第八章 板料冲压成型工艺
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冲压成型成型工艺介绍
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1. 分类
按照冲压时的温度情况有冷冲压和热冲压两种方式。这 取决于材料的强度、塑性、厚度、变形程度以及设备能力等， 同时应考虑材料的原始热处理状态和最终使用条件。
① 冷冲压： 金属在常温下的加工，一般适用于厚度小于4mm的坯料。
优点为不需加热、无氧化皮，表面质量好，操作方便，费用 较低，缺点是有加工硬化现象，严重时使金属失去进一步变 形能力。冷冲压要求坯料的厚度均匀且波动范围小，表面光 洁、无斑、无划伤等。
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。
冲压加工要求被加工材料具有较高的塑性和韧性，较低的 屈强比和时效敏感性，一般要求碳素钢伸长率δ≥16%、屈强 比σs/σb≤70%，低合金高强度钢δ≥14%、 σs/σb ≤80%。否则， 冲压成形性能较差，工艺上必须采取一定的措施，从而提高了 零件的制造成本。
20
卷边：用卷边模将条料端部按一定半径卷成圆形。
21
扭弯：用扭曲模将平板毛坯的一部分相对另一部 分扭转成一定的角度。
22
2）拉深：将一定形状的平板毛坯通过拉深模 冲压成各种形状的开口空心件；或以开口空心件 为毛坯通过拉深，进一步使空心件改变形状和尺 寸的冷冲压加工方法。
23
变薄拉深：用变薄拉深模减小空心件毛坯的直径 与壁厚，以得到底厚大于壁厚的空心件。
10
电机定子、转子复合模
11
4.1.3 常见冲压工序及相应模具
12
（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。
13
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。
1. 分类
按照冲压时的温度情况有冷冲压和热冲压两种方式。这 取决于材料的强度、塑性、厚度、变形程度以及设备能力等， 同时应考虑材料的原始热处理状态和最终使用条件。
① 冷冲压： 金属在常温下的加工，一般适用于厚度小于4mm的坯料。
优点为不需加热、无氧化皮，表面质量好，操作方便，费用 较低，缺点是有加工硬化现象，严重时使金属失去进一步变 形能力。冷冲压要求坯料的厚度均匀且波动范围小，表面光 洁、无斑、无划伤等。
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。
冲压加工要求被加工材料具有较高的塑性和韧性，较低的 屈强比和时效敏感性，一般要求碳素钢伸长率δ≥16%、屈强 比σs/σb≤70%，低合金高强度钢δ≥14%、 σs/σb ≤80%。否则， 冲压成形性能较差，工艺上必须采取一定的措施，从而提高了 零件的制造成本。
20
卷边：用卷边模将条料端部按一定半径卷成圆形。
21
扭弯：用扭曲模将平板毛坯的一部分相对另一部 分扭转成一定的角度。
22
2）拉深：将一定形状的平板毛坯通过拉深模 冲压成各种形状的开口空心件；或以开口空心件 为毛坯通过拉深，进一步使空心件改变形状和尺 寸的冷冲压加工方法。
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变薄拉深：用变薄拉深模减小空心件毛坯的直径 与壁厚，以得到底厚大于壁厚的空心件。
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电机定子、转子复合模
11
4.1.3 常见冲压工序及相应模具
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（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。
13
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。
板料冲压工艺
板料冲压工艺板料冲压是指用冲模使板料经分离或成形得到制件的工艺方法，它通常是在室温下进行，所以又称为冷冲压，简称冲压。
1、板料冲压的特点及应用冲压用原材料必须具有足够的塑性，广泛应用的金属材料有低碳钢、高塑性合金钢、铝、铜及其合金等；非金属材料有石棉板、硬橡皮、绝缘纸、纤维板等。
他广泛应用于汽车、拖拉机、航空、电器、仪表、国防等工业部门。
板料冲压具有以下特点：（1）冲压件的尺寸精度高，表面质量好，互换性好，一般不需切削加工即可直接使用，且质量稳定。
（2）可压制形状复杂的零件，且材料的利用率高、产品的重量轻、强度和刚度较高。
（3）冲压生产生产率高，操作简单，其工艺过程易于实现机械化和自动化，成本低。
（4）冲压用模具结构复杂，精度要求高，制造费用高。
冲压只有在大批量生产时，才能显示其优越性。
（5）冲压件的质量为一克至几十千克，尺寸为一毫米至几米。
2、冲压设备（1）剪床剪床的用途是把板料切成一定宽度的条料，以供下一步冲压工序之用。
（2）冲床冲床将完成除剪切以外的其他冲压工作。
右图为单柱式冲床的外形及其传动简图。
电动机5带动飞轮4转动，当踩下踏板6时，离合器3使飞轮与曲轴2连接，因而曲轴随飞轮一起转动，通过连杆8带动滑块7作上下运动，从而进行冲压工作。
当松开踏板时，离合器脱开，曲轴不随飞轮转动，同时制动闸1使曲轴停止转动，并使滑块7停在上面位置3、冲压模具（1）简单冲模简单冲模在冲床一次行程中只完成一道工序，见右图。
凸模1用压板6固定在上模板3上，通过模柄5与冲床滑块连接。
凹模2用压板7固定在下模板4上。
操作时，条料沿两导料板9之间送进，碰到挡料销10停止。
冲下部分落入凹模孔。
此时，条料夹住凸模一起返回，被卸料板8推下。
重复上述动作，完成连续冲压。
导柱12和导套11组成的导向机构可保证凸模、凹模的合模准确性。
简单冲模结构简单，容易制造，价格低廉，维修方便，生产率低，适用于小批量生产。
（2）连续冲模连续冲模在冲床一次行程中，按着一定顺序，在模具的不同位置上，同时完成数道冲压工序，见右图。
8章-板料冲压成型工艺new
求、生产批量、原材料性能各不相同，所以生产中采
用旳冷冲压是多种多样旳，概括起来其基本工序可分
为两大类：分离工序和成形工序。
冲压成形产品示例一——日常用具
飞机蒙皮 汽车覆盖件
冲压成形产品示例二—— 高科技产品
冲压工艺旳分类
根据材料旳变形特点分为 分离工序、成形工序
分离工序：按一定旳轮廓分离而取得一定形状、 尺寸和断面质
2、改善构造能够简化工艺及节省材料
3、冲压件旳精度和表面品质
有1~3条
二、拟订冲压工艺方案
1、选择冲压基本工序 （1）剪裁和冲裁 （2）弯曲 （3）拉深 2、拟定冲压工序旳原则
冷冲压旳工序主要是根据零件旳形状而拟定旳，拟定原则如下： （1）对于有孔或有切口旳平板零件 （2）对于多角弯曲件 （3）对于旋转体复杂拉深件 （4）对于有孔或缺口旳拉深件 （5）校平、整形、切边工序 三、拟定模具类型与构造形式
3. 旋压
旋压成形主要用于种类回转体，如灯罩、压力锅体、 气瓶、导弹壳及封头等。
•
第三节 冲模旳分类和构造
• 冲模是冲压生产中必不可少旳。冲模构造合理是否
对冲压件质量、冲压生产旳效率及模具寿命都有很大旳 影响。冲模按构造基本上可分为简朴模、连续模和复合 模三种。
一、简朴冲模
在冲床旳一次 冲程中只完毕一 种工序旳冲模， 称为简朴冲模。
四、选择冲压设备
五、编写冲压工艺文件
•
③ 合理设计凸凹模间隙。一般取Z＝(1.1~1.2)δ，比冲裁间
隙要大
④ 注意润滑
为了减小磨擦，降低壁部拉应力，降低模具磨损而需加润滑剂。
（2） 起皱 拉深过程中另一种常见缺陷是起皱，必须进行压边。
3、坯料尺寸及拉深力旳拟定 二、弯曲 弯曲是将坯料弯成一定角度、一定曲率而形成一定形状零件旳 工序。弯曲时，坯料内侧受压缩，外侧受拉伸，当外侧受应力超出 坯料抗拉强度极限时，就会造成金属破裂。弯曲时最小圆角半径rmin 应为（0.25~1）δ.
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 ∼
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。
冲压成型工艺PPT课件
变形工序
拉深
弯曲
成形
拉深
弯曲
变薄拉深
卷曲
扭曲
精选PP9T课件 pressing
翻孔 扩口 起伏 胀形 较平
翻边 缩口 卷边 整形 压印
（1）弯曲 (bending)
使坯料的一部分相对于另一部分弯曲成一定角度
的工艺
弯曲动画1
弯曲动画3
弯曲动画2
弯曲视频
精选P1P0T课件 pressing
1）弯曲特点（以V形件为例）
综上所述:冲裁是利用凸模与 凹模刃口的作用,使板料产生分离 的.它具有以下特点:
冲裁时经历弹性变形、塑性变 形、断裂分离三个阶段。
冲裁件断面上存在圆角带、光 亮带和断裂带。
冲裁件质量一般不高，其粗糙 度一般为Ra12.5，尺寸精度一 般IT10。
冲裁过程: 动画
塌角 断裂带
光亮带
毛刺 断裂带 光亮带 塌角
第三节 板料冲压成形工艺
什么是冲压（pressing)
通过冲模对板料施以外力，使 其产生分离或变形的方法。
冲压一般在室温下进行，所以 又称为冷冲压。
冲床结构视频 冲压过程视频
精选PP1T课件 pressing
冲压的特点 1. 可以冲出形状复杂的零件，废料较少。 2. 产品精度高，表面光洁，互换性好。 3. 零件质量轻、强度和刚度较高。 4. 操作简单，便于机械化和自动化，生产率很 高，故零件成本低。
二次拉深动画
精选P2P3T课件 pressing
拉深件的质量问题是 拉裂 和 起皱 ； 拉深时是否会拉裂和起皱与变形程度有关，变形程度可
以用拉深系数m来表示。 m越小，变形程度越 大 ；
每一种材料都有其极限变形程度，也就有其极限拉深系
拉深
弯曲
成形
拉深
弯曲
变薄拉深
卷曲
扭曲
精选PP9T课件 pressing
翻孔 扩口 起伏 胀形 较平
翻边 缩口 卷边 整形 压印
（1）弯曲 (bending)
使坯料的一部分相对于另一部分弯曲成一定角度
的工艺
弯曲动画1
弯曲动画3
弯曲动画2
弯曲视频
精选P1P0T课件 pressing
1）弯曲特点（以V形件为例）
综上所述:冲裁是利用凸模与 凹模刃口的作用,使板料产生分离 的.它具有以下特点:
冲裁时经历弹性变形、塑性变 形、断裂分离三个阶段。
冲裁件断面上存在圆角带、光 亮带和断裂带。
冲裁件质量一般不高，其粗糙 度一般为Ra12.5，尺寸精度一 般IT10。
冲裁过程: 动画
塌角 断裂带
光亮带
毛刺 断裂带 光亮带 塌角
第三节 板料冲压成形工艺
什么是冲压（pressing)
通过冲模对板料施以外力，使 其产生分离或变形的方法。
冲压一般在室温下进行，所以 又称为冷冲压。
冲床结构视频 冲压过程视频
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冲压的特点 1. 可以冲出形状复杂的零件，废料较少。 2. 产品精度高，表面光洁，互换性好。 3. 零件质量轻、强度和刚度较高。 4. 操作简单，便于机械化和自动化，生产率很 高，故零件成本低。
二次拉深动画
精选P2P3T课件 pressing
拉深件的质量问题是 拉裂 和 起皱 ； 拉深时是否会拉裂和起皱与变形程度有关，变形程度可
以用拉深系数m来表示。 m越小，变形程度越 大 ；
每一种材料都有其极限变形程度，也就有其极限拉深系
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1,冲压件的结构工艺性 , (1)对冲裁件的要求 (2)对弯曲件的要求 (3)对拉深件的要求 有1~3条 有1~3条 有1~3条 有1~3条 条
2,改进结构可以简化工艺及节省材料 , 3,冲压件的精度和表面品质 ,
二,拟订冲压工艺方案 1,选择冲压基本工序 (1)剪裁和冲裁 (2)弯曲 (3)拉深 2,确定冲压工序的原则 冷冲压的工序主要是根据零件的形状而确定的,确定原则如下: (1)对于有孔或有切口的平板零件 (2)对于多角弯曲件 (3)对于旋转体复杂拉深件 (4)对于有孔或缺口的拉深件 (5)校平,整形,切边工序 三,确定模具类型与结构形式 四,选择冲压设备 五,编写冲压工艺文件
圆孔变形程度可用变形系数K0表示
K0=d0/d
翻边时孔边不破裂所能达到的最小K0值,称为极限 翻边系数. 当零件所需 的凸缘较高,一 次翻边成形有困 难时,可采用先 拉深,后冲孔, 再翻边的工艺来 实现.
3.
旋压
旋压成形主要用于种类回转体,如灯罩,压力锅体, 气瓶,导弹壳及封头等.
第三节 冲模的分类和结构
图9-17 简单冲模
凸模;2-凹模;3-上模板;4-下模板;5-模柄 6-压板;7-压板;8-卸料板;9-导板;10-定位销 11-套筒;12-导柱
二,
连续冲模
冲床的一次冲程中,在模具不同部位上同时完成数道 冲压工序的模具,称为连续模.
4 2 6 7 送料方向
3 a)
5
8 图8-18 连续冲模
9
b) 1-落料凸模;2-定位销;3-落料凹模;4-冲孔凸模; 5-冲孔凹模;6-卸料板;7-坯料;8-成品;9-废料
三,
复合冲模
冲床的一次冲程中,在模具同一部位上同时完成数道 冲压工序的模具,称为复合模.此模的最大特点是模具中 有一个凸凹模 凸凹模3,凸凹模的外周是落料凸模刃口,内孔则 凸凹模 成为拉深(或冲孔)凹模.
2 1
3 4 5
工件图
图 9-19
落料拉伸复合模
工 推 件 兼 整 形 板 ; 2-落 料 凹 模 ; 3-落 料 凸 模 兼 拉 深 凹 模 ; 4-拉 深 凹 模 ; 5-压 料 圈 兼 顶 板
第一节 分离工序
分离工序是使坯料的一部分与另一部分相 互分离的工序.如落料,冲孔,切断,精冲等. 落料及冲孔(统称冲裁) 一,落料及冲孔 落料:被分离的部分是成品,而周边是废料 冲孔:被分离的部分是废料,而周边是成品 1,冲裁变形过程 , 冲裁件质量,模具结构与冲裁时板料变形过 程有密切关系.当凸凹模间隙正常时,其过程可 分为三个阶段.
第四节 冲压工艺过程的制定 冲压件的生产过程包括备料,各种冲压工序和必要的 辅助工序,有时还包括一些非冲压工序.制定一种技术上 可行,经济上合理的工艺方案,就是根据冲压件的特点, 生产批量,现有设备和生产能力等,对以上这些工序作出 合理的安排. 一,冲压件的工艺性分析 冲压件的工艺性是指冲压件对冲压加工工艺的适应性. 冲压工艺性好,是指在满足零件使用要求的前提下,能以 最简单,最经济的冲压方式加工出来.影响冲压工艺性的 主要因素有:冲压件的形状,尺寸,精度及材料等.
(1) 冲裁变形过程的三个阶段 ① 弹性变形阶段 ② 塑性变形阶段 ③ 断裂分离阶段
(2)冲裁件切断面上的区域特征
冲裁件的切断面具有明显的区域特征,它由四个部 分组成即塌角(圆角带);光面(光亮带);毛面(断 裂带);毛刺. 冲裁件断面质量主要与凸凹模间隙,刃口锋利程度 有关.同时也受模具结构,材料性能及板厚等因素的影 响.
弯曲时还应尽可能使弯曲线与坯料纤维方向垂直,若弯曲线 与纤维方向平行,则容易产生破裂. 板料弯曲后有回弹,设计弯曲模时,必须使模具的角度比成品 件角度小一个回弹角,以便弯曲后得到准确的弯曲角度.
三,其它冲压成形 其它冲压成形指除拉深和弯曲以外的冲压成形,包括 胀形,翻边,缩口和旋压等.这些成型工序的共同特点是 通过材料的局部变形来改变坯料或零件的形状,不同点是: 胀形和圆内孔翻边属于伸长类成形,常因拉应变过大而产 生拉裂破坏;缩口和外缘翻凸边属于压缩类成形常因坯料 失稳起皱而失败;旋压的变形特点又与上述各种有所不同. 因此在制订工艺和设计模具时,一定要根据不同的成形特 点,确定合理的工艺参数.
d Q Q
凸模 压边圈 工件
R凹
R凸
凹模
图9-11
有压边圈的拉深
3,坯料尺寸及拉深力的确定 二,弯曲 弯曲是将坯料弯成一定角度,一定曲率而形成一定形状零件的 工序.弯曲时,坯料内侧受压缩,外侧受拉伸,当外侧受应力超过 坯料抗拉强度极限时,就会造成金属破裂.弯曲时最小圆角半径rmin 应为(0.25~1)δ.
1. 胀形 胀形主要用于平板坯料的局部胀形(或叫起伏成形), 如压制凹坑,加强肋,起伏形的花纹及标记等.另外,管 类坯料的胀形(如波纹管),平板坯料的拉形等,均属胀 形工艺. 胀形工艺的特点:变形区内板料成形主要是通过减薄 壁厚,增大局部表面积来实现的.
2. 翻边 翻边是在坯料的平面部分或曲面部分上使板料沿一定 的曲率翻成竖直边缘的冲压成形方法,在生产中应用很广. 根据零件边缘的性质和应力状态的不同,翻边可分为内孔 翻边和外缘翻边. 内孔(小孔)翻边主要用于连接,外缘翻边用于增强 刚度. 圆孔翻边主要变形是坯料的切向和径向拉伸,越接近 孔边缘变形越大.其缺陷是边缘拉裂.
冲模是冲压生产中必不可少的.冲模结构合理与否 对冲压件质量,冲压生产的效率及模具寿命都有很大的 影响.冲模按结构基本上可分为简单模,连续模和复合 简单模, 简单模 模三种.
5 3
一,简单冲模 在冲床的一次 冲程中只完成一 个工序的冲模, 称为简单冲模. 如图所示:
1 8 9 10 6 2 7 11 12 4
例:有一垫圈如图所示,材料为Q235, 料厚3mm,试确定凸,凹模的尺寸.若用 φ22的凸模来落φ22的料,落料件的尺寸是 多少?能达到精度要求? 解:1.冲孔(以凸模为设计基准,凸模 接近或等于工件最大尺寸)
0 d p = (d + x )-δp = (22 + 0.75 × 0.1) = 22.0750 0.02
D p = ( D Z min ) 0 δp = (36.89 0.3) 0 0.02 = 36.590 0.02=36+0.59 +0.57
3.用φ22的凸模来落φ22的料,落料件尺寸为22.375,不能满 足精度要求.
4.冲裁力的计算 冲裁力是选择冲床吨位和检验模具强度的一个重要 依据.计算准确,有利于发挥设备的潜力.计算不准确, 有可能使设备超载而损坏,造成严重事故. 平刃冲模的冲裁力按下式计算 5.冲裁件的排样 :P=KLδτ
第八章 板料的冲压成形工艺
板料的冲压成形是利用冲模使板料产生分离或变 形的加工方法.这种加工方法通常在常温下进行,所 以又叫冷冲压. 板料冲压具有如书中的4条优点 正是板料冲压具有独到的优点,所以在生产中得 到了广泛的应用.在汽车,拖拉机,航空,仪器仪表, 国防和家用电器中,冲压件占有很大的比重. 由于用冷冲压加工的零件的形状,尺寸,精度要 求,生产批量,原材料性能各不相同,因此生产中采 用的冷冲压是多种多样的,概括起来其基本工序可分 为两大类:分离工序和变形工序.
凸
凹
S
图9-7 圆筒形零件的拉深
2,拉深中常见的废品及防止措施 , (1)拉裂 从拉深过程中可以看到,拉 深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 材料的强度极限时,此处将被 "拉裂".防止"拉裂"的措施 是: ① 正确选择拉深系数
拉深件直径d与坯料直径D的比值称为拉深系数,用 m表示,即m=d/D.它是衡量拉深变形程度的指标.m越 小表明d越小,变形程度越大,拉深越困难.来自 3.凸凹模刃口尺寸的确定
在冲裁件尺寸的测量和使用中,都是以光面的尺寸 为基准.落料件的光面是因凹模刃口挤切材料产生的, 而孔的光面是凸模刃口挤切材料产生的.故计算刃口尺 寸时,应按落料和冲孔两种情况分别进行. 设计落料模时,应先按落料件确定凹模刃口尺寸, 取凹模作设计基准件,然后根据间隙Z确定凸模尺寸 (缩小凸模保证间隙) 设计冲孔模时,先按冲孔件确定凸模尺寸,取凸模 作设计基准,然后根据间隙Z确定凹模尺寸.(扩大凹 模保证间隙). 在冲裁中因凸凹模有磨损,为了提高模具使用寿命, 落料凹模取工件公差范围内的较小尺寸.冲孔凸模取工 件公差范围内的较大尺寸.
第二节 成形工序
成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.如拉深,弯曲,翻边,胀型和旋压等.
一,拉深
拉深是利用拉深模使平 面坯料(工序件)变成开口 空心件的冲压工序.拉深可 以制成筒形,阶梯形,盒形, 球形,锥形及其它复杂形状 的薄壁零件. 1,拉深变形过程及特点 , 凸,凹模均有圆角,有间 隙(稍大于料厚),板料受拉 力,塑性流动很大,变形大.
拉深系数一般为0.5~0.8.坯料塑性差取上限,塑性好取下限值. 一次不能拉深成型,可采用多次拉深. 第一次拉深系数 m1=d1/D 第n次拉深系数 mn=dn/dn-1
第n次 第n-1次 第 2次
hn-1 hn
第二次拉深系数 m2=d2/d1 总的拉深系数m总=m1m2……mn
dn
第 1次
h2 dn-1 d2 d1 D h1
8- 9 多次拉深时圆筒直径的变化
④ ② 10δ,而 ③ 隙要大 (2)
注意润滑 合理设计凸,凹模圆角半径.材料为钢的拉深件取r凹= r凸=(0.6~1)r凹 合理设计凸凹模间隙.一般取Z=(1.1~1.2)δ,比冲裁间 起皱
为了减小磨擦,降低壁部拉应力,减少模具磨损而需加润滑剂.
拉深过程中另一种常见缺陷是起皱,必须进行压边.
2,凸凹模间隙
凸凹模间隙不仅严重影响冲裁件断面品质,而且影响模具 寿命,卸料力,推件力,冲裁力和冲裁件的尺寸精度. (1)当间隙过小时,上,下裂纹向外错开.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面.