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1、冷冲压的概念及基本工序一、 冷冲压的概念。冷冲压是在常温下，利用冲压模在压力机上对板料或热料施加压力，使其产生塑性变形或分离，以而获得防需形状和尺寸的另件的一种压力加工方法。二、冷冲压的基本工序分离工序：冲压工件与板料沿要求的轮廓线相互分离。成形工序：毛在不被坏的条件下发生塑性变形，获得防需形状，尺寸和精度的加工方法。冷冲压的基本工序工序性质 工序名称 工序简单图 特点及应用范围剪裁 用剪刀或冲模切断板材,切断线不封闭冲裁落料冲孔用冲模沿封闭线冲切板料,冲下来的部分为工件用冲模沿封闭线冲切板料,冲下来的部分为废料切口在坯料上沿不封闭线冲出缺口，切口部分发生弯曲,如通风板分离工序切边 将工件的边
2、缘部分切掉弯曲 把板料弯成一定的形状成形工序拉深 把平板形坯料制成空心工件起伏 将板料局部冲压成凸起和凹进形状成形翻边将板料上的孔或外缘翻成一定角度的直壁，或将空心件翻成凹缘复合工序压力机冲压一次可完成两道或多道不同工序的冲压方法冲压的常用材料一、冲压工艺对材料的要求：1.首先要满足冲压件的使用要求：强度、刚度、导电性、导热性、重要性、耐腐蚀等。2.满足冲压工艺条件应具有良好的塑性和表面质量、板料的厚度。二、冲压常用材料的种类，性能和规格碳素结构钢板如 Q234优质碳素的结构钢板如 08F低合金结构钢板如 Q345。Q295电工硅钢板 如 D12 D41不锈钢板 如 ICN18NI9TI黑色金
3、属 其他纯铜板 如 T1。 T2黄铜板 如 H62，H68铝板 如 1050A（23） ， 1035（L4）钛合金板镍铜全金板有色金属其他绝缘胶木板纸板橡胶板有机玻璃层压板纤维板冲压用板料非金属毛毡3、 冲压板料的准备：一般情况的毛毡都是较大的板料的带料，由剪板机按冲压工艺和工序情况进行剪切、剪成适合的形状、其中剪切的本要考虑的料的纤维方向冲压的材料材料特性一、冲裁时材料分离过程可分为三个阶段：弹性变形阶段：冲头刚接触板料的初始阶段，发生弹性变形。塑料变形阶段：冲头下行压力增大，发生塑变直到出现微裂纹。断裂分离阶段：冲头继续下行，压力增大，微裂纹扩展。重合、断裂、冲裁力逐渐下降。弹性变形阶段：
4、冲裁力逐渐升高。塑性变形阶段：冲裁力达到峰值。阶段 特 点 断面特征第一阶段板料在凸模压力作用下.首先产生弹性压缩、拉伸等变形,此时凸模略微挤入板料内,板料的另一面也略微挤入凹模刃口内,凸模端部下面的材料略有弯曲,凹模刃日上面的材料开始上翘,间隙越大,弯曲和上翘越严重,板料在凸、凹模刃口处形成初始塌角,这时材料内部应力尚未超过弹性极限,当外力去掉后材料能恢复原状。此阶段称为弹性变形阶段。初始塌角永久性塌角第二阶段塑性变形、外力作用超出材料的强度极限，产生断裂纹。当凸模继续压入,压力增加,材料内部的应力也随之加大,在材料内的应力达到屈服极限时便开始进入塑性变形阶段。在这一阶段中随着凸模挤入材料的
5、深度逐渐增加,材料的塑性变形程度也逐渐增大。由于刃日处间隙的存在,材料内部的拉应力及弯矩也都增大,使变形区材料硬化加剧,直到刃口附近的材料由于拉应力及应力集中的作用开始出现微裂纹,此时,冲裁变形力也达到最大值。微裂纹的出现说明材料开始破坏,塑性变形阶段也告结束。产生与板料垂直的光亮带及初始毛刺。第三阶段断裂分离阶段微裂纹不断向材料内扩展延伸，重合，材料断裂分离。凸模继续下降,已产生的上、下微裂纹不断扩大并向材料内部延伸,当上、下裂纹相遇重合时,断开始分离产生粗糙的断裂带,当凸模再往下降,将冲落部分挤出凹模洞口，至此，凸模回升完成整个冲裁过程。产生粗糙而带有锥度的断裂带毛刺初拉长。二、 普通冲裁
6、件的断面特征：塌角带 由主单性变形阶段产生初始塌角，带动边塑性变形阶段。光亮带 产生于塑性变形阶段，断面较光洁平整，是质量最佳的一段。断裂带 撕裂造成的，表面粗糙而无光泽，并带有锥度。毛刺区 产生微裂时便产生毛刺。三、 特征与材料（板料材料）塑性的关系：断面质量受冲裁条件的不同而不同，如：刃口间隙，刃口形状，锋利程度，冲裁力、润滑条件，板料质量（表面质量），板料种类（性能）。冲压生产要求冲裁件有较大的光亮带，尺量减少断裂带区域的宽度。材料塑性愈好，光亮带愈大，断裂带愈小，同时，圆角毛刺亦增大冲 裁 间 隙一、 冲裁间隙的概念冲裁间隙指凸模刃口与凹模刃口之间的间隙。-冲裁间隙-凹模刃口尺寸凸模刃
7、口尺寸Z 正常：上下微裂纹重合。有单边间隙与双边间隙之分。二、 冲裁间隙对冲压的影响1、 对断面质量的影响间隙 对断面质量的影响正常 上下裂纹重合，光亮带大，塌角、毛刺、锥度小，表面平整。过大 上下裂纹不重合，撕裂拉断，断面粗、光亮带小、塌角、刺锥度大。过小 上下裂纹不重合，发生二次剪切，形成第二光亮带，毛刺大。不均 间隙小的一边出现小质量断面特征，间隙大的一边出现大间隙断面质量特征。2、 间隙对尺寸精度的影响。由于弹性变形的存在，冲裁结束后出现弹性恢复，使尺寸与凸凹模刃口尺寸产生尺寸偏差，而弹性变形大小与冲裁间隙有直接的关系。间隙变化 冲 孔 落 料间隙增大 金属受向内拉程度增大弹性回复使工
8、件尺寸增大（孔尺寸） 金属的拉伸度增大，弹性回复工件尺寸减小（下工件尺寸） 。间隙变小 金属受压程度增大，孔尺寸减小 金属受内压程度增大，工件尺寸增大。3、 间隙对冲裁力的影响冲裁间隙对冲裁力的影晌规律是间隙越小,变形区内压应力成分趟大,拉应力成分越小,材料变形抗力增加,冲裁力就越大。反之,间隙越大,变形区内拉应力成分就越大,变形抗力降低,冲裁力就小。间隙达材料厚的 5%-20%时，冲裁力下降不明显。当单边间隙 Z 增大到材料厚度的 15%-20%时，卸料力为 0。4、 间隙对模具寿命的影响由于工件与凸、凹模侧壁之间有磨擦的存在，间隙小，磨擦大，模具寿命短。冲裁过程中,凸模与被冲孔之闻,凹模与
9、落料件之阀均有摩擦,而且闻隙越小,摩擦越严重。所以过小的间隙对模具寿命极为不利,而较大的间隙可使凸模与凹模的侧面与材料间的摩擦减小,井能减缓间隙不均匀的影响,从而提高模具的寿命。5、 合理间隙值的确定：间隙的选取要使冲裁达到较好的断面质量、较高的尺寸精度，较小的冲裁力，较高的模具寿命。合理间隙指一个范围值，最大合理间隙，最小合理间隙。间隙的确定是综合考虑上述各个因素的影响,选择一个适当的问隙范围作为合理间隙。其上限为最大合理闻隙,下限为最小合理间隙 即合理间隙指的是一个范围值。在其体设计模具时,根据工件和生产上的具体要求可按下列原则进行选取：(l)当工件的断面质量没有严格要求时,为了提高模具寿
10、命和减小冲裁力,可以选择较大间隙值。(2)当工件断面质量及制造公差要求较高时应选择较小间隙值。(3)计算冲裁模刃日尺寸时,考虑到模具在使用过程中的磨损会使刃日间隙增大,应当按 Zmin 值来计算。确定合理间隙的方法：计算法、经验法、查表法冲裁模具的分类一、 冲裁模的工作过程：落料冲裁模,其工作原理如下,直接或问接固定在上模上的组成模具的上模,它通过模柄与冲床滑块相联结。固定在下模上的零组成了模具的下模,并利用压板固定在冲床的工作台上。上模与下模通过导、导导向。工作时,条料靠着挡料送进定位,当上模随滑块下降时,卸料先压住板料,接着凸冲落凹上面的材料获得工件。这时工件卡在凸模与顶块之闻,废料也紧紧
11、箍在凸模上。在上模回升时，工件由顶块靠顶板借弹簧的弹力从凹模洞口中顶出；同时箍在凸模上的废料,由卸料板靠弹簧的弹力卸掉,再取走工件,至此完成整个落料过程。再将条料送进一个步距，进行下一次冲裁落料过程,如此往复进行。二、 冲裁模的分类1、敞开模：结构简单，尺寸小、重量轻、制造易、成本低、但寿命低、精度差、适于精度要求不高，开头简单，小批量或试制的冲裁件。 2、导板式：精度比敞开模高，适于开头简单，工件尺寸不大的冲裁件。要求压力机行程不大于导板厚度。3、导柱式：导柱导向保证冲裁间隙均匀，冲裁件的工件尺寸精度高，模具使用寿命长，安装方便，适于大批量生产。4、连续模：条料要求精确定位，使内孔与外形相互
12、位置精度得到保证。生产率高，具有一定的冲裁精度，适于大批量生产。5、复合模：冲裁件的内外形相互位置精度高，适合于大批量生产冲裁模具的基本结构及工作原理一、冲裁模具按工序组合程度可分为：简单冲裁模、连续冲裁模、复合冲裁模。 （一）简单冲裁模即敞开模（动画模拟图）1、定义：它是指在一次冲裁中只完成冲孔或落料的一个工序。2、简单冲裁模按其导向方式可分为：（1）无导向单工序模 它的特点是结构简单,重量轻、尺寸较小、模具制造容易、成本低廉。但冲模使用安装时麻烦,模具寿命低,冲栽件精度差,操作也不安全。无导向简单冲模适用于精度要求不高、形状简单、批景小或试制的冲裁件。 （2）导板式简单冲裁模 模精度高、寿
13、命长、使用安装帧、操作安全,.但制造比较复杂。一般适用于形状较简单、尺寸不大的工件。 （3）导柱式简单冲裁模 由于这模具准确可靠,能保证冲裁间隙的均匀,冲裁的工件精度较高、模具使用寿命长 而且在冲床上安装使用方便，因此导柱式冲裁模是应用最广泛的一种冲模,适合大批量生产。 （二）连续冲裁模（动画模拟图）1、连续冲裁模的定义：按一定的先后程序，在冲床的滑块的一次到和中，在模具的不同位置上，完成冲孔，落料导两个的上的冲后工序的冲裁模，又称及进模或跳步模。2、连续冲裁模的定位原理可分为：导正销定位原理、侧刃定距原理（三）复合冲裁模（动画模拟图）1、复合冲裁模的定义：在部床滑块的一次行程中，在冲模的同一
14、工位上同时完成内孔和外形两种的上工序的冲裁模。2、复合冲裁模按结构可分为：正装式复合模、倒装式复合模 二、我们请看看这三种模具的比较表。 冲裁模具的主要零部件（一）一、冲模的主要零部件可分为工艺构件和辅助构件两部分。性能 部件 定义 所含零件凸模凹模工作零件 它是指直接进行冲裁分离工件的零件。凸凹模定位板定位销挡料销导正销定位零件它是指能保证条料在送进和冲裁时在模具上有正确位置的零件。导尺，侧刃卸料板推件装推件装置压边圈工艺构件压料，卸料及出件零部件用于冲裁后材料的弹性恢复，工件往往留在凹模洞口内,而条料又紧箍在凸模上,卸料零件的作用就是把工件从凹模洞口顶出,把废料从凸模上卸下。 弹簧、橡胶垫
15、导柱导套导板导向零件它是保证模具各相对运动部位具有正确位置及良好运动状态的零件。导筒上下模座模柄凸凹模固定板垫板固定零件 它是固定凸模和凹模,并与冲床滑块和滑块工作台相联结的零件。限住器螺钉，销钉键冲模零部件辅助构件紧固及其它零件 它是在装配模具时,为了保证零件间相互正确位置,把相关联的零件固定或联结起来的零件。 其他一般冲裁模由以上 6 个部分组成,但不是所有的冲裁模必须具备这 6 个部分。冲裁模的结构多种多样,有些模具比这个模具结构复杂,有些模其结构却十分简单,这要决定于冲裁工件的要求、生产批量的大小、制模条件等因素。 二、凸模：结构形式主要根据冲裁件的形状和尺寸来定的。1、 圆形凸模标准
16、式：分 AB 两种形式。其中 B 型适合于冲裁 8-30mm 的孔径。A 型适合于冲 1-20mm 的孔径。要保证凸模的刚性及强度，增加过渡段及采用滑过渡。护套式：凸模结构，用于冲小孔（孔径与料厚较接近）大型落料凸模。采用凹座螺钉紧固、或镶配式。工作部分用模具钢，非工作部分用一般钢，节省材料，端部做成凹形，减少与工作的接触面积、防止由于端部不平造成成对板料的不平衡冲击。侧边做成凹型，防止增加凸模与凹模及工作的磨擦力。2、 非圆形凸模：对于复杂冲裁件。其中装配部分做成圆形或方形，以方便装配，工作部分由冲裁件决定开头如果采用线切割，则安装部分开头与工作部分一样。 3、 凸模的固定方法用凸模固定板，紧配合形式，装好一般要磨平。与上模板直接用螺钉连接，适用于大型凸模。可更换的固定形式：铿于易磨损和损坏的凸模低熔点合金及防氧树腊浇注固定方法。利用低熔点合金冷却膨胀的特性，但连接浓度不高。防氧权腊对金属表面的粘附力，但抚冲溶度低。4. 凸模的长度L=h1+h2+h3+(10
