口附近材料由于拉应 力作用出现微裂纹时，塑性变形阶段便 告结束
d）毛刺
冲裁件的质量高—毛刺高度小，断裂带窄
光亮带宽，圆角小
（3）冲裁间隙 凸凹模的间隙 影响冲裁件的断面质量、模具寿命、尺寸精度 间隙过小：
凸凹模受到的挤压作用力增大，增加凸凹模间
之间的摩擦力—增加冲裁力，加剧凸凹模磨损
降低模具寿命
尺寸变化：外表尺寸略有增大，内腔尺寸略有
缩小
间隙过大： 材料的弯曲与拉伸增大，易产生裂纹，塑 性变形阶段较早结束，使光亮带减小， 形成大而长的毛刺。 尺寸变化：外形尺寸缩小 内腔尺寸增大 对模具的磨损大大减弱，模具寿命提高
③断裂分离阶段 已形成的裂纹不断向材料内部扩展，当上 下裂纹重合时，材料便被剪断分离
（2） 冲裁件的断面
由四个部分组成
a）圆角带（塌角）
冲裁过程中刃口附近的材料被牵连拉入
变形的结果
b）光亮带（光面） 在变形过程中，凸模挤压切入材料，使 其受到剪切应力和挤压应力的作用而形成
c）断裂带（毛面） 由于刃口处的微裂纹在拉应力的 作用下不断扩展断裂而形成
取凹模作设计基准 根据间隙Z确定凸模尺寸 凸模尺寸=凹模尺寸—Z
冲孔模：先按冲孔件确定凸模刃口尺寸
取凸模作设计基准
根据间隙Z确定凹模尺寸 凹模尺寸=凸模尺寸+Z
二、 变形工序
变形工序是使坯料的一部分相对于另一部
分产生位移而不破裂的工序
1. 拉伸
利用拉深模使平面坯料变成开口空心件的
冲压工序
厚度基本不变
冲压材料和设备
1 常用材料： 低碳钢，铜合金，，镁合金，塑性好 的合金钢 2 常用设备： 剪床：把板料剪成一定宽度的条料
冲床：实现冲压工序，制成所需形状和
尺寸的成品零件
§8.1 板料冲压的基本工序
基本工序有分离工序和变形工序
一、 分离工序：一部分与另一部分相互分离。
习惯上称冲裁。如，落料、冲孔。
（1）分离工序 1）冲孔：用冲孔模沿封闭轮廓冲裁工件或毛坯， 冲下部分为废料。
2）落料：用落料模沿封闭轮廓冲裁板料或条 料，冲下部分为制件。
落料和冲孔
冲孔、落料
冲孔、剖切
冲裁变形过程
冲裁三种基本变形阶段
（1）冲裁的变形过程
冲裁质量与冲裁时板料变形过程有密切关系
其过程分为三个阶段：
①弹性变形阶段
第八章 板料冲压
利用装在冲床上的设备(冲模)使板料产生分离 或变形的一种塑性成形方法。它主要用于加工板料 (10mm以下，包括金属及非金属板料)类零件,故称为 板料冲压。
一：优点：
1）可冲压出形状复杂的零件，废料少
2）精度高，互换性好
3）能获得质量轻，强度和刚度较高的工件 4）易实现机械化、自动化，效率高，成本低
回弹： 弯曲时，弯曲由塑性变形和弹性变形组成。
卸载后，弹性变形消失，使形状和尺寸与加 载是变形方向相反的变化，从而消去一部 分弯曲变形效果 回弹角为：0～10°
§8.2 冲，
适用于小批量。
2）连续冲模 一次冲程中，在模具的不同部位上同时完成 数道冲压工序 生产效率高，但要求定位精度高，制造复杂
（1）拉深过程及变形特点
在凸模作用下，板料被拉入凸凹模之间的
间隙里形成圆筒的直壁。
拉深件的底部一般不变形，只传递拉力的
作用
零件的直壁部分由毛坯的环形部分转化而
成，主要受拉力作用，厚度有所减小
直壁与底之间的圆角被拉薄最严重
法兰部分受周向压力作用，厚度有所增加
（2）拉伸件质量影响因素 拉伸件常见问题：拉裂和起皱 起皱—凸缘区板料出现波纹状邹折 起皱是一种受压失稳现象。凸缘区板料在拉 伸过程中切向受较大的压应力，很容易发 生失稳起邹 拉裂—一般出现在直壁与底部的过度圆角处， 当拉力超过材料的强度极限时，材料会拉 裂 影响质量的因素有：拉伸系数；拉伸模参数； 润滑；压边力等
拉伸件质量影响因素
拉深系数
①拉深系数m
m=d/D
d—拉深件的直径；D—坯料的直径
m是拉深变形程度的指标 m小，表明变形程度越大 一般m≥0.5～0.8 如果总的拉深系数过小，不能一次拉深成 形，采用多次拉深。工序间穿插再结晶 退火
多次拉深系数
总拉深系数m总=m1m2…mn
②拉伸模系数
圆角：
凸凹模须有圆角，以减少坯料流动时的应力 集中，防止开裂 r凹=10s r凸=（0.6～1）r凹
凸‘凹模间隙： 间隙过小，摩擦力大，易开裂 间隙Z=（1.1～1.2）s 间隙过大，则又容易使拉伸件起邹 ③润滑 减少摩擦，减少磨损，减少应力 ④压边力 用压边圈，可防止起邹
（3）毛坯尺寸及拉深力的确定
毛坯尺寸：按拉伸前后面积不变原则计算
拉伸力：按计算公式
2 弯曲：用弯曲模将平板(或丝料、杆件) 毛坯压弯成一定尺寸和角度，或将已弯 件作进一步弯曲。
间隙合适：
模具有足够的寿命
圆角、毛刺均较小，光亮带占相当的比例
零件尺寸与模具几乎一致，满足使用要求
合理间隙的确定：表7-3
冲裁间隙的影响
（4）冲裁刃口尺寸的确定
以光亮带的尺寸为基准，测量冲裁件的尺寸
落料件的光亮带：因凹模刃口挤切材料产生
冲孔件的光亮带：因凸模刃口挤切材料产生
落料模：先按落料件确定凹模刃口尺寸