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1、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。 什么是冲压（pressing) 冲压过程视频 冲床结构视频 第三节 板料冲压成形工艺 1第 页 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。 机械化、自动化示例 冲压件与铸件的比较 2第 页 pressing 本节内容 一、冲压成形基本工序 二、冲压模具及其结构 三、冲压件结构设计 3第 页 pressing 使坯
2、料的一部分与另一部分沿一定的轮廓线相互 分离的工序 1.分离工序 (cutting process) 一、冲压成形基本工序 4第 页 pressing （1）落料与冲孔（统称冲裁） 使坯料按封闭的轮廓分离的工序 落料 (blanking) 工件 工件 废料 冲孔 (punching) 条料 动画 5第 页 pressing 冲裁过程: 断裂带 光亮带圆角带 断裂带 圆角带 光亮带 l冲裁时经历弹性变形、塑性变 形、断裂分离三个阶段。 l冲裁件断面上存在圆角带、光 亮带和断裂带。 l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。 综上所述:冲裁是利用凸模与 凹模刃口的
3、作用,使板料产生分离 的.它具有以下特点: 动画 6第 页 pressing 冲裁过程: 断裂带 光亮带塌 角 l冲裁时经历弹性变形、塑性变 形、断裂分离三个阶段。 l冲裁件断面上存在塌角、光亮 带、断裂带毛刺。 l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。 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: 动画 断裂带 塌 角 光亮带 毛刺 7第 页 pressing (2)修整 (shaving) 利用修整模沿冲裁件的外缘或内孔刮去一层薄 薄的切屑，以提高冲裁件的加工精度和断面光洁度 的冲压方法 使板料沿不封闭轮廓分离的工序
4、（3）切断 (shearing) 内孔修整动画外缘修整动画 切断动画 8第 页 pressing 2. 变形工序 (forming process) 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 9第 页 pressing （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 弯曲视频 弯曲动画1 弯曲动画2 弯曲动画3 10第 页 凹模 凸模 1）弯曲特点（以V形件为例） 11第 页 凹模 1）弯曲特点（以V形件为例） 12第 页 凹模 1）弯曲特点（以V形件为例） 13第 页 凹模 变形仅仅发生在与 凸模接触的圆角范围内 坯料内侧受压缩，外 侧受拉伸
5、从网格线前后的变化可以看出 1）弯曲特点（以V形件为例） 14第 页 pressing r 2) 弯曲的质量问题及防止 弯裂 板料外侧因拉应力过 大而产生裂纹 防止办法： 限制弯曲件的弯曲半径， 使 r rmin rmin -最小弯曲半径; 对应着材料的极限变形程度。 15第 页 pressing 弯曲线应尽可能与纤维方向垂直 纤维方向 弯曲线 好 差 2 1 两种落料方式 回弹回弹动画 解决方法：模具角度略小于工件角度 回弹视频 16第 页 pressing 把平板毛坯变为开口的空心工件的工序 （2）拉深 (drawing) 工件 毛坯 17第 页 pressing 零件 毛坯 1）拉深过程
6、（以圆筒形零件为例） 拉深动画 拉深视频 拉深件实例 18第 页 pressing 拉裂原因：毛坯被强制拉入凹模时，拉应力 超过了材料本身的强度极限 拉裂废品 视频 19第 页 pressing 起皱原因：毛坯边缘受压应力过大 褶皱的形成 起皱的工件 正常的工件 视频 20第 页 pressing 实践证明，能否拉深成形很大程度上取决于坯料与工件的相 对尺寸。相对尺寸越大，则变形程度越大，越容易出现质量问题 。因此，生产中采用了一个重要的工艺参数以防止拉裂或起皱， 此参数即拉深系数。 D 50 50 40 70 35 80 (drawing coefficient) 21第 页 pressin
7、g m = d D 拉深件直径 坯料直径 m 越小, 变形程度越大。 每一种材料，变形程度都是有极限的， 所以都有一个极限拉深系数 mmin。 拉深时，m 都不应该小于mmin 。即 显然， m小于1。 一般 mmin 在0.50.8范围内。 当不能一次成形时，可采用多次拉深。 零件 毛坯 d D 拉深系数用 m 表示 成形条件m mmin 22第 页 pressing d1 d2 总拉深系数等于每次拉深系数的乘积。 第二次拉深系数 m2 = d2 / d1 ; 第三次拉深系数 m3 = d3 / d2 ; 第 n 次拉深系数 mn= dn/dn-1 ; 二次拉深动画 23第 页 pressi
8、ng l拉深件的质量问题是 拉裂 和 起皱 ； l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 ； l每一种材料都有其极限变形程度，也就有其极限拉深系 数mmin ，拉深时，应使 m mmin ； l在多次拉深时，应使每一次的拉深系数mn= dn/dn-1都大 于极限拉深系数mmin ，并且应使后一次m值比前一次m 值略 大 些。 24第 页 pressing l拉深凸凹模间隙与冲裁模比有什么不同？ 拉深的凸模和凹模间隙比落料时的凸凹模间隙大，一般 大于板料的厚度。落料的凸凹模间隙小于板的厚度，且 凸凹模间隙要求合适，这样上下裂纹重合一致，冲
9、裁力 、卸料力和推件力适中，模具才具有足够的寿命，落料 的尺寸几乎与模具一致，且塌角、毛刺和斜度均很小。 过大或过小的间隙都会影响模具的使用寿命和零件质量 。 l凸凹模形状与冲裁模相比有什么不同？ 冲裁是分离工序，凹模与凸模边缘是锋利的刃口，而拉 深是变形工序，凸凹模边缘是圆角。 拉深动画冲裁动画 25第 页 pressing 问题：怎样使拉深件不产生拉裂或起皱？下 列筒形拉深件哪个容易成形？ a.直径 80mm 高 100mm c.直径 60mm 高 75mm b.直径 70mm 高 75mm 多次拉深；合适的凸凹模圆角半径；合适的凸凹模间隙， 过小，模具与拉深件的摩擦力增大，易拉穿工件和擦
10、伤工件表面 ，且降低模具寿命。间隙过大，又容易使拉深件起皱，影响拉深 件的尺寸精度。润滑，为减少摩擦，降低拉深件壁部的拉应力 和减少模具的磨损；压边力，压边圈上的压力不要过大，以不 产生皱折为宜。 26第 页 pressing 将制件的孔边缘或外边缘翻转成竖立或一定角度的直边的工艺 d D 内孔翻 边 外缘翻 边 （3）翻边 (flanging) 翻边视频 内孔翻边最容易出现的质量问题： 孔边缘受拉伸破裂 内孔翻边动画 27第 页 pressing 使局部材料厚度变薄而成 形的方法 （4） 起伏 应用举例：夏利车前盖 起伏视频 通过模具使空心件或管状坯料向外扩张， 胀出所需的凸起曲面 （5）
11、胀形 胀形视频 （6） 旋压 旋压视频 胀形动画 28第 页 pressing 200 a) 72 95 140 36 b) 74 40 57 c) 44 57 d) 44 132 48 e) 45 132 58 f) 10 120 g) 16 2 h) 汽车消音器零件的冲压工序 16 10 45 58 120 成形过程视频 29第 页 pressing 二、冲压模具及其结构 30第 页 pressing 1.简单模 在冲床的一次冲程中，只完成一个工序的冲模 (simple die) 在冲床的一次冲程中，在模具不同部位上完成 数道工序的冲模 2.连续模(progressive die) 3.复
12、合模 在冲床的一次冲程中，在模具同一部位上同 时完成数道工序的冲模 (compound die) 动画 动画1 落料拉深复合模1 切断弯曲复合模 落料拉深复合模2 31第 页 pressing 三、冲压件结构设计 1.冲裁件的结构工艺性 （1） 形状应尽量简单，最好由直 线与圆弧组成。应避免过长的悬臂 和窄槽，它们的宽度b应大于料厚s 的两倍。 B2s B2s （2） 内、外转角处应用圆弧连接， 圆角半径应大于料厚的一半。(参见 表2-6） 32第 页 pressing （4） 孔间距离或孔与边缘距离不能太小，一般a 2s , 但要保证a 3 4 mm 。 aaaa （3） 冲孔尺寸不能太小，
13、最小孔径或最小边长要 大于（0.5 1.5）s 。 33第 页 pressing 2.弯曲件的结构工艺性 （1） 弯曲半径不能小于材料允许的最小弯曲半径。 （2） 弯曲边过短不易成形，故应使弯曲边的平直部 分H 2S 。 H S R L （3） 孔的位置不能离弯曲线太近，一般S 2mm 时， L S; S 2mm时 , L 2S 。 34第 页 pressing 3.拉深件的结构工艺性 （1） 形状应简单、对称，尽量避免深度大的拉深 件，以减少拉深次数。 （2） 为避免角部产生裂纹，侧壁与底面间圆角半 径r1、侧壁与凸缘间圆角半径r2以及矩形件四壁间 圆角半径r3应尽可能大些。一般应满足： r1 S , r2 2S , r3 3S。 S r1 r2 r3 r1 35第 页 结 束 36第 页 冲压件与铸件的比较： 37第 页 弯曲模 38第 页 板料弯曲 39第 页 拉深1.swf 40第 页 2次拉深.swf 41第 页 拉深件实例.swf 42第 页 翻边.swf 43第 页 胀形.swf 44第 页 简单模.swf 45第 页 复合模.swf 46第 页 复合模1.swf 47第 页 连续模.swf 48第 页 复合模三维动画 49第 页 落料模 50第 页
