【2017年整理】春板料冲压

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1、3 冲压工艺 3.1概述 3.2冲裁 3.3弯曲 3.4拉深 3.5胀形与翻边 3.6冲压件的工艺性4 其他金属塑性成型工艺 4.1轧制 4.2拉拔 4.3挤压,常见的冲压件,现代模塑产品,图 手机外壳,图 轿车后备舱外板,汽车发动机支架：,普通垫片：,常用五金件：,汽车覆盖件,航空航天制造业：,冲压应用领域, 汽车行业的冲压 汽车等行业零部件类冲压 电器件冲压 生活日用品冲压 家用电器部件冲压 航空航天工业、国防工业,一、板料冲压概述,冲压：建立在金属塑性变形的基础上，在常温下利用安装在压力机上的模具对材料施加压力， 使板料经分离或塑性成形或接合而得到制件的工艺统称为冲压。,冲压 概述,冲压

2、工艺是塑性加工的基本方法之一。它主要用于加工板料零件，所以有时也称之为板料冲压。 冲压不仅可以加工金属板料，而且也可以加工非金属板料。,图0l 冲压过程,冲模：是冲压加工中所用的工艺装备。加压将金属或非金属板料分离、成形或接合而得到制件的工艺装备叫冲模。,板料冲压 相关概念,冷冲压：厚度小于4mm的金属薄板通常是在常温下进行冲压的，故称冷冲压。热冲压：当板料厚度超过8-10mm时，采用加热后进行冲压，称为热冲压。设备及模具-板料冲压是在冲床上利用模具进行冲压加工。（主要有剪床和冲床）,剪床为冲床备料，将板料切成条料；而冲压加工主要在各类冲床上进行。,剪床,冲床,冲压设备,常见冲压原材料,要求在

3、常温下具有良好的塑性和较低的变形抗力。常用的金属材料有低碳钢，高塑性低合金钢，铜、铝、镁及其合金等金属板料、带料等。还可以加工非金属板料，如纸板、绝缘板、纤维板、塑料板、石棉板 、硬橡胶板等。,冲压成形加工特点,冲件尺寸精度由模具保证， “一模一样”、尺寸稳定、互换性好。产品具有足够高的精度和较低的表面粗糙度，不经机械加工即可进行装配。互换性能好。 可加工薄壁、复杂零件，废料少。由于冷变形使零件产生加工硬化，故冲压件的刚度高、强度高、质量轻。操作简单，劳动强度低，生产率高，工件成本低但模具结构一般较复杂，周期长，成本高 所以，冲压工艺适宜批量生产,1.2 冲压技术在国民经济中的重要地位,薄板经

4、过成形后，制造了相当于原材料价格12倍的附加值，在整个国民生产总值中，与薄板成形相关的产品约占总值的1/4。在现代汽车工业中，冲压件的生产总值占60左右。可见，冲压技术作为板材投入直接消费前的主要深加工方法，在国民经济中占有非常重要的地位。,先进国家的模具工业已发展成为独立的行业。日本认为：“模具工业是其它工业的先行行业，是制造富裕社会的动力”。美国工业界认为：“模具工业是美国工业的基石”。在德国模具工业被冠以“金属加工业中的帝王”之称。近20多年来，美国、日本、德国等发达国家的模具总产值都已超过机床的总产值。目前，美国、日本模具工业企业的人年平均产值已高达510万美元。,大多是冷冲压制成的。

5、统计表明： 汽车制造业中，6075冲压件 电机仪器仪表业中，6070 国防工业中，冲压件的比重也相当大,二、板料冲压的基本工序,当前在生产中所采用的冲压工艺方法也是多种多样的。按板料在加工中是否分离，冲压工艺一般可分为分离工序和成形工序两大类。,冲压的基本工序,成形工序,分离工序,切断,冲裁（冲孔落料）,拉深,胀形,弯曲,翻边,1、分离工序Cutting Process ： 是指板料受力后，应力超过材料的强度极限b ，而使板料产生剪裂或局部剪裂。其目的是使冲压件与板料沿一定的轮廓线相互分离，同时，冲压件分离断面的质量也要满足一定的要求。 包括：切断、冲裁、精密冲裁、切口等。,2、成形工序 Fo

6、rming Process：是指板料受力后，应力超过了材料的屈服极限s（但小于材料的拉伸强度极限b ），经过塑性变形后，成为一定形状的零件的加工工序。 其目的是使坯料塑性变形（即毛坯的一部分相对另一部分产生位移而不破裂的工序），获得所需要形状、尺寸的制件的冲压工序。包括:弯曲、拉深、成形、翻边、收口。,3、复合工序,把两个或两个以上的基本工序合并成一个工序，可以提高冲压生产的效率，降低工件的成本，便于实现自动化生产。 如： 冲孔 落料 落料 拉深 切边 落料 冲孔 弯曲 ,4 修整工序当零件精度和剪断面质量要求较高时，在落料和冲孔后，应进行修整工序。修整分外缘修整和内孔修整。,冲压的基本工序,

7、成形工序,分离工序,切断,冲裁（冲孔 落料）,拉深,胀形,弯曲,翻边,冲压工序的分类,冲压的基本工序,成形工序,分离工序,切断,冲裁（冲孔落料）,拉深,胀形,弯曲,翻边,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。,垫圈制件，中央小孔的冲压为冲孔工序，外轮廓的冲压为落料工序，所以一个简单的垫圈制件是由两个工序复合而成的。,落料件的尺寸取决于凹模尺寸，因此落料模应先决定凹模尺寸，用减小凸模尺寸来保证合理间隙；冲孔件的尺寸取决于凸模尺寸，故冲冲模应先决定凸模尺寸，用增大凹模尺寸来保证合理间隙。,（3）切

8、断：用剪刃或模具切断板料或条料的部分周边，并使其分离。,（4）切口：用切口模将部分材料切开，但并不使它完全分离，切开部分材料发生弯曲。,（6）剖切：用剖切模将坯件(弯曲件或拉深件)剖成两部分或几部分。,（7）整修：利用修整模沿冲裁件外缘或内孔刮削一薄层金属，以切掉普通冲裁时在冲裁件断面上存留的剪裂带和毛刺。提高冲裁件的尺寸精度和降低表面粗糙度。,外缘整修,内孔整修,2）塑性变形工序（1）弯曲：把平面毛坯料制成具有一定角度和尺寸要求的一种塑性成形工艺。压弯：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。,卷边：用卷边模将条料端部按一定半径卷成圆形。,扭弯：用扭曲

9、模将平板毛坯的一部分相对另一部分扭转成一定的角度。,（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。,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。,（3）成形：通过板料的局部变形来改变毛坯的形状和尺寸的工序的总称。,胀形：指从空心件内部施加径向压力，强迫局部材料厚度减薄和表面积增大，获得所需形状和尺寸的冷冲压工艺方法。,起伏成形：平板毛坯或制件在模具的作用下，产生局部凸起（或凹下）的冲压方法。,翻边：指利用模具将工件上的孔边缘或外缘边缘翻成竖立的直边的冲压工序。,

10、缩口：指将预先拉深好的圆筒或管状坯料，通过模具将其口部缩小的冲压工序。,整形：利用模具将弯曲或拉深件局部或整体产生不大的塑性变形的冲压工序。,校平：指利用模具将有拱弯、翘曲的平板制件压平的冲压工序。,表1-1 冲压的基本工序,冲压模具,冲模的分类,模具结构,按功能分类，主要有：1、工作零件:直接对坯料板料进行冲压加工的冲模零件。包括凸模和凹模等零件。2、定位零件:确定条料或坯料在冲模中正确位置的零件。主要包括挡料销、定位销、侧刃等零件。 3、压料、卸料、顶料零件:将冲切后的零件或废料会从模具中卸下来的零件。主要包括卸料板、顶料器、气动顶料装置等零件。,4、导向零件:用以确定上下模的相对位置，保

11、证运动导向精度的零件。包括导柱、导套、导板等零件。5、支持零件:将凸模、凹模固定于上下模上，以及将上下模固定在压力机上。包括上、下模板和凸凹模固定板等零件。6、紧固零件:把模具上所有零件连接成一个整体的零件。包括内六角螺钉、卸料螺钉等零件。,7、缓冲零件:包括卸料弹簧、聚氨脂橡胶和氮气缸等。8、安全零件及其它辅助零件主要有安全侧销、安全螺钉、工作限制器、存放限制器、上下料架、废料滑槽、起重棒、吊耳等。安全侧销：主要作用是防止上模压料板紧固螺钉松动或断裂，导致压料板落下，造成人员、工装的重大损失。存放限制器：主要作用是防止模具弹性元件长期受压而失效和防止刃口长期接触影响刃口的寿命。（一般采用聚氨

12、脂橡胶）工作限制器：主要作用是限制凸凹模的吃入深度。,1）单工序模：在冲压的一次行程过程中，只能 完成一个冲压工序的模具。,2）复合模：在冲压的一次行程过程中，在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。,冲裁工艺1冲裁变形过程2冲裁断面分析3 影响冲裁件质量的因素,1. 冲裁变形过程 冲裁变形过程的实质就是对材料施加一定的力，使其超过强度极限即B，从而获得需要的形状。 冲裁变形过程：,弹性变形,塑性变形,断裂分离,冲裁变形过程,弹性变形阶段,弹、塑变形,断裂、分离阶段！,凸凹模间隙越小，塑性变形过程越长,2 冲裁断面的质量,圆角带Rollover光亮带Burnish Zone断裂带fr

13、acture毛刺区burr,冲裁断面分析,1 圆角带 当凸模刃口压入材料时，刃口附近的材料产生弯曲和伸长变形，材料被拉入间隙的结果。材料塑性越好，凸凹模间隙越大，圆角带越大；2 光亮带 发生在塑性变形阶段，当刃口切入材料后，材料被凸凹模切刃的侧表面挤压而形成光亮垂直的断面，通常占全断面的1/3-1/2。间隙越小，材料塑性越好，光亮带越宽。,冲裁断面分析,3 断裂带 形成于断裂阶段。断面粗糙，且略带有斜度。塑性差的材料撕裂倾向严重，断裂带所占比例也大。4 毛刺区 在模具侧面距刃尖不远的地方，在拉应力的作用下，裂纹开始生长，材料断裂而产生的。冲裁间隙越小，毛刺的高度越小。,影响冲裁断面质量的因素,

14、1 材料性能的影响 材料塑性好，冲裁时裂纹出现得较迟，材料被剪切的深度大，所得断面光亮带所占比例就大；材料塑性差，容易拉断，裂纹出现较早，光亮带少。2 冲模间隙3 刃口的锋利程度及冲裁力,冲模间隙凸模与凹模工作部分尺寸的差值称为间隙。 公式：ZDd-dp 公式中D凹模尺寸(mm)Z冲裁间隙（双边值）（mm）d凸模尺寸(mm),冲模间隙不仅对冲裁过程及冲裁件断面质量具有重要影响 ；还影响到模具寿命和冲裁力的大小 。,冲裁间隙对冲裁质量的影响,*冲裁（设计）间隙一般选用最小合理间隙值（Zmin）。,1.间隙小优点：冲裁件质量好；缺点：增大了冲裁力、卸料力和推件力，加剧了凸、凹模的磨损，缩短了模具寿

15、命。 板料在过小间隙冲裁时受到挤压而产生压缩变形，所以冲裁件的尺寸略有变化: 落料件的外形尺寸增大； 冲孔件的孔腔尺寸缩小。,缺点：因弹性回复而使落料件的外形尺寸缩小，冲孔件的内腔尺寸增大，品质较差。,(2)间隙过大,断面特点：切断面光亮带减小，圆角带与锥度增大，形成厚大的拉长毛刺。,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。,正确选择合理的间隙值 当冲裁件断面质量要求较高时，应选取较小的间隙值。对冲裁件断面质量无严格要求时，应尽可能加大间隙，以利于提高冲模寿命。合理冲裁单面间隙间隙值 Z/2= mt t ：冲裁板料厚度，mm；m：与材料性能及板厚有关的系数，通常（3-8）%，,设计落料模先确定凹模刃口尺寸。以凹模为基准，冲裁间隙通过减小凸模刃口尺寸来取得。 设计冲孔模先确定凸模刃口尺寸。以凸模为基准，冲裁间隙通过增大凹模刃口尺寸来取得。,二、凸、凹模刃口尺寸计算原则,落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小端尺寸等于凸模尺寸。在测量与使用中，落料件以大端尺寸为基准，冲孔件以小端尺寸为基准。,