冷冲压概论 a
冷冲压成型工艺概述-第1章
第1章冷冲压成形工艺概论冷冲压是塑性加工的基本方法之一，它是利用安装在压力机上的模具，在室温下对板料施加压力使其变形或分离，从而获得具有一定形状、尺寸和精度的零件的一种压力加工方法。
因为它主要用于加工板料零件，所以也称板料冲压。
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)。
冷冲模在实现冷冲压加工中是必不可少的工艺装备，没有先进的模具技术，先进的冲压工艺就无法实现。
1.1 冷冲压加工的特点及在生产中的地位1.1.1 冷冲压加工的特点1.能冲压出其它加工工艺难以加工或无法加工的形状复杂的零件。
例如，从仪器仪表小型零件到汽车覆盖件、纵梁等大型零件，均由冲压加工完成。
2.冲压件质量稳定，尺寸精度高。
由于冲压加工是靠模具成形，模具制造精度高、使用寿命长，故冲压件质量稳定，制件互换性好。
尺寸精度一般可达到ITl0~IT14级，最高可达到IT6级，有的制件不需再机械加工，便可满足装配和使用要求。
3.冲压件具有重量轻、强度高、刚性好和表面粗糙度小等特点。
4.生产率高。
例如，汽车覆盖件这样的大型冲压件的生产效率，可达每分钟数件；高速冲压小型制件，每分钟可达到上千件。
5.材料利用率高。
一般为70%~85%，因此冲压加工能实现少废料，甚至无废料生产。
在某些情况下，边角余料也可充分利用。
6.操作简单，便于组织生产。
7.易于实现机械化与自动化生产。
由于冲压加工所用毛坯多为条料或带料，又是冷态加工，大批量生产时易于实现机械化和自动化。
8.冷冲压的缺点是模具制造周期长、制造成本高，故不适于单件小批量生产。
另外，冷冲压生产多采用机械压力机，由于滑块往复运动快，手工操作时，劳动强度较大，易发生事故，故必须特别重视安全生产、安全管理以及采取必要的安全技术措施。
1.1.2 冷冲压加工在生产中的地位冲压加工的应用范围十分广泛，不仅可以加工金属材料，而且也可以加工非金属材料，在汽车、拖拉机、电机、电器、仪表、玩具以及日常生活用品的生产方面，都占有十分重要的地位。
冷冲压概论 a
1.5.3 模具零件材料的选用 （1）常用模具钢材 （2）硬质合金 （3）新型冷冲模具钢
1.6 冲压设备
1.6.1 压力机的分类和型号
类型名称 机械压力机 液压压力机 自动压力机
拼音代号 J Y Z
类型名称 锤
锻机 剪切机
3）模具的闭合高度与压力机闭合高度：
Hmax-5(mm)≥H+h≥Hmin+10(mm)
4）设备吨位：设备的名义压力要大于所需的变形力，
而且，还要有一定的力量储备，一般为1.3Fmax。
半精密冲裁
小间隙圆角刃口冲裁 上、下冲裁
负间隙冲裁 对向凹模冲裁
挤压式冲裁
胀拉冲裁
（2）塑性成形工序 指材料在不破裂的条件下产生塑性变形，从而获得一
定形状、尺寸和精度要求零件的工序。
塑性成形工序－弯曲
压弯：指用弯曲模将板料（或丝料、杆件）或半成品沿弯 曲线弯成一定角度和形状的一种冷冲压成形工序。
零件大小
选用类型
特点
适用工序
小型或 中小型
开式机械 压力机
有一定的精度和刚度； 操作方便，价格低廉
大中型
闭式机械 压力机
精度与刚度更高； 结构紧凑，工作平稳
2）根据冲压件的生产批量选择
分离及成形 （深度浅的成形件）
分离、成形 （深度浅的成形件及复合工序）
冲压件批量 薄板
小批量 厚板
大中批量
设备类型 通用机械压力机
拉深：把毛坯拉压成空心体，或者把空心体拉压成外 形更小而板厚没有明显变化的空心体的一种冷冲压成 形工序。
变薄拉深：凸、凹模之间间隙小于空心毛坯壁厚，把 空心毛坯加工成侧壁厚度小于毛坯壁厚的薄壁制件的 一种冷冲压成形工序。
第一章 冷冲压成形工艺概论
1.4 冷冲压设备
冲压常用设备： 曲柄压力机 剪板机（剪床）
用于冷剪板料，一般 用于下料工序，分为平 刃和斜刃两类。 剪板机的代号为Q， 其规格型号按剪床能裁 剪的板料宽度和厚度来 表示： 如：Q11— 6×2000剪板机，表示可剪板最大尺寸为6mm×2000mm。
摩擦压力机
油压机
曲柄压力机
曲柄压力机包括各种结构的偏心ห้องสมุดไป่ตู้床和曲 柄冲床，其主要基本工作机构都是曲柄连杆。
要 求： 强度指数：低 塑性指数：高 好的表面质量。1级优质碳结钢最好 板材厚度符合国标规定
板材种类： 黑色金属——钢铁
表面质量：按国标GB710 — 1991分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四组。 轧制精度：按国标GB708 — 1991分为A、B、C三级。 拉深级别：分为Z、S、P三级。
例：
钢板
B—2.0×1000 × 1500—GB/T708—1991
冲压过程中使冲压件与板料沿一定的轮廓相互分离的工序。 例如：冲孔、落料、切断、切口、切边、剖切、整修……。
力学特征：其变形部分的应力达到该材料的破坏应力极限δb 。
塑性变形工序：
指材料在不破裂的条件下产生塑性变形，从而获得一定形状、尺寸和精度 要求的零件。 例如：弯曲、拉深、成形、冷挤压……
力学性质：其变形部分的应力超过屈服极限σS的数值，但没有达 到材料的破坏应力极限δb。 复合工序：
第一章
冷冲压成形工艺概论
1.1 冷冲压工艺概述
冷冲压是金属压力加工方法之一，它是建立在金属塑性变形 的基础上，在常温下利用冲模和冲压设备对材料施加压力，使其 产生塑性变形或分离，从而获得一定形状、尺寸和性能的工件。
冲压工序分类：
分离工序：
第1章 冷冲压成型
图
偏心压力机传动示意图
图
曲轴压力机传动示意图
2 冷冲压设备的选用 1)类型：中小型冲压件（冲裁、弯曲、拉深），应选开式冲床； 类型： 类型 大中型冲压件应选闭式冲床。根据需要选通用或专用压 力机。 中型冲压件（弯曲、成型)，小批量，精度要求不高时可 选摩擦压力机。 大型冲压件，小批量可选液压机。 2)规格： 规格： 规格 （1）公称压力 F压＞F总
例：
带料（卷料）：B＜300的各种规格宽度，使用大批量自动送 带料 料生产。 块料：用于少数钢号和价格昂贵的有色金属。 块料
剪
床 冲 床
四 冷冲压设备 1 常用冷冲压设备： 1）曲柄压力机 效率高，用于冲裁、弯曲、拉深和挤压。 曲柄压力机 (1)偏心压力机 偏心压力机（偏心冲床）：行程较小，可调；吨位较小；开 偏心压力机 式。 (2)曲轴压力机 曲轴压力机（曲轴冲床）：行程较大，固定；分为开式，吨 曲轴压力机 位（＜100t） 和闭式（吨位较大）两种。 2）摩擦压力机 构造简单，价格便宜；滑块行程不固定；摩擦传动，过载打滑； 生产效率低。适用于冲裁、弯曲、校平等工艺。 3）液压机 工作原理：帕斯卡定理，在密闭容器内任一点的压强变化将等值 向个点传递。 在全行程实现全压和长时间保压；工作速度可调；工作平稳。是 拉深、弯曲、成型和挤压的重要设备。
良好的塑性均匀伸长率越大表示板料越不易在厚度方向上产生变形板平面方向性系数小凸耳系数表示板料在塑性变形中在板平面上的各向异性
第1章 冷冲压成型工艺概论
冷冲压：利用安装在压力机 压力机上的模具 模具，在室温 室温下对板料 板料施加压力 压力使 冷冲压 压力机 模具 室温 板料 压力 其变形或分离，从而获得具有一定形状、尺寸和精度的零件或毛 坯的的一种压力加工方法。 他是塑性加工的基本方法之一。 冷冲压模具：将板料压力加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺 冷冲压模具 装备。 一 冷冲压加工的特点及在生产中的地位 1 冷冲压加工的特点： 冷冲压加工的特点： 1）冲压件质量稳定，尺寸精度高,互换性好。（IT10~IT14） 2）冲压件重量轻，强度高，刚性好和表面粗糙度小。 3）生产率高。 4）材料利用率高。 5）操作简单，便于组织生产。
第1章_冷冲压概述
第1章冷冲压概述一、要点解析冷冲压是利用安装在压力机上的冲模对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需要零件（俗称冲压件或冲件）的一种压力加工方法。
因为它通常是在室温下进行加工，所以称为冷冲压。
又因为它主要是用板料加工成零件，所以又称为板料冲压。
冷冲压不但可以加工金属材料，而且还可以加工非金属材料。
冲模是将材料加工成所需冲件的一种工艺装备。
冲模在冷冲压中至关重要，不符合要求的冲模，冷冲压就无法进行；先进的冲压工艺也必须依靠相应的冲模来实现。
冷冲压加工在批量生产中得到了广泛的应用，在汽车、拖拉机、电机、电器、仪表和日用品的生产中，已占据十分重要的地位。
特别是在汽车工业、电子工业产品生产中，已成为不可缺少的主要加工方法之一。
据粗略统计，在汽车和电子产品中冷冲压件（包括钣件）的数量占工件总数的80％以上。
在飞机、导弹、各种枪弹与炮弹的生产中，冷冲压件所占比例也是相当大的。
冷冲压基本工序一个冲压件常需要经过多道冲压工序才能完成。
由于冲压件的形状、尺寸、精度、批量、原材料等的不同，其冲压工序也是多样的，但大致可分为分离工序和成型工序两大类。
分离工序是在冲压过程中使冲压零件与板料沿一定轮廓线相互分离的工序，如切断、冲孔、落料等。
成形工序是材料在不破裂的条件下产生塑性变形，从而获得一定形状、尺寸和精度要求的零件，如弯曲、拉深、胀形、翻边、缩口等。
冷冲压件所用材料的要求冷冲压件所用材料，不仅要满足设计的技术要求，还应当满足冲压工艺要求，冷冲压的工艺要求主要是：①要求有较高的延伸率或断面收缩率，较低的屈服点和较高的强度极限。
这样，在变形工序中其允许的变形程度大，冲压加工所需的变形力小，有利于冲压工艺的稳定和变形均匀。
从而减少工序以及中间退火的次数，提高工件的尺寸精度，并可延长模具的寿命。
②要求有光洁、平整、无缺陷的表面状态。
金属表面有缺陷损伤的材料，冲压加工时除改变材料变形中的应力状态使塑性降低外，还会产生应力集中现象，使材料过早破裂，金属表面状态好的材料，冲压时不易破裂，也不容易擦伤模具，工件表面质量也好。
第一章冷冲压成形工艺概论讲述
第一章冷冲压成形工艺概论主要内容●1、冷冲压概念、冲压工序分类；●2、模具分类与模具的结构；●3、冲压常用材料与模具用材料；●4、常用压力机的类型结构与选择。
本章重点、难点●重点：冲压工序分类；正确判断冲压工序；模具的典型结构；冲压设备的选择。
●难点：根据工件或零件图正确判断冲压工序；模具结构各部分的名称、作用、模具工作过程。
1.1 冷冲压工艺概述教学要点【目的要求】1、冷冲压概念2、冷冲压的特点及优势3、冲压工序分类教学要点【重点】1、冲压工序分类2、正确判断冲压工序【难点】根据零件图准确判断冲压工序1.1冷冲压工艺概论一、基本概念（掌握）●冲压定义：是利用安装在压力机上的模具，对板料施加压力，使板料产生塑性变形或分离，从而获得一定形状、尺寸和性能的产品零件。
●冲压的特点：质量稳定，互换性好。
能加工壁薄、重量轻、刚性好、表面质量高、形状复杂的零件。
节能且节约金属。
是一种高效率的加工方法。
●应用：航空航天、机械、电子信息、交通、兵器、日用电器等产业都有冲压加工。
冲压材料可使用黑色金属、有色金属以及某些非金属材料。
冲压成形产品示例二、冲压工序分类（重点）●分离工序和塑性成形工序分离工序是指使板料按一定的轮廓线分离而得到一定形状、尺寸和切断面质量的冲压件，可分为冲孔、落料、切边等，具体见表1-1。
塑性成形工序是使冲压件在不破坏的条件下发生塑性变形，转化成所要求的制件形状，可分为弯曲、拉深、翻孔、翻边、胀形、缩口等，具体见表1-2。
下一页表1-1 分离工序工序名称简图特点及应用范围落料用冲模沿封闭轮廓曲线冲切，封闭线内是制件，封闭线外是废料。
用于制造各种形状的平板零件，冲下部分是工件冲孔用冲模沿封闭轮廓曲线冲切，封闭线内是废料，封闭线外是制件。
用于在零件上去除废料，冲下部分是废料切断用剪刀或冲模沿不封闭曲线切断，多用于加工形状简单的平板零件切舌将材料沿敞开轮廓局部而不是完全分离的一种冲压工序。
被局部分离的材料，具有工件所要求的一定位置，不再位于分离前所处的平面上切边将成形零件的边缘修切整齐或切成一定形状剖切把冲压加工后的半成品切开成为两个或数个零件，多用于不对称零件的成双或成组冲压成形之后返回表1-2 塑性成形工序工序名称简图特点及应用范围弯曲把板材沿直线弯成各种形状，可以加工形状较复杂的零件卷圆把板材端部卷成接近封闭的圆头，用以加工类似铰链的零件扭曲把冲裁后的半成品扭转成一定角度拉深把板材毛坯成形成各种开口空心的零件变薄拉深把拉深加工后的空心半成品进一步加工成为底部厚度大于侧壁厚度的制件翻孔在板材或半成品上冲制成具有一定高度开口的直壁孔部翻边在板材或半成品的边缘按曲线或圆孤开成竖立的边缘拉弯在拉力与弯矩共同作用下实现弯曲变形，可得精度较好的制件胀形将空心毛坯成形成各种凸肚曲面形状的制件起伏在板材毛坯或零件的表面上用局部成形的方法制成各种形状的凸起与凹陷扩口在空心毛坯或管状毛坯的某个部位上使其径向尺寸扩大的变形方法缩口在空心毛坯或管状毛坯的口部使其径向尺寸减小的变形方法旋压在旋转状态下用辊轮使毛坯逐步变形的方法校形为了提高已成形零件的尺寸精度或获得较小的圆角半径而采用的成形方法表1-2 塑性成形工序返回例：判断下列零件包含那些冲压工序1.2 模具分类及结构教学要点【目的要求】1、模具的分类2、模具结构教学要点【重点】1、模具的分类方法及分类2、模具的结构能根据模具装配图判断该模具属于何种模具【难点】1、模具的结构一、模具分类（掌握）模具可分为冷冲模和型腔模两大类。
第一章 冷冲压成形工艺概论
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。
冲压生产操作简单，生产率高，便于实现机械 化和自动化。 可以冲压形状复杂的零件，废料少。 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。
2
2、冲压工序分类
分离工序和塑性成形工序
分离工序
使坯料的一部分与另一部分分离的工序 冲孔和落料、修整、切断、精密冲裁、切口 （1）冲孔和落料（冲裁 ）
支撑系统
辅助系统
30
曲柄压力机技术参数
31
双动拉伸压力机组成
传动系统
工作机构
操作系统
支撑系统
辅助系统
32
双动拉伸压力机的工作特点
内外滑块的行程与运动相配合
外滑块的压力可调 内外滑块的速度相互协调
33
摩擦压力机
利用摩擦盘与飞轮 之间的相互接触，传动 动力，并根据螺杆和螺 母的相互运动，使滑块 产生上、下往复运动的 锻压机械。
第一章 冷冲压成形工艺概论
一、冷冲压工艺概述
冷冲压是建立在金属塑性变形的基础上，在 常温下利用冲模和冲压设备对材料施加压力，使 材料产生塑性变形或分离，从而获得一定形状、 尺寸、和性能的工件。
1、冷冲压工艺基本概念
冷冲压工艺是靠模具与冲压设备完成的加工 过程。
1
冷冲压的工艺特点：
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。 金属板料经冷变形强化，并获得一定的几何形 状后，结构轻巧，强度和刚度较高。
36
规格的选用原则
压力机的标称压力必须大于冲压工序所需压力 压力机滑块行程应满足工件在高度上的所需尺
冷冲压
冷冲压复习提纲第一章概述1.冲压加工：是利用安装在冲压设备上的冲模对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得一定尺寸、形状和性能的零件的加工方法。
2.冲压加工的特点：①操作简单，易于实现自动化，并且具有就高的生产效率。
②冲压加工可以获得其他加工方法不能或难以制造的形状复杂、精度一致的制作。
③冲压过程耗能少，材料利用率高，加工成本低。
④冲压件刚性好、强度高、重量轻、表面质量好。
⑤冲压加工中所用的模具结构一般比较复杂、制造周期长、生产成本高，因此在小批生产中受到限制。
⑥冲压件的精度主要取决于模具精度，如果零件的精度要求过高，用冲压生产的方法就难以达到。
3.用百分比说明冲压加工的地位？①据粗略统计，在汽车制造业中，有60%～70%的零件是采用冲压工艺造成的，冷冲压生产所在的劳动量为整个汽车劳动量的25%～30%。
②在机电及仪器、仪表中有60%～70%的零件是采用冷冲压工艺来完成的。
③在电子产品中，冲压件的数量约占零件总数的85%以上。
④占世界钢产量60%～70%以上的板材、管材及型材，其中大部分是通过冲压制成产品的。
4.分离工序：是将冲压件或毛坯沿一定的轮廓相互分离，其特点是变形部分材料的应力达到强度极限以后，使材料发生断裂而分离。
5.成形工序：是在材料不产生破坏变形的前提下使毛坯发生塑性变形，形成所需要的形状及尺寸的制作，其特点是变形部分的材料的应力达到屈服极限，但未达到强度极限，使材料发生塑性变形。
5冲裁模，按工序的性质可分为：①落料模 ②冲孔模 ③ 切断模 ④切口模 ⑤剖切模 ⑥切边模 ⑦整边模 ⑧精冲模6.冲裁模，按工序的组合方式分类：①单工序模 ②连续模 ③复合模7.冲裁模通常包含哪几类零件？（1）工艺零件：①工作零件：凸模、凹模、凸凹模②定位零件：挡料销和导正销、导料板、定位销（定位板）、测压板、测刃③压料、卸料及出件零件：卸料板、压料板、顶件器、推件器（2）结构零件：①导向零件：导柱、导套、导板、导筒②固定零件：上、下模座、模柄、凸、凹模固定板、垫板③紧固及其他零件 ：螺钉、销钉、键、其他第二章.冲压成形基本理论1.塑性：是指固体材料在外力作用下发生永久变形，但不破坏其完整性的能力。
项目一冷冲压概述
在这个阶段，金属材料的形状和尺寸发生变化，但卸载后能够恢复原来
的形状和尺寸。
02
塑性变形阶段
随着冲压力的继续作用，金属材料开始进入塑性变形阶段。在这个阶段，
金属材料的内部晶粒开始滑移和转动，形成新的晶粒排列和取向，使得
材料产生不可恢复的永久变形。
03
断裂阶段
当冲压力超过金属材料的强度极限时，材料会发生断裂。在这个阶段，
• 压力机的滑块行程应满足制件在高度上能获得所需尺寸，并在冲压工序完成后 能顺利地从模具上取出来。对于拉伸件，则行程应在制件高度两倍以上。
• 压力机的闭合高度、工作台尺寸、滑块尺寸、模柄孔尺寸等都要能满足模具的 正确安装要求，对于曲柄压力机，模具的闭合高度应在压力机的最大装模高度 与最小装模高度之间。工作台尺寸一般应大于模具下模座50-70mm（单边）， 以便于安装，垫板孔径应大于制件或废料投影尺寸，以便于漏料模柄尺寸应与 模柄孔尺寸相符。
金属材料的内部晶粒被严重破坏，形成裂纹并扩展至整个截面，导致材
料完全断裂。
02
冷冲压设备简介
压力机类型及其结构特点
机械压力机
以曲柄滑块机构为工作机构，通过电机驱动飞轮旋转，再经离合器带动曲柄转动，使滑块 作往复直线运动。结构简单、制造容易、操作方便，在冷冲压设备中应用最广。
液压机
以液体为工作介质，利用液体静压力传递动力。可根据工艺要求调整压力、速度和行程， 且工作平稳、无冲击、噪音小。但液压机结构复杂、制造成本高、维护困难。
热处理要求
对模具材料进行适当的热处理，以提 高其硬度、耐磨性和韧性等性能。常 见的热处理方法有淬火、回火、表面 强化处理等。
模具设计流程与规范
设计流程
接受任务书、收集和分析资料、确定设计方案、绘制模具图、校核与审定。
项目一 冷冲压概述
冷冲压概述
以垫圈的生产为例
用单工序模生产：
用级进模生产：
用复合模生产：
冷冲压概述 二、冲压工序的分类
根据材料的变形特点：分离工序、成形工序 分离工序：分离工序也称冲裁，是指坯料在模具刃口作用 下，沿一定的轮廓线分离而获得冲件的加工方法。主要包括 落料、冲孔、切口（舌）、剪裁、修边等。
冲孔为产品是有 孔的,冲下的是 废料.而落料是 冲下的为产品, 在模板上的是费 料.
级进模又叫连续模，模具内有很多工序就像工站一样，顺着 料带进给方向一次一个工序，最后出产品。 而复合模是指拉伸，冲孔，折弯等工序在模具内一次成型的。
单工序模就是只有一个工序，只能对零件进行一种加工。 复 合膜就是同时完成两道及其以上的加工。 多工位连续级进模 说通俗点就像流水线，原料从一端送入，依次经过各个工位， 冲压一个行程，送进一个步距，逐步冲出所要求的零件
冷冲压概述
成形工序：是指坯料在模具压力作用下，使坯料产 生塑性变形，但不产生分离而获得的具有一定形状和 尺寸的冲件的加工方法。 主要有弯曲、拉深、翻边等。
冷冲压概述
三、冲模
1.冲模的分类 （1）根据工艺性质分 冲裁模、弯曲模、拉深模
（2）根据工序的组合程度分
简单模： 单工序、单工位
级进模： 多工序、多工位
利用帕斯卡原理，以水或油为工作 介质，采用静压力传递进行工作， 使滑块上、下往复运动。
• 基于通常要施加一定的压力才能完成加工的共性，锻造、 冲压与轧制、挤压、拉拨等总称为金属压力加工 • 金属压力加工迫使加工对象发生塑性变形，既改变了尺 寸、形状，又改善了性能，故还称为塑性加工。 • 轧制、拉拨、挤压等方法是将钢锭加工成棒料、板 料、管材、线材等制品，但通常不制成零件，称为 一次塑性加工； • 锻压加工则是在一次塑性加工的基础上，将棒料、板料、 管材、线材等制成具有特定用途的制件（或零件），可 称为二次塑性加工。20世纪后期又流行将塑性加工称为 塑性成形。 返回