冲压工艺与模具设计课件(2016).ppt

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1、章节链接章节链接 第第1 1篇篇 冲压工艺概述冲压工艺概述 第第1 1章章 冲压工艺基础知识冲压工艺基础知识 第第2 2章章 冲压工艺基础理论冲压工艺基础理论第第2 2篇篇 冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计 第第3 3章章 冲裁工艺与模具设计冲裁工艺与模具设计 第第4 4章章 弯曲工艺与模具设计弯曲工艺与模具设计 第第5 5章章 拉深工艺与模具设计拉深工艺与模具设计 第第6 6章章 成形工艺与模具设计成形工艺与模具设计第第1 1章章 冲压工艺基础知识冲压工艺基础知识第第2 2章章 冲压工艺基础理论冲压工艺基础理论第第1 1篇篇 冲压工艺概述冲压工艺概述1.1 1.1 冲压工艺特点及应用冲压

2、工艺特点及应用1.2 1.2 冲压工艺分类冲压工艺分类1.3 1.3 冲压材料冲压材料1.4 1.4 冲压设备冲压设备1.5 1.5 冲压常用标准冲压常用标准1.6 1.6 冲压技术现状及发展冲压技术现状及发展第第1 1章章 冲压工艺基础知识冲压工艺基础知识能力要求能力要求 了解冲压的应用，能根据冲压件的结构特征初步了解冲压的应用，能根据冲压件的结构特征初步 判断出该冲压件所需的基本冲压工序判断出该冲压件所需的基本冲压工序熟悉冲压材料的种类及供应规格熟悉冲压材料的种类及供应规格熟悉常用冲压设备的类型及适应工艺熟悉常用冲压设备的类型及适应工艺 冲压过程现场录像冲压过程现场录像普通冲压普通冲压冲压

3、过程现场录像冲压过程现场录像普通冲压普通冲压冲压过程现场录像冲压过程现场录像自动冲压自动冲压冲压过程现场录像冲压过程现场录像自动高速冲压自动高速冲压1.1.1 冲压的概念冲压的概念日常生活用品日常生活用品1.1 冲压工艺特点及应用冲压工艺特点及应用食品行业食品行业电机行业电机行业仪器、仪表行业仪器、仪表行业家用电器、电脑行业家用电器、电脑行业空调背板空调背板洗衣机滚筒洗衣机滚筒电子行业电子行业接插件端子接插件端子电子行业电子行业汽车行业汽车行业航空业及军事航空业及军事苏苏3333舰载战斗机舰载战斗机美国美国F18F18战斗机战斗机什么是冲压？什么是冲压？在在常温常温常温常温下，利用下，利用冲模

4、冲模冲模冲模在在压力机压力机压力机压力机上对金属（或非金属）上对金属（或非金属）板板板板料料料料施加压力，使其产生施加压力，使其产生分离分离分离分离或或塑性变形塑性变形塑性变形塑性变形，从而得到具有，从而得到具有一定形状、尺寸和性能的零件。一定形状、尺寸和性能的零件。分离分离塑性变形塑性变形冲压的概念冲压的概念冲压是在常温下进行的冲压是在常温下进行的,即不需加热即不需加热,故又叫冷冲压。故又叫冷冲压。冲压加工的对象都是板料，故又称为板料冲压。冲压加工的对象都是板料，故又称为板料冲压。冲压是由设备和模具完成其加工过程的，需具备三冲压是由设备和模具完成其加工过程的，需具备三个要素：冲床个要素：冲床

5、(设备）、模具、原材料。设备）、模具、原材料。冲压是塑性变形的基本形式之一。冲压是塑性变形的基本形式之一。由冲压概念可知：由冲压概念可知： 生产率高，操作简单，便于实现机械化和自动化。生产率高，操作简单，便于实现机械化和自动化。1.1.2冲压的特点及应用冲压的特点及应用 材料利用率高，一般可达材料利用率高，一般可达70%85%70%85%，有的高达，有的高达95%95%。 可得到其它加工方法难以加工或无法加工的形状复杂的零件，如可得到其它加工方法难以加工或无法加工的形状复杂的零件，如 薄壳拉深件。薄壳拉深件。 可得到重量轻，刚性好，强度大的零件。可得到重量轻，刚性好，强度大的零件。 不需要加热

6、，可以节省能源，且表面质量好。不需要加热，可以节省能源，且表面质量好。(7)(7)大量生产时，产品成本低。大量生产时，产品成本低。 尺寸精度高，互换性好。尺寸精度高，互换性好。由此可见，冲压能集由此可见，冲压能集优质、高效、低能耗、优质、高效、低能耗、低成本低成本于一身，这是其它加工方法无法与之相比拟的，于一身，这是其它加工方法无法与之相比拟的，因此冲压的应用十分广泛，如汽车，拖拉机行业中，冲压因此冲压的应用十分广泛，如汽车，拖拉机行业中，冲压件占件占60%70%60%70%，仪器仪表占到，仪器仪表占到6070%6070%，还有日常生活中的，还有日常生活中的各种不锈钢餐具等等。从精细的电子元件

7、，仪表指针到重各种不锈钢餐具等等。从精细的电子元件，仪表指针到重型汽车的覆盖件和大梁以及飞机蒙皮等均需冲压加工。型汽车的覆盖件和大梁以及飞机蒙皮等均需冲压加工。冲压加工的缺点冲压加工的缺点传统加工方法传统加工方法和手段及传统和手段及传统模具材料模具材料自动叠铆级自动叠铆级进模：进模：98万万元元模具制造周期长，成本高。模具制造周期长，成本高。车门板修边车门板修边冲孔模：冲孔模：98万元万元如采用低熔点合金材料制造模具如采用低熔点合金材料制造模具采用快速原型制造技术制造模具采用快速原型制造技术制造模具采用经济模具。采用经济模具。但随着但随着先进的模具加工技术先进的模具加工技术及及非传统意义上的模

8、具非传统意义上的模具材料材料的出现，这种缺点也可逐渐被克服。的出现，这种缺点也可逐渐被克服。缺点将不复存在缺点将不复存在 总之，模具工业是总之，模具工业是 一个国家的基础工业，模具设计与模一个国家的基础工业，模具设计与模具制造水平的高低已成为衡量一个国家产品制造水平的高低。具制造水平的高低已成为衡量一个国家产品制造水平的高低。 发达国家非常重视模具的发展，日本认为：发达国家非常重视模具的发展，日本认为：“模具就是进模具就是进入富裕社会的原动力入富裕社会的原动力”；德国：；德国：“金属加工业中的帝王金属加工业中的帝王”；罗；罗马尼亚：马尼亚：“模具就是黄金模具就是黄金”；模具在国际上被认为是点石

9、成金；模具在国际上被认为是点石成金的行业。不过这里的模具还包括塑模、锻模、压铸模、橡胶模、的行业。不过这里的模具还包括塑模、锻模、压铸模、橡胶模、食品模、建材模等等，但目前以冷冲模和塑料模的应用最广，食品模、建材模等等，但目前以冷冲模和塑料模的应用最广，各占各占40%40%左右。左右。1.2 冲压工艺分类冲压工艺分类1.1.按变形性质分类按变形性质分类分离工序分离工序成形工序成形工序（1 1）分离工序）分离工序 冲压成形时，被加工材料在外力作用下产生变形，当变冲压成形时，被加工材料在外力作用下产生变形，当变形区材料受到的剪切应力达到材料的抗剪强度，材料便产生形区材料受到的剪切应力达到材料的抗剪

10、强度，材料便产生剪切而分离，从而形成一定形状和尺寸的零件剪切而分离，从而形成一定形状和尺寸的零件。分离工序主分离工序主要有剪裁、冲孔、落料、切口、剖切等。要有剪裁、冲孔、落料、切口、剖切等。 DDDD落料落料剪切剪切分离工序示意分离工序示意有分离现象发生，但不有分离现象发生，但不改变空间形状改变空间形状表表1-1 1-1 分离工序分离工序表表1-1 1-1 分离工序（续）分离工序（续） 冲压成形时，被加工材料在外力作用下，变形区材料所受到冲压成形时，被加工材料在外力作用下，变形区材料所受到的等效应力达到材料的屈服极限的等效应力达到材料的屈服极限s，但未达到强度极限，但未达到强度极限b，使，使材

11、料只产生塑性变形，从而得到一定形状和尺寸的零件。材料只产生塑性变形，从而得到一定形状和尺寸的零件。成形工成形工序主要有弯曲、拉深、翻孔、缩口、胀形等。序主要有弯曲、拉深、翻孔、缩口、胀形等。（2 2）成形工序）成形工序D只改变毛坯形状，不发生分离只改变毛坯形状，不发生分离成形工序示意成形工序示意表表1-2 1-2 成形工序成形工序表表1-2 1-2 成形工序（续）成形工序（续） 伸长类成形：变形区的最大主应力为拉应力，其破坏形式伸长类成形：变形区的最大主应力为拉应力，其破坏形式 为拉裂，特征是厚度减薄。为拉裂，特征是厚度减薄。 压缩类成形：变形区的最大主应力为压应力，其特征是厚压缩类成形：变形

12、区的最大主应力为压应力，其特征是厚 度增厚，破坏形式为起皱。度增厚，破坏形式为起皱。2.按变形区受力性质分按变形区受力性质分拉深拉深压缩类成形压缩类成形胀形胀形伸长类成形伸长类成形3.按基本变形方式分按基本变形方式分冲裁冲裁弯曲弯曲拉深拉深成形成形4.按工序组合形式分按工序组合形式分单工序冲压单工序冲压复合冲压复合冲压级进冲压级进冲压1.3 1.3 冲压材料冲压材料冲压对板料的基本要求冲压对板料的基本要求 满足使用性能要求满足使用性能要求 满足冲压工艺的要求满足冲压工艺的要求满足使用性能要求是第一位的，在满足使用性能满足使用性能要求是第一位的，在满足使用性能要求的前提下尽可能地满足冲压工艺要求

13、。要求的前提下尽可能地满足冲压工艺要求。1.3.1 冲压材料的工艺要求冲压材料的工艺要求1.1.冲压成形性能冲压成形性能冲压成形性能冲压成形性能是指板料对冲压工艺的适应能力是指板料对冲压工艺的适应能力。两种失稳：两种失稳：拉伸失稳拉伸失稳在拉应力的作用下出现局部缩颈或断裂；在拉应力的作用下出现局部缩颈或断裂；压缩失稳压缩失稳在压应力的作用下失稳起皱。在压应力的作用下失稳起皱。前者如低碳钢拉伸实验中的缩颈现象，后者如压杆失稳现象。前者如低碳钢拉伸实验中的缩颈现象，后者如压杆失稳现象。这样就有了这样就有了成形极限成形极限，有总体成形极限和局部成形极限之分，有总体成形极限和局部成形极限之分，成形极限

14、愈高说明冲压成形性能愈好。成形极限愈高说明冲压成形性能愈好。（1）抗破裂性抗破裂性是指板料在变形中抵抗破坏的能力。是指板料在变形中抵抗破坏的能力。（2）贴模性贴模性是指板料在冲压成形过程中取得与模具形状一是指板料在冲压成形过程中取得与模具形状一致的能力。致的能力。（3）定形性定形性是指零件脱模后保持其在模内所得形状的能力。是指零件脱模后保持其在模内所得形状的能力。如何衡量板料的冲压成形性能？如何衡量板料的冲压成形性能？板料的冲压成形性能可以通过板料的力学性能指标来板料的冲压成形性能可以通过板料的力学性能指标来衡量。力学性能指标可通过试验获得。衡量。力学性能指标可通过试验获得。 板料冲压成形性能

15、试验方法：板料冲压成形性能试验方法：直接试验直接试验：采用专用设备直接模拟实际冲压工：采用专用设备直接模拟实际冲压工 艺过程进行试验。艺过程进行试验。间接试验间接试验：采用通用设备，通过拉伸、剪切、：采用通用设备，通过拉伸、剪切、 硬度测试、金相试验等方法获得材硬度测试、金相试验等方法获得材 料的有关性能指标。料的有关性能指标。（1 1）直接试验方法）直接试验方法 如锥杯试验（如锥杯试验（GB/T 15825.6-2008)GB/T 15825.6-2008)（2 2）间接试验方法）间接试验方法如低碳钢的拉伸试验等如低碳钢的拉伸试验等 （1）总延伸率）总延伸率与均匀延伸率与均匀延伸率b好好 允

16、许产生较大的塑性变形允许产生较大的塑性变形 （2 2）屈强比）屈强比s/b s/b 小小 抗破裂性、定形性、贴模性好抗破裂性、定形性、贴模性好 （3 3）弹性模量）弹性模量E E 弹性模量弹性模量E大大定形性好定形性好影响冲压成形性能的力学指标影响冲压成形性能的力学指标 （4 4）硬化指数）硬化指数n n n n大大不易产生裂纹不易产生裂纹 （5 5）塑性应变比）塑性应变比 = = b /t大大抗破裂性好抗破裂性好 （6 6）塑性应变比各向异性系数）塑性应变比各向异性系数=（0+90-245）/2大大各相异性愈严重各相异性愈严重2.对化学成分的要求对化学成分的要求钢中一些元素的含量不同会导致材

17、料的塑性、脆性不同。钢中一些元素的含量不同会导致材料的塑性、脆性不同。3.对金相组织的要求对金相组织的要求不同的金相组织会导致材料具有不同的强度，塑性等力学性不同的金相组织会导致材料具有不同的强度，塑性等力学性能。能。4.对表面质量的要求对表面质量的要求要求表面光滑、无氧化皮、裂纹、划伤等缺陷。要求表面光滑、无氧化皮、裂纹、划伤等缺陷。5.对材料厚度公差的要求对材料厚度公差的要求一定的厚度对应一定的模具间隙，材料厚度公差应符合国标。一定的厚度对应一定的模具间隙，材料厚度公差应符合国标。1 1常用冲压材料常用冲压材料金属板料：金属板料：黑色金属；有色金属黑色金属；有色金属 非金属板料：胶木板、橡

18、胶板、塑料板等非金属板料：胶木板、橡胶板、塑料板等1.3.2 常用冲压材料及下料方法常用冲压材料及下料方法 金属板料规格：钢带、钢板、纵切钢带等金属板料规格：钢带、钢板、纵切钢带等 钢板和钢带的尺寸范围钢板和钢带的尺寸范围（GB/T708-2006GB/T708-2006）1）钢板和钢带（含纵切钢带）的公称厚度为）钢板和钢带（含纵切钢带）的公称厚度为0.3mm4.0mm之间，公称厚度在之间，公称厚度在1mm以下的钢板和钢带有按以下的钢板和钢带有按0.05mm倍倍数的任何尺寸；公称厚度在数的任何尺寸；公称厚度在1mm以上的钢板和钢带有按以上的钢板和钢带有按0.1mm倍数的任何尺寸。倍数的任何尺寸

19、。2）钢板和钢带的公称宽度在）钢板和钢带的公称宽度在600mm2050mm之间，有按之间，有按10mm倍数的任何尺寸。倍数的任何尺寸。3）钢板的公称长度在）钢板的公称长度在1000mm6000mm之间，按之间，按50倍数的任倍数的任何尺寸。何尺寸。4）根据需方要求，经供需双方协商，可以供应其他尺寸的钢板）根据需方要求，经供需双方协商，可以供应其他尺寸的钢板和钢带。和钢带。2.冲压材料的下料方法冲压材料的下料方法（1 1）剪板机下料）剪板机下料 （2 2）圆盘剪床下料）圆盘剪床下料（3 3）其他下料方法）其他下料方法激光切割机激光切割机等离子切割机等离子切割机高压水切割机高压水切割机电火花线切割

20、机电火花线切割机电冲剪等电冲剪等 1.4 1.4 冲压设备冲压设备冲压设备的选用原则：冲压设备的选用原则： 冲压工序的性质：分离或成型工序冲压工序的性质：分离或成型工序 冲压力的大小：开式、闭式冲压力的大小：开式、闭式 模具结构形式模具结构形式 模具闭合高度、轮廓尺寸模具闭合高度、轮廓尺寸 生产批量生产批量 生产成本生产成本 产品质量产品质量 结合单位现有设备条件结合单位现有设备条件冲压设备类型冲压设备类型 按照滑块驱动力不同有机械压力机、液压机和气压机等；按照滑块驱动力不同有机械压力机、液压机和气压机等； 按照床身的结构不同有开式和闭式压力机等；按照床身的结构不同有开式和闭式压力机等； 按照

21、滑块数量不同有单动（一个滑块）、双动（按照滑块数量不同有单动（一个滑块）、双动（2 2个滑个滑 块）压力机等；块）压力机等； 按照连杆数量不同有单点（一个连杆）、双点（按照连杆数量不同有单点（一个连杆）、双点（2 2个连个连 杆）、四点（四个连杆）压力机等杆）、四点（四个连杆）压力机等 开式曲柄压力机开式曲柄压力机数控转塔冲床数控转塔冲床多工位压力机多工位压力机液压机液压机闭式单点曲柄压力机闭式单点曲柄压力机闭式双点曲柄压力机闭式双点曲柄压力机1.1.曲柄压力机工作原理及主要组成曲柄压力机工作原理及主要组成曲柄连杆机构：由曲轴，连杆和滑块一起组成曲柄连杆机构，曲柄连杆机构：由曲轴，连杆和滑块一

22、起组成曲柄连杆机构，其中连杆长度可调节，适合不同尺寸的模具。其中连杆长度可调节，适合不同尺寸的模具。（1 1）工作机构）工作机构（2 2）传动系统）传动系统 电动机、皮带、飞轮、齿轮等组合电动机、皮带、飞轮、齿轮等组合（3 3）操作系统）操作系统 空气分配系统、离合器、制动器、空气分配系统、离合器、制动器、 电气控制箱等电气控制箱等（4 4）支承部件）支承部件 机身：开式、闭式机身：开式、闭式（5 5）辅助系统）辅助系统 气路系统、润滑系统气路系统、润滑系统（6 6）附属装置）附属装置（1）型号）型号1）锻压机床类别：）锻压机床类别：J-机械压力机机械压力机D-锻机锻机Y-液压压力机液压压力机

23、A-剪切机剪切机Z-自动压力机自动压力机W-弯曲校压机弯曲校压机C-锤锤T-其它其它2）曲柄压力机代号说明）曲柄压力机代号说明 JB23-63A J-压力机类别压力机类别 B-变型设计代码变型设计代码 2-压力机的列别压力机的列别 3-压力机的级别压力机的级别 63-公称压力公称压力 A-改进设计号改进设计号 2.2.压力机的型号和技术参数压力机的型号和技术参数63T63T开式双柱可倾式第二种改进型压力机开式双柱可倾式第二种改进型压力机（2）技术参数）技术参数1）公称压力）公称压力F2）公称压力行程）公称压力行程SF3）滑块行程滑块行程S上死点上死点下死点下死点4）滑块行程次数）滑块行程次数n

24、上死点上死点下死点下死点上死点上死点5）压力机的闭合高度压力机的闭合高度6）工作台板及滑块底面尺寸）工作台板及滑块底面尺寸7）喉深）喉深C8）模柄孔尺寸）模柄孔尺寸指滑块在下死点前指滑块在下死点前某一位置滑块所具某一位置滑块所具有的压力。有的压力。1.5 1.5 冲模常用标准冲模常用标准1.1.国家标准（国家标准（GBGB或或GB/TGB/T，T T为推荐标准）为推荐标准）2.2.机械行业标准（机械行业标准（JB/TJB/T）标准查询网站：标准查询网站：http:/ 1.6 冲压技术的现状与发展冲压技术的现状与发展1.6.1 冲压技术的现状冲压技术的现状1冲压模具市场情况冲压模具市场情况2冲压

25、成形工艺与理论研究冲压成形工艺与理论研究3冲压模具设计与制造冲压模具设计与制造4冲压技术的数字化与信息化冲压技术的数字化与信息化5冲压设备及自动化冲压设备及自动化6冲压模具标准化及专业化冲压模具标准化及专业化1.6.2 冲压技术的发展趋势冲压技术的发展趋势1产品发展重点产品发展重点2技术发展重点技术发展重点3其他发展重点其他发展重点2.1 2.1 塑性成形基本概念塑性成形基本概念2.2 2.2 塑性成形力学基础塑性成形力学基础2.3 2.3 塑性成形基本规律塑性成形基本规律 第第2 2章章 冲压工艺基础理论冲压工艺基础理论能力要求能力要求 能利用冲压基本理论解释常见的冲压现象。能利用冲压基本理

26、论解释常见的冲压现象。 1. 1.弹性与弹性变形弹性与弹性变形 2. 2.塑性与塑性成形塑性与塑性成形 3. 3.塑性指标塑性指标 4. 4.变形抗力变形抗力 5. 5.内力与应力内力与应力2.1 2.1 塑性成形基本概念塑性成形基本概念同一变形条件下不同的材料具有不同的塑性，同一同一变形条件下不同的材料具有不同的塑性，同一种材料在不同的变形条件下又会出现不同的塑性种材料在不同的变形条件下又会出现不同的塑性。2.2 2.2 塑性成形力学基础塑性成形力学基础1.应力状态应力状态2.应变状态应变状态3.屈服准则（塑性条件）屈服准则（塑性条件）4.塑性变形时应力应变关系塑性变形时应力应变关系3种主应

27、变状态种主应变状态9种主应力状态种主应力状态2.3 塑性成形基本规律塑性成形基本规律1.1.加工硬化规律加工硬化规律 2.2.卸载弹性恢复规律卸载弹性恢复规律 3.3.最小阻力定律最小阻力定律4.4.塑性变形体积不变塑性变形体积不变定律定律 拉深翻孔胀形思考题思考题1.1.试说明冲压加工的含义试说明冲压加工的含义2.2.简述冲压加工的特点简述冲压加工的特点3.3.试说明冲压加工的种类试说明冲压加工的种类4.4.简述冲压技术的发展趋势简述冲压技术的发展趋势5.5.冲压对板料的基本要求有哪些？冲压对板料的基本要求有哪些？6.6.板料的力学性能对冲压成形性能有哪些影响？板料的力学性能对冲压成形性能有

28、哪些影响？7.7.常用的冲压原材料有哪几种规格？常用的冲压原材料有哪几种规格？8.8.试列举冲压加工设备的主要类型试列举冲压加工设备的主要类型9.9.冲床的主要技术参数与模具有怎样的关系？冲床的主要技术参数与模具有怎样的关系？ 第第2 2篇篇 冲压工艺与模具设计冲压工艺与模具设计第第3 3章章 冲裁工艺与模具设计冲裁工艺与模具设计第第4 4章章 弯曲工艺与模具设计弯曲工艺与模具设计第第5 5章章 拉深工艺与模具设计拉深工艺与模具设计第第6 6章章 成形工艺与模具设计成形工艺与模具设计第第7 7章章 冲压模具设计方法及设计实例冲压模具设计方法及设计实例第第3 3章章 冲裁工艺与模具设计冲裁工艺与

29、模具设计3.1 3.1 冲裁变形过程分析冲裁变形过程分析3.2 3.2 冲裁件质量分析及控制冲裁件质量分析及控制3.3 3.3 冲裁工艺计算冲裁工艺计算3.4 3.4 冲裁工艺设计冲裁工艺设计3.5 3.5 冲裁模总体结构设计冲裁模总体结构设计3.6 3.6 模具主要零件的设计与标准的选用模具主要零件的设计与标准的选用3.7 3.7 冲裁设备的选择与校核冲裁设备的选择与校核3.8 3.8 冲裁模设计举例冲裁模设计举例 能力要求能力要求能根据冲裁件的废品形式分析其产生的原因，能根据冲裁件的废品形式分析其产生的原因， 熟悉解决的措施。熟悉解决的措施。能独立完成单工序冲裁模、能独立完成单工序冲裁模、

30、23工序复合的复工序复合的复 合冲裁模、合冲裁模、3 3工位左右的级进冲裁模模具设计。工位左右的级进冲裁模模具设计。冲裁结束的标志：凸模冲裁结束的标志：凸模穿过板料进入凹模穿过板料进入凹模这就是这就是“冲裁冲裁”冲裁的概念冲裁的概念冲裁的概念冲裁的概念规则形状规则形状不规则形状不规则形状封闭轮廓封闭轮廓不封闭轮廓不封闭轮廓冲裁冲裁就是利用模具使板料的一部分与另一部分沿着一定的轮廓就是利用模具使板料的一部分与另一部分沿着一定的轮廓形状产生分离的一种冲压工序。简单地说形状产生分离的一种冲压工序。简单地说冲裁就是利用模具冲裁就是利用模具使板料产生分离的过程。使板料产生分离的过程。主要基本冲裁工序主要

31、基本冲裁工序：落料和冲孔落料和冲孔落料与冲孔均是利用模具使板料的一部分与另一部分沿落料与冲孔均是利用模具使板料的一部分与另一部分沿一一封闭封闭的轮廓线的轮廓线相分离。相分离。 落料的目的是得到封闭轮廓线以内的部分。落料的目的是得到封闭轮廓线以内的部分。 冲孔的目的是得到封闭轮廓线以外的部分。冲孔的目的是得到封闭轮廓线以外的部分。落料落料冲孔冲孔冲裁用的模具叫冲裁模冲裁用的模具叫冲裁模冲裁模特点：冲裁模特点：凸、凹模之间有间隙凸、凹模之间有间隙刃口锋利刃口锋利冲裁分类冲裁分类根据冲裁变形机理的不同，冲裁可分为：根据冲裁变形机理的不同，冲裁可分为：普通冲裁普通冲裁精密冲裁精密冲裁微冲裁微冲裁本章主

32、要讨论普通冲裁本章主要讨论普通冲裁3.1.1 冲裁过程板料受力情况分析冲裁过程板料受力情况分析3.1 3.1 冲裁变形过程分析冲裁变形过程分析模具与板料开始接触瞬间模具与板料开始接触瞬间 冲裁过程中冲裁过程中 3.1.2 3.1.2 冲裁变形过程冲裁变形过程1.弹性变形阶段弹性变形阶段2.塑性变形阶段塑性变形阶段3.断裂分离阶段断裂分离阶段模具间隙合适时，冲裁变形过程可分为：模具间隙合适时，冲裁变形过程可分为：冲头刚接触板料的初始阶段，发生弹性变形。冲头刚接触板料的初始阶段，发生弹性变形。 1.1.弹性变形阶段弹性变形阶段初始塌角（圆角）初始塌角（圆角）材料翘曲材料翘曲2.2.塑性变形阶段塑性

33、变形阶段更大的塌角更大的塌角塑性剪切塑性剪切光亮带光亮带内部应力达到极限内部应力达到极限刃口附近出现微裂纹刃口附近出现微裂纹3.3.断裂分离阶段断裂分离阶段产生粗糙而带有锥度的断裂带产生粗糙而带有锥度的断裂带毛刺形成毛刺形成重要结论重要结论(不考虑弹性回复）不考虑弹性回复）落料件尺寸落料件尺寸= = 凹模刃口尺寸凹模刃口尺寸冲孔件尺寸冲孔件尺寸= = 凸模刃口尺寸凸模刃口尺寸凸模行程凸模行程冲冲裁裁力力Fmax冲裁过程力的变化冲裁过程力的变化3.1.3 冲裁变形区位置冲裁变形区位置 冲裁变形区位于上、下刃口连线的纺锤形区冲裁变形区位于上、下刃口连线的纺锤形区冲裁件质量指：冲裁件质量指：断面质量

34、断面质量: : 垂直、光洁、毛刺小垂直、光洁、毛刺小 尺寸精度尺寸精度: :图纸规定的公差范围内图纸规定的公差范围内 形状误差形状误差: :外形满足图纸要求；表面平直，即拱弯小外形满足图纸要求；表面平直，即拱弯小3.2 3.2 冲裁件质量分析及控制冲裁件质量分析及控制塌角带塌角带a： 刃口附近的材料产生弯曲和拉伸变形。刃口附近的材料产生弯曲和拉伸变形。光亮带光亮带b： 塑性剪切变形。质量最好的区域。塑性剪切变形。质量最好的区域。断裂带断裂带c：裂纹形成及扩展。裂纹形成及扩展。毛毛 刺刺d： 间隙存在，裂纹产生不在刃尖，毛刺不可避免。间隙存在，裂纹产生不在刃尖，毛刺不可避免。正常间隙下，冲裁件断

35、面由四个部分组成：正常间隙下，冲裁件断面由四个部分组成：3.2.1 冲裁件断面特征及其影响因素冲裁件断面特征及其影响因素 1.冲裁件的断面特征冲裁件的断面特征冲裁件断面特征实物图片冲裁件断面特征实物图片质量最好的部分：光亮带质量最好的部分：光亮带毛刺产生的位置毛刺产生的位置 裂纹不对刃尖，而是在凸、凹模侧面稍上一点的位置裂纹不对刃尖，而是在凸、凹模侧面稍上一点的位置2.2.影响冲裁件断面质量的因素影响冲裁件断面质量的因素( () )材料性能的影响材料性能的影响( () )模具间隙的影响模具间隙的影响间隙过小，出现二次间隙过小，出现二次剪裂，产生第二剪裂，产生第二光亮带光亮带间隙过大，断面质量最

36、差间隙过大，断面质量最差间隙合适，上下裂纹重合，断面质量好间隙合适，上下裂纹重合，断面质量好间隙偏小，断面质量较好间隙偏小，断面质量较好间隙偏大，断面质量下降间隙偏大，断面质量下降间隙对剪切裂纹与断面质量的影响间隙对剪切裂纹与断面质量的影响间隙合理间隙合理间隙过小间隙过小间隙过大间隙过大( () )模具刃口状态的影响模具刃口状态的影响当凸模刃口磨钝时，则会在落料件上端产生毛刺；当凸模刃口磨钝时，则会在落料件上端产生毛刺；当凹模刃口磨钝时，则会在冲孔件的孔口下端产生毛刺；当凹模刃口磨钝时，则会在冲孔件的孔口下端产生毛刺；当凸、凹模刃口同时磨钝时，则冲裁件上、下端都会产当凸、凹模刃口同时磨钝时，则

37、冲裁件上、下端都会产 生毛刺。生毛刺。凸模磨钝凸模磨钝凹模磨钝凹模磨钝凸、凹模均磨钝凸、凹模均磨钝冲裁件的尺寸精度冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的实际尺寸与图纸上基本是指冲裁件的实际尺寸与图纸上基本 尺寸之差。尺寸之差。影响因素：影响因素：该该差值包括两方面的偏差差值包括两方面的偏差： 一是冲裁件相对于凸模或凹模尺寸的偏差一是冲裁件相对于凸模或凹模尺寸的偏差； 二是模具本身的制造偏差。二是模具本身的制造偏差。 （1）冲模的制造精度（模具零件加工和装配）冲模的制造精度（模具零件加工和装配）（2）材料的性质）材料的性质（3）冲裁间隙冲裁间隙3.2.2 冲裁件尺寸精度及其影响因素冲裁件尺寸精度及其影响因

38、素冲裁件的形状误差冲裁件的形状误差：指翘曲、扭曲、变形等缺陷。指翘曲、扭曲、变形等缺陷。翘曲翘曲是指冲裁件呈曲面不平现象。是指冲裁件呈曲面不平现象。变形变形是由于坯料的边缘冲孔或孔距太小等原因，是由于坯料的边缘冲孔或孔距太小等原因， 因挤压而产生的。因挤压而产生的。3.2.3 冲裁件形状误差及其影响因素冲裁件形状误差及其影响因素 3.2.4 冲裁件质量控制冲裁件质量控制1.模具工作部分尺寸偏差的控制模具工作部分尺寸偏差的控制2.模具间隙的控制模具间隙的控制3.冲裁材料的控制冲裁材料的控制4.其他方面因素的控制其他方面因素的控制3.3 3.3 冲裁工艺计算冲裁工艺计算 3.3.1 排样设计排样设

39、计1.排样与材料利用率排样与材料利用率排样排样是指是指冲裁件冲裁件在板料或条料上的布置方法。在板料或条料上的布置方法。合理的排样：合理的排样：提高材料利用率、降低成本，保证冲件质量提高材料利用率、降低成本，保证冲件质量 及提高模具寿命。及提高模具寿命。排样的优劣如否，排样的优劣如否，如何衡量？如何衡量？（1 1）排样）排样（2 2）材料利用率）材料利用率材料利用率材料利用率是指零件的实际面积与所用材料面积的百分比。是指零件的实际面积与所用材料面积的百分比。 一个步距内的材料利用率一个步距内的材料利用率一张板料一张板料( (或带料、条料或带料、条料) )上总的材料利用率：上总的材料利用率：废料的

40、种类：废料的种类：结构废料：结构废料：由工件的结构需要而产生，如冲孔废料由工件的结构需要而产生，如冲孔废料工艺废料：工艺废料：为完成冲压工艺而需要设置的废料，为完成冲压工艺而需要设置的废料，包括工件与工件之间，工件与条料侧边包括工件与工件之间，工件与条料侧边之间，定位孔、料头、料尾等。之间，定位孔、料头、料尾等。（3）提高材料利用率的方法）提高材料利用率的方法减少工艺废料的措施减少工艺废料的措施 设计合理的排样方案；设计合理的排样方案； 选择合适的板料规格和合理的裁板法选择合适的板料规格和合理的裁板法( (减少料头、料尾和减少料头、料尾和 边余料）；边余料）； 利用废料作小零件等。利用废料作小

41、零件等。利用结构废料的措施利用结构废料的措施当材料和厚度相同时，在尺寸允许的情况下，较小尺寸的当材料和厚度相同时，在尺寸允许的情况下，较小尺寸的 冲件可在较大尺寸冲件的废料中冲制出来。冲件可在较大尺寸冲件的废料中冲制出来。在使用条件许可下，也可以改变零件的结构形状，提高材在使用条件许可下，也可以改变零件的结构形状，提高材 料利用率。料利用率。改变结构形状提高材料利用率改变结构形状提高材料利用率哪种结构更有利于节省材料？哪种结构更有利于节省材料？2.2.排样类型排样类型排样形式排样形式排样形式的选择排样形式的选择 零件的形状零件的形状 零件精度零件精度 材料利用率材料利用率 模具结构模具结构 模

42、具寿命模具寿命 操作的方便与安全操作的方便与安全搭边：搭边：排样时，工件与工件之间，排样时，工件与工件之间， 工件与条（板）料边缘工件与条（板）料边缘 之间的工艺余料。有搭边之间的工艺余料。有搭边a1和侧搭边和侧搭边a之分。之分。（1）搭边及其作用）搭边及其作用3 3搭边、进距及料宽的确定搭边、进距及料宽的确定 用于定位；用于定位；补偿定位误差和剪板误差，确保冲出合格零件；补偿定位误差和剪板误差，确保冲出合格零件；增加条料刚度，方便条料送进，提高劳动生产率；增加条料刚度，方便条料送进，提高劳动生产率；提高模具寿命。提高模具寿命。搭边的作用搭边的作用AB搭边值的确定搭边值的确定确定原则：满足作用

43、的前提下取最小值，具体的可确定原则：满足作用的前提下取最小值，具体的可查阅相关的设计资料，如书中表查阅相关的设计资料，如书中表3-33-3（1）材料的力学性能：）材料的力学性能： 硬材料的搭边值可小一些；软材料、硬材料的搭边值可小一些；软材料、 脆材料的搭边值要大一些。脆材料的搭边值要大一些。（2）材料厚度：）材料厚度： 材料越厚，搭边值也越大。材料越厚，搭边值也越大。 （3）冲裁件的形状与尺寸：）冲裁件的形状与尺寸： 零件外形越复杂，圆角半径零件外形越复杂，圆角半径 越小，搭边值取大些。越小，搭边值取大些。（4）送料及挡料方式：）送料及挡料方式： 用手工送料，有侧压装置的搭边值用手工送料，有

44、侧压装置的搭边值 可以小一些。可以小一些。（5）卸料方式：弹性卸料比刚性卸料的搭边小一些。）卸料方式：弹性卸料比刚性卸料的搭边小一些。 （2 2）进距的确定）进距的确定 进距进距也称步距，是指模具每冲裁一次，条料在模具上前进的距离。也称步距，是指模具每冲裁一次，条料在模具上前进的距离。 （3 3）料宽的确定）料宽的确定条料宽度的确定与条料在模具中条料宽度的确定与条料在模具中的定位方式有关的定位方式有关:导料板和挡料销定位导料板和挡料销定位u导料板内带侧压装置导料板内带侧压装置u导料板内不带侧压装置导料板内不带侧压装置导料板和侧刃定位导料板和侧刃定位挡料销挡料销导料板导料板条料始终靠一边的导料板

45、送进，故：条料始终靠一边的导料板送进，故：1 1）有侧压装置时条料宽度的确定有侧压装置时条料宽度的确定裁板误差裁板误差2 2）无侧压装置时条料宽度的确定）无侧压装置时条料宽度的确定理想送料状态理想送料状态实际送料状态实际送料状态3）侧刃定位时条料宽度的确定）侧刃定位时条料宽度的确定 4 4）裁板方式）裁板方式分别计算分别计算纵纵、横横, 比较取大者。比较取大者。实际生产中还需考虑生产效率和操作方便等。实际生产中还需考虑生产效率和操作方便等。可纵裁可纵裁,亦可横裁亦可横裁轧制方向轧制方向5 5）排样图的绘制）排样图的绘制一张完整的排样图应标注条料宽度尺寸、步距一张完整的排样图应标注条料宽度尺寸、

46、步距S、工件间搭边和、工件间搭边和侧搭边。排样图通常画在总装配图右上角侧搭边。排样图通常画在总装配图右上角 。模具装配图的绘制要求模具装配图的绘制要求3.3.2 冲裁工艺力与压力中心的计算冲裁工艺力与压力中心的计算冲裁工艺力主要包括：冲裁工艺力主要包括： 冲裁力冲裁力 卸料力卸料力 推件力推件力 顶件力顶件力 冲裁力冲裁力是指冲裁时所需的压力。这里指冲裁过程中的最大值。是指冲裁时所需的压力。这里指冲裁过程中的最大值。用普通平刃口模具冲裁时，冲裁力用普通平刃口模具冲裁时，冲裁力F F一般一般按下式计算：按下式计算：注：注： F F 冲裁力；冲裁力； L L 剪切长度；剪切长度； t t 材料厚度

47、；材料厚度； 材料抗剪强度；材料抗剪强度； K K 安全系数。一般取安全系数。一般取K K1.3 1.3 F1.1.冲裁力的计算冲裁力的计算 “L L” 的含义的含义剪切长度剪切长度2.2.卸料力、推件力和顶件力的计算卸料力、推件力和顶件力的计算卸料力卸料力是指从凸模或凸凹模上将制件或废料卸下来所需的力是指从凸模或凸凹模上将制件或废料卸下来所需的力。推件力推件力是指从凹模内顺冲裁方向将制件或废料推出所需的力。是指从凹模内顺冲裁方向将制件或废料推出所需的力。 顶件力顶件力是指从凹模内逆冲裁方向将制件从凹模孔内顶出的力。是指从凹模内逆冲裁方向将制件从凹模孔内顶出的力。 K卸卸、K推推、K顶顶卸料力

48、、推件力、顶件力系数，见表卸料力、推件力、顶件力系数，见表3-83-8； n同时卡在凹模刃口内的冲裁件同时卡在凹模刃口内的冲裁件(或废料或废料)数。数。式中式中 h凹模洞口的直刃壁高度；凹模洞口的直刃壁高度； t板料厚度。板料厚度。卸料力卸料力推件力推件力顶件力顶件力F卸卸=K卸卸FF推推=nK推推FF顶顶=K顶顶F卸料力、推件力及顶件力的计算公式卸料力、推件力及顶件力的计算公式3.3.压力中心的计算压力中心的计算压力中心压力中心就是冲压合力的作用点。就是冲压合力的作用点。形状对称的冲裁件，其压力中心形状对称的冲裁件，其压力中心位于冲裁轮廓的几何中心上。位于冲裁轮廓的几何中心上。复复杂杂形形状

49、状工工件件或或多多凸凸模模冲冲裁裁件件的的冲冲裁裁压压力力中中心心，可可按按力力矩矩平平衡衡原原理理进行解析计算。进行解析计算。1）按按比比例例将将冲冲裁裁工工件件的的冲冲裁裁轮轮廓廓画画出。出。2）建立直角坐标系）建立直角坐标系xoy。3）将将冲冲裁裁件件的的冲冲裁裁轮轮廓廓分分解解为为若若干干直直线线段段和和圆圆弧弧段段L1、L2、 L3Ln等等基基本线段。本线段。4）计计算算各各基基本本线线段段的的长长度度及及其其重重心心到到坐坐标标轴轴x、y的的距距离离y1、y2、y3yn和和x1、x2、x3xn。5）计算压力中心坐标）计算压力中心坐标xc、yc。单凸模冲压复杂形状冲裁件压力中心计算单

50、凸模冲压复杂形状冲裁件压力中心计算多凸模冲压时压力中心的计算多凸模冲压时压力中心的计算1）按比例将各凸模的轮廓画出）按比例将各凸模的轮廓画出2）建立直角坐标系）建立直角坐标系xoy3）求出每个凸模的重心坐标（）求出每个凸模的重心坐标（xi，yi）4）计算各凸模的冲切长度）计算各凸模的冲切长度Li5）计算压力中心坐标）计算压力中心坐标xc、yc3.4 3.4 冲裁工艺设计冲裁工艺设计冲裁件的工艺性分析冲裁件的工艺性分析冲裁工艺方案确定冲裁工艺方案确定冲裁件的工艺性分析冲裁件的工艺性分析 冲裁件的工艺性冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。是从是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。是从产品设计角度提

51、出的要求。产品设计角度提出的要求。 冲裁工艺性好是指能用普通冲裁方法，在模具寿命和生产率冲裁工艺性好是指能用普通冲裁方法，在模具寿命和生产率较高、成本较低的条件下得到质量合格的冲裁件。较高、成本较低的条件下得到质量合格的冲裁件。 冲裁件的工艺性由其结构形状、精度要求、形位公差和技术冲裁件的工艺性由其结构形状、精度要求、形位公差和技术要求等方面决定。要求等方面决定。 1.1.冲裁件的结构工艺性冲裁件的结构工艺性 （1）冲裁件的结构尽可能简单、对称，尽可能有利于材料）冲裁件的结构尽可能简单、对称，尽可能有利于材料 的合理利用。的合理利用。对比两对比两种结构种结构（2）冲裁件的外形和内孔应避免尖锐的

52、清角，宜有适当的）冲裁件的外形和内孔应避免尖锐的清角，宜有适当的 圆角。圆角。（3）冲裁件上应避免窄长的悬臂和凹槽。一般凸出）冲裁件上应避免窄长的悬臂和凹槽。一般凸出 和凹入部分的宽度和凹入部分的宽度B 应大于或等于板厚应大于或等于板厚t 的的1.5 倍，即倍，即B1.5 t。 （4）孔边距、孔间距）孔边距、孔间距 应大于或等于板厚应大于或等于板厚t 的的1.5 倍。倍。（5）在弯曲件或拉深件上冲孔时，孔边与直壁之间应保持）在弯曲件或拉深件上冲孔时，孔边与直壁之间应保持 一定距离。一定距离。（6）冲孔时，孔的尺寸不应太小。）冲孔时，孔的尺寸不应太小。2.2.冲裁件的尺寸精度（冲裁件的尺寸精度（

53、表表3-113-11部分部分）（GB/T13914-2002）共分为共分为11级，用符号级，用符号ST表示，从表示，从ST1到到ST11逐级降低逐级降低 。表表3-12普通冲裁件公差等级选用普通冲裁件公差等级选用（GB/T13914-2002）3.冲裁件的断面粗糙度冲裁件的断面粗糙度 例例3-3 图示冲裁件，材料图示冲裁件，材料Q235，料厚，料厚2mm，试分析其冲裁，试分析其冲裁 工艺性。工艺性。分析：分析：（1）该冲裁件结构对称，无凹槽、悬臂、尖角等，符合冲裁）该冲裁件结构对称，无凹槽、悬臂、尖角等，符合冲裁 工艺要求工艺要求（2）由表）由表3-11和表和表3-12可知，内孔和外形尺寸的精

54、度以及孔可知，内孔和外形尺寸的精度以及孔 心距的精度等级均属于一般精度要求，采用普通冲裁即心距的精度等级均属于一般精度要求，采用普通冲裁即 可冲出。可冲出。（3）由图）由图3-42和表和表3-9可知，所冲孔的尺寸及孔边距和孔间可知，所冲孔的尺寸及孔边距和孔间 距尺寸均满足最小值要求距尺寸均满足最小值要求,可以采用复合冲压。可以采用复合冲压。（4）Q235是常用的冲压用材料，具有良好的冲压工艺性。是常用的冲压用材料，具有良好的冲压工艺性。 综上所述，该冲裁件的冲裁工艺性良好，适合冲压。综上所述，该冲裁件的冲裁工艺性良好，适合冲压。 在工艺分析的基础上，从结构、精度、尺寸、批量等在工艺分析的基础上

55、，从结构、精度、尺寸、批量等方面综合考虑，需解决：方面综合考虑，需解决：基本冲压工序基本冲压工序基本冲压工序的组合基本冲压工序的组合冲裁顺序的安排冲裁顺序的安排3.4.2 工艺方案的确定工艺方案的确定1.基本工序数的确定基本工序数的确定冲裁件所需的基本工序数可由其形状作直接判断。冲裁件所需的基本工序数可由其形状作直接判断。落料落料冲孔冲孔落料落料落料落料冲孔冲孔基本工序数确定举例基本工序数确定举例2.基本冲压工序的组合基本冲压工序的组合单工序冲裁单工序冲裁：在冲床的一次行程中，只能完成一道冲压工序：在冲床的一次行程中，只能完成一道冲压工序复合冲裁复合冲裁：只有一个工位，并在压力机的一次行程中，

56、同时：只有一个工位，并在压力机的一次行程中，同时完成两道或两道以上的冲压工序。完成两道或两道以上的冲压工序。级进冲裁级进冲裁：在压力机一次行程中，在送料方向连续排列的多：在压力机一次行程中，在送料方向连续排列的多个工位上同时完成多道冲压工序。个工位上同时完成多道冲压工序。与之对应的模具分别是单工序冲裁模、复合冲裁与之对应的模具分别是单工序冲裁模、复合冲裁模和级进冲裁模模和级进冲裁模只有一个工位，并在压力机的一次行程中，同时完成只有一个工位，并在压力机的一次行程中，同时完成两道或两道以上的冲裁工序的模具。两道或两道以上的冲裁工序的模具。 复合冲裁模复合冲裁模在压力机一次行程中，在送料方向连续排列

57、的多在压力机一次行程中，在送料方向连续排列的多个工位上同时完成多道冲裁工序的模具。个工位上同时完成多道冲裁工序的模具。 级进冲裁模级进冲裁模三种类型模具的比较三种类型模具的比较工序是否复合，如何选择？工序是否复合，如何选择？u结构、尺寸结构、尺寸u生产效率生产效率u精度精度u操作方便、安全操作方便、安全u生产批量生产批量u模具成本模具成本一般原则是：一般原则是：大量生产时采用复合或级进冲大量生产时采用复合或级进冲 压，小批量生产时宜采用单工压，小批量生产时宜采用单工 序模生产。序模生产。大型尺寸宜采用单工序或复合模大型尺寸宜采用单工序或复合模小尺寸且精度要求高，即使批量小尺寸且精度要求高，即使

58、批量 小也宜采用复合或级进模生产小也宜采用复合或级进模生产（1）级进冲裁的顺序安排）级进冲裁的顺序安排1）先冲孔（缺口或工件的结构废料），最后落料或切断，）先冲孔（缺口或工件的结构废料），最后落料或切断，将工件与条料分离。将工件与条料分离。2）采用定距侧刃时，侧刃切边工序一般安排在前，与首次）采用定距侧刃时，侧刃切边工序一般安排在前，与首次冲孔同时进行，以便控制送料进距，采用两个定距侧刃冲孔同时进行，以便控制送料进距，采用两个定距侧刃时，也可安排成一前一后。时，也可安排成一前一后。（2 2）多工序冲裁件用单工序冲裁时的顺序安排）多工序冲裁件用单工序冲裁时的顺序安排: : 1 1）先落料使坯料与

59、条料分离，再冲孔或冲缺口。）先落料使坯料与条料分离，再冲孔或冲缺口。 2 2）冲裁大小不同、相距较近的孔时，为减少孔的变形，）冲裁大小不同、相距较近的孔时，为减少孔的变形， 应先冲大孔后冲小孔。应先冲大孔后冲小孔。 3.冲裁顺序的安排冲裁顺序的安排级进冲压的工序顺序安排举例级进冲压的工序顺序安排举例4.冲裁工艺方案确定的基本步骤冲裁工艺方案确定的基本步骤分析产品的冲裁工艺性分析产品的冲裁工艺性列出所需的基本冲压工序列出所需的基本冲压工序列出可能的若干个方案列出可能的若干个方案分析比较得出最佳方案分析比较得出最佳方案冲压方案确定方法举例冲压方案确定方法举例例例3-4冲制图示零件，年产量冲制图示零

60、件，年产量300万件，要求制定其冲压万件，要求制定其冲压工艺方案。工艺方案。1）该冲裁件结构对称，无凹槽、悬臂、尖角等，符合冲裁）该冲裁件结构对称，无凹槽、悬臂、尖角等，符合冲裁工艺要求。工艺要求。2）由表）由表3-11和表和表3-12可知，内孔和外形尺寸的精度以及孔可知，内孔和外形尺寸的精度以及孔心距的精度等级均属于一般精度要求，采用普通冲裁即心距的精度等级均属于一般精度要求，采用普通冲裁即可冲出。可冲出。3）由图）由图3-42和表和表3-9可知，所冲孔的尺寸及孔边距和孔间可知，所冲孔的尺寸及孔边距和孔间距尺寸均满足最小值要求距尺寸均满足最小值要求,可以采用复合冲裁。可以采用复合冲裁。4）Q

61、235是常用的冲压用材料，具有良好的冲压工艺性。是常用的冲压用材料，具有良好的冲压工艺性。综上所述，该冲裁件的冲裁工艺性良好，适合冲压。综上所述，该冲裁件的冲裁工艺性良好，适合冲压。（1）分析冲压工艺性）分析冲压工艺性该零件需要落料、冲孔两个基本冲裁工序，根据上述工艺分析可该零件需要落料、冲孔两个基本冲裁工序，根据上述工艺分析可以列出以下三种工艺方案：以列出以下三种工艺方案：方案一：采用单工序模生产，即先落料，后冲孔。方案一：采用单工序模生产，即先落料，后冲孔。方案二：采用复合模生产，即落料方案二：采用复合模生产，即落料-冲孔同时进行。冲孔同时进行。方案三：采用级进模生产，即冲孔方案三：采用级

62、进模生产，即冲孔-落料连续完成。落料连续完成。（2）确定冲压工艺方案）确定冲压工艺方案（3）分析比较）分析比较方案一模具结构简单，但需两道工序、两副模具，生产率较低，方案一模具结构简单，但需两道工序、两副模具，生产率较低，难以满足大量生产时对效率的要求。方案二只需一副模具，冲难以满足大量生产时对效率的要求。方案二只需一副模具，冲裁件的形位精度和尺寸精度容易保证，生产率比方案一高，但裁件的形位精度和尺寸精度容易保证，生产率比方案一高，但模具结构较方案一复杂，操作较不方便。方案三也只需要一副模具结构较方案一复杂，操作较不方便。方案三也只需要一副模具，操作方便安全，生产率最高，模具结构较方案一复杂，

63、模具，操作方便安全，生产率最高，模具结构较方案一复杂，冲出的零件精度介于方案一和方案二之间，但由于产品本身的冲出的零件精度介于方案一和方案二之间，但由于产品本身的精度要求不高，因此能满足产品的精度要求。通过对上述三种精度要求不高，因此能满足产品的精度要求。通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案三为佳。方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案三为佳。3.5 冲裁模总体结构设计冲裁模总体结构设计3.5.1 冲裁模具的分类冲裁模具的分类模具装配模具装配图的一般图的一般画法：画法：明细表明细表标题栏标题栏技术要求技术要求3.5.2 冲裁模的典型结构冲裁模的典型结构 看图方法与步骤：看图方法

64、与步骤：模具结构图的看图方法模具结构图的看图方法看标题栏，了解模具名称看标题栏，了解模具名称看工件图看工件图看排样图，了解送料方向，进而知道定位零件的大概位置看排样图，了解送料方向，进而知道定位零件的大概位置看主视图看主视图找涂黑的料和工件找涂黑的料和工件找使板料成形的工作零件找使板料成形的工作零件找定位零件，结合俯视图找定位零件，结合俯视图找出件零件找出件零件找导向零件找导向零件找固定零件找固定零件单工序模单工序模也叫简单模，是指在压力机的一次行程中只也叫简单模，是指在压力机的一次行程中只完成一道冲压工序的模具。完成一道冲压工序的模具。1单工序模典型结构单工序模典型结构带刚性卸料装带刚性卸料

65、装置的落料模置的落料模 带弹性卸料装带弹性卸料装置的落料模置的落料模 带有弹性卸料和顶料装置的单工序落料模带有弹性卸料和顶料装置的单工序落料模有分离现象产生有分离现象产生冲孔模冲孔模侧向冲孔模侧向冲孔模斜楔式水平侧向冲孔模斜楔式水平侧向冲孔模2.级进模的典型结构级进模的典型结构级进模级进模又称连续模或跳步模，是指在压力机一次行程中，又称连续模或跳步模，是指在压力机一次行程中， 在送料方向连续排列的多个工位上同时完成多道冲在送料方向连续排列的多个工位上同时完成多道冲 压工序的模具压工序的模具冲孔、落料级进模冲孔、落料级进模用导正销定用导正销定距的冲孔落距的冲孔落料级进模料级进模双侧刃定距双侧刃定

66、距的冲孔落料的冲孔落料级进模级进模侧刃和导正销联合侧刃和导正销联合定距的级进冲裁模定距的级进冲裁模复合模复合模是指只有一个工位，并在压力机的一次行程中，同时是指只有一个工位，并在压力机的一次行程中，同时 完成两道或两道以上的冲压工序的模具完成两道或两道以上的冲压工序的模具 倒装复合模倒装复合模 正装复合模正装复合模 3.3.复合模的典型结构复合模的典型结构正、倒装复合模比较正、倒装复合模比较正装式复合模正装式复合模1-打杆打杆 2-模柄模柄 3-推板推板 4-推杆推杆 5-卸料螺钉卸料螺钉 6-凸凹模凸凹模 7-卸料板卸料板 8-落料凹模落料凹模 9- -顶件块顶件块 10- -带带肩顶杆肩顶

67、杆 11- -冲冲孔凸模孔凸模 12- -挡挡料销料销 13- -导料导料销销 1-下模座下模座 2-卸料螺钉卸料螺钉 3-导柱导柱 4-固定板固定板 5-橡胶橡胶 6-导料销导料销 7-落料凹模落料凹模 8-推件块推件块 9-固定板固定板 10-导套导套 11-垫板垫板 12、20-销钉销钉 13-上模座上模座 14-模柄模柄 15-15-打杆打杆 1616、21-21-螺钉螺钉 17-17-冲孔凸模冲孔凸模 18-18-凸凹模凸凹模 19-19-卸料板卸料板 22-22-挡料销挡料销 倒装式复合模倒装式复合模切边冲孔复合模切边冲孔复合模带有刚带有刚-弹性推件装置的倒装复合模弹性推件装置的倒

68、装复合模3.5.3 冲裁模的类型选择冲裁模的类型选择 对于单工序模，由于正装结构的模具出件方便，优先采用对于单工序模，由于正装结构的模具出件方便，优先采用正装结构；正装结构； 对于复合模，由于倒装复合模操作方便安全，实际生产中对于复合模，由于倒装复合模操作方便安全，实际生产中优先考虑倒装结构。当所冲板料较薄、孔间距稍小、对工件的优先考虑倒装结构。当所冲板料较薄、孔间距稍小、对工件的平面度又有要求时，应选择正装结构的复合模。平面度又有要求时，应选择正装结构的复合模。 在大批量生产中小型件时，广泛采用带有自动送料的级进在大批量生产中小型件时，广泛采用带有自动送料的级进模，以节省人工并提高生产效率。

69、模，以节省人工并提高生产效率。3.6 模具主要零件的设计与标准的选用模具主要零件的设计与标准的选用工艺结构零件：工艺结构零件：工作零件：凸模、凹模、凸凹模、侧刃工作零件：凸模、凹模、凸凹模、侧刃定位零件：导料板、挡料销、导正销等定位零件：导料板、挡料销、导正销等卸料及推件零件：卸料板、推件块、顶件块、废料切断刀卸料及推件零件：卸料板、推件块、顶件块、废料切断刀 辅助结构零件：辅助结构零件：导向零件：导柱、导套、导板导向零件：导柱、导套、导板固定零件：固定板、垫板、模柄、上模座、下模座、螺钉、固定零件：固定板、垫板、模柄、上模座、下模座、螺钉、 销钉等销钉等3.6.1 工作零件的设计与标准的选用

70、工作零件的设计与标准的选用凸模凸模凹模凹模凸凹模凸凹模侧刃侧刃作用是使材料产生分离，得到所需冲裁件形状和尺寸作用是使材料产生分离，得到所需冲裁件形状和尺寸（这里根据习惯仍将侧刃放在定位零件一节讲授）（这里根据习惯仍将侧刃放在定位零件一节讲授）1模具间隙的确定模具间隙的确定冲裁模具间隙冲裁模具间隙是指冲裁模具中凹模与凸模刃口侧壁之间的是指冲裁模具中凹模与凸模刃口侧壁之间的距离，用符号距离，用符号c表示，是指单面间隙表示，是指单面间隙。（。（GB/T16743-2010）（1）间隙对冲裁过程的影响）间隙对冲裁过程的影响1）间隙）间隙C对零件质量的影响对零件质量的影响适当降低间隙值，可有效提高冲裁件

71、的断面质量。适当降低间隙值，可有效提高冲裁件的断面质量。2）间隙）间隙C对冲裁工艺力的影响对冲裁工艺力的影响C增大增大，冲裁力，冲裁力F冲冲有一定程度降低。有一定程度降低。C增大，增大，F卸卸、F推推、F顶顶减小，则总的冲压力下降。减小，则总的冲压力下降。反之，当反之，当Z减小时，各冲裁工艺力都会增加，则总减小时，各冲裁工艺力都会增加，则总冲压力增加。冲压力增加。模具的失效形式：磨损、凹模刃口涨裂、崩刃、变形等。模具的失效形式：磨损、凹模刃口涨裂、崩刃、变形等。间隙间隙C C主要影响模具的磨损、刃口涨裂。主要影响模具的磨损、刃口涨裂。C增大时，由于冲裁工艺力均减小，使得模具的磨损减小，凹增大时

72、，由于冲裁工艺力均减小，使得模具的磨损减小，凹模刃口涨裂减小，因此寿命提高。反之寿命缩短。模刃口涨裂减小，因此寿命提高。反之寿命缩短。 3 3）间隙）间隙C C对模具寿命的影响对模具寿命的影响分析结果：分析结果：提高制件质量需要较小的模具间隙。提高制件质量需要较小的模具间隙。降低冲压力需要较大的模具间隙。降低冲压力需要较大的模具间隙。提高模具寿命需要较大的模具间隙。提高模具寿命需要较大的模具间隙。？（2）合理间隙值的确定）合理间隙值的确定1 1）合理间隙值的理论计算）合理间隙值的理论计算依据：上下刃口处产生的裂纹重合，模具间隙合理依据：上下刃口处产生的裂纹重合，模具间隙合理2 2）查表确定法）

73、查表确定法 表表3-193-19 表表3-203-20表表3-19金属板料冲裁间隙分类金属板料冲裁间隙分类表表3-20金属板料冲裁间隙值金属板料冲裁间隙值（GB/T16743-2010）（3）冲裁间隙选用方法）冲裁间隙选用方法选用金属板料冲裁间隙时，应针对冲裁件技术要求、选用金属板料冲裁间隙时，应针对冲裁件技术要求、使用特点和特定的生产条件等因素，首先按表使用特点和特定的生产条件等因素，首先按表3-19确定拟采用的间隙类别，然后按表确定拟采用的间隙类别，然后按表3-20相应选取该相应选取该类间隙值。类间隙值。新模具的间隙应取间隙值中的最小值新模具的间隙应取间隙值中的最小值2.凸、凹模刃口尺寸及

74、公差的确定凸、凹模刃口尺寸及公差的确定（1）凸、凹模刃口尺寸的计算原则）凸、凹模刃口尺寸的计算原则）落料时，选凹模作基准，首先设计凹模刃口尺寸，间隙通过减小凸模刃）落料时，选凹模作基准，首先设计凹模刃口尺寸，间隙通过减小凸模刃口尺寸得到。口尺寸得到。2）冲孔时，选凸模作基准，首先设计凸模刃口尺寸，间隙通过增大凹模刃）冲孔时，选凸模作基准，首先设计凸模刃口尺寸，间隙通过增大凹模刃口尺寸得到。口尺寸得到。3）取磨损后尺寸增大的基准模刃口尺寸等于或接近于工件的最小极限尺寸；）取磨损后尺寸增大的基准模刃口尺寸等于或接近于工件的最小极限尺寸；取磨损后尺寸减小的基准模刃口尺寸等于或接近于工件的最大极限尺寸

75、。取磨损后尺寸减小的基准模刃口尺寸等于或接近于工件的最大极限尺寸。对磨损前后尺寸不发生变化的刃口尺寸取其等于工件的尺寸。对磨损前后尺寸不发生变化的刃口尺寸取其等于工件的尺寸。4）工件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造公差原则上按）工件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造公差原则上按“入体入体”原则标注为原则标注为单向偏差，即落料件和凸模刃口尺寸标注成单向负偏差，冲孔件和凹模刃单向偏差，即落料件和凸模刃口尺寸标注成单向负偏差，冲孔件和凹模刃口尺寸标注成单向正偏差，磨损后无变化的尺寸，一般标注双向偏差。口尺寸标注成单向正偏差，磨损后无变化的尺寸，一般标注双向偏差。（2）刃口尺寸计算方法）刃口尺寸计算方法刃口尺寸

76、计算方法与模具加工方法有关，模具加工方法刃口尺寸计算方法与模具加工方法有关，模具加工方法常见的有两种：常见的有两种：分别加工法分别加工法配合加工法配合加工法两种模具加工方法比较两种模具加工方法比较1）凸模与凹模分别加工）凸模与凹模分别加工磨损系数磨损系数x值值表2.12磨损系数x材料厚材料厚度度t/mm非圆形工件非圆形工件x值值圆形工件圆形工件x值值10.750.50.750.5工工 件件 公公 差差 /mm10.160.170.350.360.160.16120.200.210.410.420.200.20240.240.250.490.5040.300.310.590.60l1l2lr0r

77、1r2r弯曲方式弯曲方式a）自由弯曲）自由弯曲b）校正弯曲）校正弯曲a1b14.1.2 弯曲变形特点弯曲变形特点 弯曲后弯曲后弯曲前弯曲前宽板弯曲宽板弯曲窄板弯曲窄板弯曲弯曲毛坯的横截面变化情况弯曲毛坯的横截面变化情况弯曲变形区的变形特点弯曲变形区的变形特点工件分成了直边和圆角两个部分，变形主要发生在圆角部分，工件分成了直边和圆角两个部分，变形主要发生在圆角部分，圆角是弯曲变形的主要变形区圆角是弯曲变形的主要变形区。变形区变形不均匀：外区切向受拉伸长；内区切向受压缩短，变形区变形不均匀：外区切向受拉伸长；内区切向受压缩短，出现出现应变中性层应变中性层变形前后长度不发生变化的金变形前后长度不发生

78、变化的金属层。属层。变形区厚度变薄，变形区厚度变薄，t/t1，变薄程度与，变薄程度与r 的大小有关。的大小有关。横截面的变化：宽板不变，窄板内区变宽、外区变窄。横截面的变化：宽板不变，窄板内区变宽、外区变窄。4.1.3 弯曲变形区的应力应变状态弯曲变形区的应力应变状态4.2 弯曲件质量分析及控制弯曲件质量分析及控制4.2.1弯裂弯裂4.2.2回弹回弹4.2.3偏移偏移4.2.4板料横截面的畸变和翘曲变形板料横截面的畸变和翘曲变形4.2.5变形区变薄和弯曲件长度增加变形区变薄和弯曲件长度增加弯裂弯裂是指弯曲变形区外层材料产生裂纹的现象。是指弯曲变形区外层材料产生裂纹的现象。产生弯裂的主要原因是弯

79、曲变形程度超出被弯材料的成形极产生弯裂的主要原因是弯曲变形程度超出被弯材料的成形极限。限。弯裂可以避免。弯裂可以避免。4.2.1 弯裂弯裂1.弯曲变形程度弯曲变形程度 r/t表示弯曲变形程度大小。表示弯曲变形程度大小。r/t越小，弯曲变形程度越大，有一最小相对弯曲半径越小，弯曲变形程度越大，有一最小相对弯曲半径rmin/t2.最小相对弯曲半径及其影响因素最小相对弯曲半径及其影响因素1)1)材料的力学性能：塑性好，材料的力学性能：塑性好， r rminmin/t/t小。小。2)2)板料的纤维方向：弯曲线与板料的纤维方向：弯曲线与纤维方向垂直，纤维方向垂直，r rminmin/t/t小小最小相对弯

80、曲半径最小相对弯曲半径是指板料弯曲时最外层纤维濒于拉裂时的是指板料弯曲时最外层纤维濒于拉裂时的弯曲半径与板料厚度的比值弯曲半径与板料厚度的比值影响最小相对弯曲半径的因素：影响最小相对弯曲半径的因素：3)3)板料的表面质量和侧边质量：表面质量和侧面质量好，板料的表面质量和侧边质量：表面质量和侧面质量好， r rminmin/t/t小小4)4)板料的厚度薄：板料的厚度薄： r rminmin/t/t小小 3.最小弯曲半径的值最小弯曲半径的值见表见表4-2（1）弯曲变形区的内圆角半径）弯曲变形区的内圆角半径r 称为称为弯曲半径。弯曲半径。（2）弯曲半径与板料厚度的比值）弯曲半径与板料厚度的比值r/t

81、 称为称为相对弯曲半径。相对弯曲半径。（3）弯曲时板料最外层纤维濒于拉裂时的弯曲半径称为）弯曲时板料最外层纤维濒于拉裂时的弯曲半径称为最小最小弯曲半径弯曲半径rmin。（4）最小弯曲半径与板料厚度的比值称为）最小弯曲半径与板料厚度的比值称为最小相对弯曲半径最小相对弯曲半径rmin/t。（5）制件被弯曲加工的角度，即弯曲后制件直边夹角的补角）制件被弯曲加工的角度，即弯曲后制件直边夹角的补角 1称为称为弯曲角。弯曲角。（6）弯曲后制件直边夹角的对角）弯曲后制件直边夹角的对角称为称为弯曲中心角弯曲中心角。（7）弯曲后制件直边的夹角）弯曲后制件直边的夹角称为称为弯曲件角度弯曲件角度。弯曲工艺各参数定义

82、：弯曲工艺各参数定义： 4.控制弯裂的措施控制弯裂的措施（1）选择塑性好的材料进行弯曲，对冷作硬化的材料在弯）选择塑性好的材料进行弯曲，对冷作硬化的材料在弯曲前进行退火处理。曲前进行退火处理。（2）采用）采用r/t大于大于rmin/t的弯曲。的弯曲。（3）排样时，使弯曲线与板料的纤维组织方向垂直。）排样时，使弯曲线与板料的纤维组织方向垂直。（4）将有毛刺的一面朝向弯曲凸模一侧，或弯曲前去除毛）将有毛刺的一面朝向弯曲凸模一侧，或弯曲前去除毛刺。避免弯曲毛坯外侧有任何划伤、裂纹等缺陷。刺。避免弯曲毛坯外侧有任何划伤、裂纹等缺陷。4.2.2 回弹回弹弯曲回弹弯曲回弹是指弯曲件从模具中取出时，其形状和

83、尺寸变得与模是指弯曲件从模具中取出时，其形状和尺寸变得与模具不一致的现象，具不一致的现象，简称回弹或弹复或回跳简称回弹或弹复或回跳。回弹的原因是塑性弯曲时的回弹的原因是塑性弯曲时的总变形是由塑性变形和弹性总变形是由塑性变形和弹性变形两部分组成，当外载荷变形两部分组成，当外载荷去除后，塑性变形保留下来，去除后，塑性变形保留下来，而弹性变形会完全消失。而弹性变形会完全消失。1.回弹的表现形式回弹的表现形式（）弯曲半径的改变，由加载时的（）弯曲半径的改变，由加载时的rp变为卸载时的变为卸载时的r（）弯曲件角度的改变，改变量：（）弯曲件角度的改变，改变量：当当时，称为正回弹时，称为正回弹当当时，称为负

84、回弹时，称为负回弹1 1）材料的力学性能）材料的力学性能: :屈服极限越大、硬化指数越高，回弹量越大；屈服极限越大、硬化指数越高，回弹量越大； 弹性模量越大，回弹越小。弹性模量越大，回弹越小。2 2）相对弯曲半径）相对弯曲半径: :越大，回弹越大。越大，回弹越大。3 3）弯曲中心角）弯曲中心角: :越大，变形区的长度越长，回弹积累值也越大，越大，变形区的长度越长，回弹积累值也越大， 故回弹增加。故回弹增加。4 4）弯曲方式）弯曲方式 ：校正弯曲的回弹比自由弯曲时大为减小。校正弯曲的回弹比自由弯曲时大为减小。5 5）工件形状：）工件形状： 形状越复杂、一次弯曲的角度越多，回弹越小。形状越复杂、一

85、次弯曲的角度越多，回弹越小。6 6）模具结构：）模具结构： 带底凹模的回弹小。带底凹模的回弹小。2.影响回弹的因素影响回弹的因素 3.减少回弹的措施减少回弹的措施（1 1）改进弯曲件的设计并合理选材）改进弯曲件的设计并合理选材 1）尽量避免选用过大的）尽量避免选用过大的r/t。2）尽量选用屈服极限小、硬化指数小、弹性模量大的板料）尽量选用屈服极限小、硬化指数小、弹性模量大的板料进行弯曲。进行弯曲。（2 2）采取适当的弯曲工艺）采取适当的弯曲工艺, ,改变变形区的应力应变状态。改变变形区的应力应变状态。1 1）采用校正弯曲代替自由弯曲。）采用校正弯曲代替自由弯曲。2 2）采用拉弯工艺）采用拉弯工

86、艺3 3）对冷作硬化的材料须先退火，使其屈服点）对冷作硬化的材料须先退火，使其屈服点s s 降低。对回降低。对回 弹较大的材料，必要时可采用加热弯曲。弹较大的材料，必要时可采用加热弯曲。（3 3）合理设计弯曲模）合理设计弯曲模1）补偿法）补偿法2）将模具做成局部突起）将模具做成局部突起3）软模法）软模法4.2.3 偏移偏移 偏移偏移是指弯曲过程中板料毛坯在模具中发生移动的现象。是指弯曲过程中板料毛坯在模具中发生移动的现象。 偏移的结果使弯曲件两直边的长度不符合图纸要求，因此必偏移的结果使弯曲件两直边的长度不符合图纸要求，因此必须消除偏移现象。须消除偏移现象。1.产生偏移的原因产生偏移的原因（1

87、）弯曲件坯料形状左右不对称。）弯曲件坯料形状左右不对称。（2）坯料定位不稳定，压料效果不理想。）坯料定位不稳定，压料效果不理想。（3）模具结构左右不对称。）模具结构左右不对称。2.控制偏移的措施控制偏移的措施1）选择可靠的定位和压料方式，采用合适的模具结构）选择可靠的定位和压料方式，采用合适的模具结构2）对于小型不对称的弯曲件采用成对弯曲再剖切的工艺）对于小型不对称的弯曲件采用成对弯曲再剖切的工艺4.2.4 板料横截面的畸变和翘曲变形板料横截面的畸变和翘曲变形4.2.5 变形区变薄和弯曲后长度增加变形区变薄和弯曲后长度增加使得弯曲件毛坯尺寸难以精确确定。使得弯曲件毛坯尺寸难以精确确定。弯曲模设

88、计步骤是先设计弯曲模，再设计落料模。弯曲模设计步骤是先设计弯曲模，再设计落料模。4.3 弯曲工艺计算弯曲工艺计算4.3.1 弯曲件毛坯尺寸的计算弯曲件毛坯尺寸的计算1.应变中性层的位置应变中性层的位置应变中性层应变中性层是指弯曲变形前后长度保持不变的金属层。或弯曲是指弯曲变形前后长度保持不变的金属层。或弯曲变形区切向应变为零的金属层。变形区切向应变为零的金属层。2.弯曲件毛坯长度的计算弯曲件毛坯长度的计算（1 1）圆角半径圆角半径r r 0.5t0.5t的弯曲件的弯曲件 1 1）从弯曲件一端开始，将其分成若干段直线段和圆弧段。）从弯曲件一端开始，将其分成若干段直线段和圆弧段。（2 2）圆角半径

89、）圆角半径r0.5trr+2t（3）弯曲件孔边距离应满足：）弯曲件孔边距离应满足：弯曲直角时，弯曲直角时，lmin=r+2t3.对弯曲件的精度要求对弯曲件的精度要求弯曲件的尺寸公差须符合弯曲件的尺寸公差须符合GB/T13914-2002，角度公差符合角度公差符合GB/T13915-2002，未注形位公差符合未注形位公差符合GB/T13916-2002，未注形位公差尺寸的极限偏差符合未注形位公差尺寸的极限偏差符合GB/T15055-20074.对弯曲件的材料要求对弯曲件的材料要求弯曲件的材料要具有良好的塑性，较小的屈强比，弯曲件的材料要具有良好的塑性，较小的屈强比，较大的弹性模量较大的弹性模量5

90、.对尺寸标注的要求对尺寸标注的要求3.4.2 弯曲件的工序安排弯曲件的工序安排）形状简单的弯曲件：采用一次弯曲成形。）形状简单的弯曲件：采用一次弯曲成形。 形状复杂的弯曲件：采用二次或多次弯曲成形。形状复杂的弯曲件：采用二次或多次弯曲成形。）批量大而尺寸较小的弯曲件：尽可能采用级进模或复合模。）批量大而尺寸较小的弯曲件：尽可能采用级进模或复合模。）需多次弯曲时：先弯两端，后弯中间部分，前次弯曲应考虑）需多次弯曲时：先弯两端，后弯中间部分，前次弯曲应考虑 后次弯曲有可靠的定位，后次弯曲不能影响前次已成形的形后次弯曲有可靠的定位，后次弯曲不能影响前次已成形的形 状。状。）弯曲件形状不对称时：尽量成

91、对弯曲，然后再剖切。）弯曲件形状不对称时：尽量成对弯曲，然后再剖切。典型弯曲件的工序安排典型弯曲件的工序安排一次弯曲一次弯曲二次弯曲二次弯曲第一次弯曲第一次弯曲第二次弯曲第二次弯曲三次弯曲三次弯曲第一次弯曲第一次弯曲第二次弯曲第二次弯曲第三次弯曲第三次弯曲四次弯曲四次弯曲第一次弯曲第一次弯曲第二次弯曲第二次弯曲第三次弯曲第三次弯曲第四次弯曲第四次弯曲弯曲件的工序安排比较灵活弯曲件的工序安排比较灵活工件的形状工件的形状精度要求精度要求批量大小批量大小一次弯曲一次弯曲2 2次弯曲次弯曲4 4次弯曲次弯曲弯曲模的结构分析弯曲模的结构分析弯曲模的零件设计弯曲模的零件设计3.5 弯曲模设计弯曲模设计4.

92、5.1 弯曲模类型及结构弯曲模类型及结构1.V形件弯曲模形件弯曲模形件精弯模形件精弯模1-1-凸模凸模2-2-定位板定位板3-3-活动凹模活动凹模4-4-支撑板支撑板5-5-顶杆顶杆V V形精弯模形精弯模形件精弯模形件精弯模2.L形件弯曲模形件弯曲模3.U形件弯曲模形件弯曲模U形弯曲模形弯曲模闭角形件的弯曲模闭角形件的弯曲模闭角形弯曲件模具一闭角形弯曲件模具一1 1凸模凸模2 2转动凹模转动凹模3 3弹簧弹簧 闭角形弯曲件模具二闭角形弯曲件模具二闭角形弯曲件模具二闭角形弯曲件模具二4四角形件弯曲模四角形件弯曲模四角形件一次成形弯曲模四角形件一次成形弯曲模四角形件两次成形弯曲模四角形件两次成形弯

93、曲模1 1凸凹模凸凹模2 2凹模凹模 3 3活动凸模活动凸模4 4顶杆顶杆 5-下模座下模座 6-定位板定位板 7-推件块推件块 8-推杆推杆四角形件复合弯曲模四角形件复合弯曲模四角形件复合弯曲模四角形件复合弯曲模带摆块的四角形件弯曲模带摆块的四角形件弯曲模1 1凹模凹模 2 2活动凸模活动凸模 3 3摆块摆块 4 4垫板垫板 5 5推件块推件块凹模摆动四角形件弯曲模凹模摆动四角形件弯曲模5.Z形件弯曲模形件弯曲模 Z形件一次弯曲模形件一次弯曲模分左右两步弯曲分左右两步弯曲Z形件的弯曲模形件的弯曲模分左右两步弯曲分左右两步弯曲Z形件的弯曲模形件的弯曲模6.圆形件弯曲模圆形件弯曲模小小圆圆2 2

94、次次弯弯曲曲模模第一次弯曲第一次弯曲U U形形第一次弯卷圆第一次弯卷圆小圆一次弯曲模小圆一次弯曲模小圆一次弯曲模小圆一次弯曲模1 1支撑支撑 2 2凸模凸模 3 3摆动凹模摆动凹模 4 4顶板顶板带摆动凹模圆形件一次弯曲成形模带摆动凹模圆形件一次弯曲成形模带摆动凹模大圆形件一次弯曲成形模带摆动凹模大圆形件一次弯曲成形模两道工序弯曲大圆两道工序弯曲大圆首次弯曲首次弯曲二次弯曲二次弯曲三道工序弯曲大圆三道工序弯曲大圆首次弯曲首次弯曲二次弯曲二次弯曲三次弯曲三次弯曲铰链件分铰链件分2 2次弯曲模次弯曲模7.铰链件弯曲模铰链件弯曲模铰链件一次弯曲模铰链件一次弯曲模8.其它弯曲模其它弯曲模（1）切断弯曲

95、复合模）切断弯曲复合模（2）级进弯曲模）级进弯曲模级进弯曲模级进弯曲模（1）凸模圆角半径）凸模圆角半径（2）凹模圆角半径）凹模圆角半径（3）凹模深度）凹模深度（4）凸凹模间隙）凸凹模间隙（5）U形弯曲凸、凹形弯曲凸、凹模的宽度尺寸模的宽度尺寸4.5.2 弯曲模具零件设计弯曲模具零件设计1.工作零件的设计工作零件的设计（1）凸模圆角半径）凸模圆角半径凹模圆角半径的大小影响弯曲过程中凹模圆角半径的大小影响弯曲过程中的弯曲力、弯曲模寿命和弯曲件质量。的弯曲力、弯曲模寿命和弯曲件质量。（2 2）凹模圆角半径）凹模圆角半径（3）凹模深度）凹模深度（4）凸、凹模间隙）凸、凹模间隙c凸、凹模间隙大小影响到弯

96、曲力、弯曲模寿命和弯凸、凹模间隙大小影响到弯曲力、弯曲模寿命和弯曲件质量。曲件质量。V V形弯曲件的模具间隙不需要设计，可通形弯曲件的模具间隙不需要设计，可通过调整压力机闭合高度得到过调整压力机闭合高度得到钢板钢板c=（1.051.15）t有色金属有色金属c=（11.1）t当对弯曲件的精度要求较高时，间隙值应适当减小，当对弯曲件的精度要求较高时，间隙值应适当减小，可以取可以取c=t。（5）U形弯曲凸、凹模的宽度尺寸形弯曲凸、凹模的宽度尺寸2.定位零件的设计定位零件的设计 由于送进弯曲模的毛坯是单个毛坯，因此弯曲模中使由于送进弯曲模的毛坯是单个毛坯，因此弯曲模中使用的定位零件是定位板或定位销。用

97、的定位零件是定位板或定位销。3.压料、卸料、送料零件设计压料、卸料、送料零件设计刚性接触刚性接触4.固定零件的设计固定零件的设计 包括：模柄、上模座、下模座、导柱、导套、垫板、包括：模柄、上模座、下模座、导柱、导套、垫板、 固定板、螺钉、销钉等，参考冲裁模设计。固定板、螺钉、销钉等，参考冲裁模设计。练习练习3 3加工图示零件，试绘制出具有典型结构的弯曲模装配图，要加工图示零件，试绘制出具有典型结构的弯曲模装配图，要求采用导柱导套导向、刚性推件装置推件、顶件装置顶件，求采用导柱导套导向、刚性推件装置推件、顶件装置顶件，定位板定位。定位板定位。复习思考题一复习思考题一1.什么是弯曲？什么是弯曲？2

98、.简述弯曲变形特点。简述弯曲变形特点。3.什么是应变中性层？什么是应变中性层？4.什么是弯曲半径？什么是弯曲半径？5.什么是最小相对弯曲半径？什么是最小相对弯曲半径？6.什么是弯曲角？什么是弯曲角？7.什么是弯曲中心角？什么是弯曲中心角？复习思考题二复习思考题二1.什么是回弹？简述回弹的表现、回弹的原因、减小回弹的什么是回弹？简述回弹的表现、回弹的原因、减小回弹的措施。措施。2.什么是弯裂？简述弯裂的原因。什么是弯裂？简述弯裂的原因。3.什么是偏移？简述克服偏移的措施。什么是偏移？简述克服偏移的措施。4.什么是最小相对弯曲半径？简述影响最小相对弯曲半径的什么是最小相对弯曲半径？简述影响最小相对

99、弯曲半径的因素。因素。5.5.简述弯曲凹模圆角半径对弯曲过程的影响。简述弯曲凹模圆角半径对弯曲过程的影响。6.6.简述弯曲模具间隙对弯曲过程的影响。简述弯曲模具间隙对弯曲过程的影响。第第5 5章章 拉深工艺与模具设计拉深工艺与模具设计 5.1 拉深变形过程分析拉深变形过程分析5.2 拉深件质量分析及控制拉深件质量分析及控制5.3 拉深工艺计算拉深工艺计算5.4 拉深工艺设计拉深工艺设计5.5 拉深模具设计拉深模具设计5.6 拉深模设计举例拉深模设计举例能根据拉深件的废品形式分析其产生的原因，能根据拉深件的废品形式分析其产生的原因，熟悉解决的措施。熟悉解决的措施。能完成典型拉深件的工艺与模具设计

100、。能完成典型拉深件的工艺与模具设计。能力要求能力要求拉深示例拉深示例由平板拉深由平板拉深开口空心件开口空心件由空心件拉由空心件拉深空心件深空心件拉深拉深是利用拉深模在压力机的压力作用下，将平板毛坯压成是利用拉深模在压力机的压力作用下，将平板毛坯压成各种开口的空心件或将已制成的空心件加工成其它形状各种开口的空心件或将已制成的空心件加工成其它形状空心件的加工方法。空心件的加工方法。不变薄拉深（普通拉深）不变薄拉深（普通拉深）变薄拉深变薄拉深拉深的概念拉深的概念拉深用的模具叫拉深模拉深用的模具叫拉深模拉深件类型拉深件类型a a）轴对称旋转体拉深件）轴对称旋转体拉深件 b) b) 盒形件盒形件c) c

101、) 不对称拉深件不对称拉深件形状更复杂形状更复杂的拉深件的拉深件5.1.1 拉深变形过程及特点拉深变形过程及特点5.1 拉深变形过程分析拉深变形过程分析拉深是材料塑性流动的过程不用模具，如何不用模具，如何将圆形的平板毛将圆形的平板毛坯加工成开口的坯加工成开口的空心件？空心件？H=（Dd）/2拉深前：拉深前：a=a=a b=b=b料厚料厚t筒底筒底筒壁筒壁h（Dd）/2网格拉深前后的变化网格拉深前后的变化拉深前拉深前拉深后拉深后拉深时的网格受力拉深时的网格受力板料厚度沿高度方向的变化板料厚度沿高度方向的变化处于凸模底下的材料在拉深过程中变化很小，变形主处于凸模底下的材料在拉深过程中变化很小，变形

102、主要集中在处于凹模平面上的（要集中在处于凹模平面上的（D-d）圆环形部分，）圆环形部分，该处该处 是拉深的主要变形区是拉深的主要变形区。变形区的变形不均匀，该处金属在切向压应力和径向拉变形区的变形不均匀，该处金属在切向压应力和径向拉应力的共同作用下，沿切向被压缩，且愈到口部压缩的应力的共同作用下，沿切向被压缩，且愈到口部压缩的愈多；沿径向伸长，且愈到口部伸长的愈多。愈多；沿径向伸长，且愈到口部伸长的愈多。厚度沿高度方向各处不一样，在拉深件厚度沿高度方向各处不一样，在拉深件的口部厚度增加的最多。的口部厚度增加的最多。拉深变形特点拉深变形特点以带压边圈的直以带压边圈的直壁圆筒形件的首壁圆筒形件的首

103、次拉深为例。次拉深为例。下标下标1 1、2 2、3 3分别代分别代表坯料径向、表坯料径向、厚向厚向、切向切向的应力和应变的应力和应变 压边圈压边圈5.1.2 拉深过程中坯料应力应变状态及分布拉深过程中坯料应力应变状态及分布1 1应力应变状态应力应变状态1）忽略厚度方向的应力，不考虑加工硬化）忽略厚度方向的应力，不考虑加工硬化2）由塑性变形条件及受力平衡条件两个方程求解两个未知数）由塑性变形条件及受力平衡条件两个方程求解两个未知数2应力应变分布应力应变分布R的取值范围：的取值范围：rRt和和在拉深过程中每时在拉深过程中每时每刻都在变化每刻都在变化变形区应力大小变形区应力大小Q Q当当 时，时，凸

104、缘最外缘处凸缘最外缘处凹模入口处凹模入口处变形区应力变形区应力1和和3分布分布拉深过程中的拉深过程中的1max1max和和3max3max的变化规律的变化规律1max在在Rt=（0.70.9）R0时达时达到拉深过程中的最大值到拉深过程中的最大值拉深过程中的主要质量问题：拉深过程中的主要质量问题：凸缘变形区的起皱凸缘变形区的起皱危险断面的拉裂危险断面的拉裂5.2 拉深件质量分析及控制拉深件质量分析及控制5.2.1 起皱起皱起皱起皱是指拉深变形时在凸缘变形区沿切向形成高低是指拉深变形时在凸缘变形区沿切向形成高低 不平的皱纹的现象。不平的皱纹的现象。1起皱的概念及产生原因起皱的概念及产生原因2.影响

105、起皱的因素影响起皱的因素材料的力学性能材料的力学性能凸缘部分材料的相对厚度凸缘部分材料的相对厚度变形程度变形程度凹模工作部分的几何形状：凹模工作部分的几何形状：锥形凹模不易起皱锥形凹模不易起皱总的说来：凸缘宽度越大，厚度越薄，材料弹总的说来：凸缘宽度越大，厚度越薄，材料弹性模量和硬化模量越小，抵抗失稳能力越弱，性模量和硬化模量越小，抵抗失稳能力越弱，越容易失稳起皱。越容易失稳起皱。 是否起皱，可根据板料的相对厚度由表是否起皱，可根据板料的相对厚度由表5-1或公式或公式5-3、5-4判断判断3防止起皱的措施防止起皱的措施实际生产中防止拉深起皱最有效的措施是采用压边圈并施实际生产中防止拉深起皱最有

106、效的措施是采用压边圈并施加合适的压边力加合适的压边力Q（1）起皱规律：）起皱规律：实践证明直壁圆筒形件的首次拉深中起皱最易发生的时刻：实践证明直壁圆筒形件的首次拉深中起皱最易发生的时刻：拉深的初期拉深的初期（2）防皱措施：采用）防皱措施：采用压边圈压边圈施加合适的压边力施加合适的压边力（3 3）起皱的位置：）起皱的位置：拉深主要变形区（凸缘变形区）拉深主要变形区（凸缘变形区）关于起皱的几个重要结论：关于起皱的几个重要结论：主要取决于主要取决于 当筒壁拉应力超过筒壁材料的抗拉强度时，当筒壁拉应力超过筒壁材料的抗拉强度时，拉深件就会在底部圆角与筒壁相切处拉深件就会在底部圆角与筒壁相切处“危险危险断

107、面断面”产生破裂。产生破裂。 5.2.2 拉裂拉裂拉深成败的关键拉深成败的关键1拉裂的概念及产生原因拉裂的概念及产生原因一方面是筒壁传力区中的拉应力。一方面是筒壁传力区中的拉应力。另一方面是筒壁传力区的抗拉强度。另一方面是筒壁传力区的抗拉强度。2影响拉裂的因素影响拉裂的因素（1）板料力学性能的影响）板料力学性能的影响（2）拉深系数）拉深系数m的影响的影响（3）凹模圆角半径的影响）凹模圆角半径的影响（4）摩擦的影响）摩擦的影响（5）压边力的影响）压边力的影响3防止拉裂的措施防止拉裂的措施选用硬化指数大、屈强比小的材料进行拉深；选用硬化指数大、屈强比小的材料进行拉深；适当增大拉深凸、凹模圆角半径；

108、适当增大拉深凸、凹模圆角半径；增加拉深次数；增加拉深次数；改善润滑。改善润滑。 直壁圆筒形件的首次拉深中拉裂最易发生直壁圆筒形件的首次拉深中拉裂最易发生的时刻在拉深的初期。的时刻在拉深的初期。实践证明：实践证明：不带凸缘的直不带凸缘的直壁圆筒形件壁圆筒形件带凸缘的直壁带凸缘的直壁圆筒形件圆筒形件阶梯形件阶梯形件5.3.1 直壁旋转体零件拉深工艺计算直壁旋转体零件拉深工艺计算5.3 拉深工艺计算拉深工艺计算（1 1）毛坯形状和尺寸的确定）毛坯形状和尺寸的确定表面积相等原则表面积相等原则: :坯料形状和尺寸确定的依据：坯料形状和尺寸确定的依据：若拉深前后料厚不变，拉深前坯料表面积与若拉深前后料厚不

109、变，拉深前坯料表面积与拉深后工件表面积近似相等。拉深后工件表面积近似相等。 形状相似原则形状相似原则: : 旋转体零件拉深前坯料的形状与旋转体零件拉深前坯料的形状与拉深后工件断面形状相似。拉深后工件断面形状相似。1.无突缘圆筒形件拉深工艺计算无突缘圆筒形件拉深工艺计算据此可知，圆筒形件所用毛坯形状为圆形据此可知，圆筒形件所用毛坯形状为圆形毛坯尺寸计算步骤：毛坯尺寸计算步骤：1 1）确定修边余量，见表）确定修边余量，见表5-25-2。2 2）计算拉深件的表面积。）计算拉深件的表面积。将拉深件划分为若干个简单的几何体。将拉深件划分为若干个简单的几何体。分别求出各简单几何体的表面积。分别求出各简单几

110、何体的表面积。把各简单几何体表面积相加即为零件把各简单几何体表面积相加即为零件 总表面积。总表面积。3 3）根据表面积相等原则，求出坯料直径。）根据表面积相等原则，求出坯料直径。2 2）计算表面积）计算表面积 由图得：由图得： 简化得坯料直径为简化得坯料直径为: : 1）查表）查表5-2得修边余量得修边余量h注：当板料厚度注：当板料厚度t1mm时，所有尺寸以标注尺寸代入，否则以中线尺寸代入。时，所有尺寸以标注尺寸代入，否则以中线尺寸代入。则：则：毛坯尺寸计算公式毛坯尺寸计算公式拉深系数拉深系数m m= =（2）拉深系数的确定）拉深系数的确定1 1）拉深系数的概念拉深系数的概念第一次拉深系数：第

111、一次拉深系数：第二次拉深系数：第二次拉深系数：第第n n次拉深系数：次拉深系数：拉深后的拉深后的圆筒件圆筒件的直径的直径d拉深前拉深前毛坯毛坯D D（或半成品）（或半成品）直径直径dn即即m m的大小可以间的大小可以间接的反映切向变形接的反映切向变形量的大小。量的大小。第二次拉深第二次拉深第一次拉深第一次拉深第第n次拉深次拉深拉深系数与拉深变形程度的关系拉深系数与拉深变形程度的关系拉深系数可以表示拉深变形程度的大小，拉深系数可以表示拉深变形程度的大小，拉深系数越拉深系数越小，表示拉深变形程度越大，小，表示拉深变形程度越大，当拉深系数小于一定当拉深系数小于一定值时，拉深件就会被拉裂，因此存在极限

112、拉深系数。值时，拉深件就会被拉裂，因此存在极限拉深系数。极限拉深系数极限拉深系数mn：使拉深件不破裂的拉深系数：使拉深件不破裂的拉深系数的最小值。的最小值。在进行拉深工艺计算和模具设计时，总是尽可能地使拉在进行拉深工艺计算和模具设计时，总是尽可能地使拉深系数值减小，以便于减少拉深次数。深系数值减小，以便于减少拉深次数。拉深系数的重要结论拉深系数的重要结论）影响极限拉深系数的因素）影响极限拉深系数的因素材料方面材料方面 板料的相对厚度大，板料的相对厚度大，mm可以减小。可以减小。 模具方面模具方面模具间隙大模具间隙大凸、凹模圆角半径大凸、凹模圆角半径大模具表面光滑模具表面光滑锥形凹模锥形凹模 极

113、限拉深系数小极限拉深系数小 是否采用压边圈是否采用压边圈 润滑润滑 拉深次数拉深次数 拉深工作条件拉深工作条件总的影响规律：凡是能增总的影响规律：凡是能增加筒壁传力区危险断面的加筒壁传力区危险断面的强度，降低筒壁传力区拉强度，降低筒壁传力区拉应力的因素，均会使极限应力的因素，均会使极限拉深系数减小，反之会增拉深系数减小，反之会增加极限拉深系数。加极限拉深系数。）极限拉深系数值的确定）极限拉深系数值的确定 表表5-35-3和表和表5-45-4是无凸缘圆筒形件各次拉深的极是无凸缘圆筒形件各次拉深的极限拉深系数。限拉深系数。 为了提高工艺稳定性和零件质量，实际生产中为了提高工艺稳定性和零件质量，实际

114、生产中应采用稍应采用稍大于大于极限拉深系数极限拉深系数m mn n的拉深系数进的拉深系数进行拉深。行拉深。（3 3）拉深次数的确定）拉深次数的确定当当m m总总m m1 1时，拉深件可一次拉成，否则时，拉深件可一次拉成，否则需要多次拉深。需要多次拉深。其拉深次数的确定有以下几种方法：其拉深次数的确定有以下几种方法： 查表法（表查表法（表5-55-5） 推算方法推算方法 计算方法计算方法 1 1）由表）由表5-35-3或表或表5-45-4中查得各次的极限拉深系数中查得各次的极限拉深系数 m mn n 。 2 2）依次计算出各次拉深的极限直径，即）依次计算出各次拉深的极限直径，即 1 1 1 1

115、； 2 2 2 2 1 1； ； ； 3 3）当）当时，时，计算的次数计算的次数 n n 即为拉深次数。即为拉深次数。推算方法计算拉深次数步骤推算方法计算拉深次数步骤（4 4）拉深工序件尺寸的确定）拉深工序件尺寸的确定1 1）半成品的直径）半成品的直径由由表表5-35-3、5-45-4查查得得各各次次拉拉深深的的极极限限拉拉深深系系数数 m mn n ，适适当当放放大大，并加以调整，得到实际采用的拉深系数并加以调整，得到实际采用的拉深系数m mn n。 调整的原则是：调整的原则是： ）保证）保证m总总1 12 2 ）使）使1 12 21 1 最后按调整后的拉深系数计算各次工序件直径：最后按调整

116、后的拉深系数计算各次工序件直径： 1 11 1；2 22 21 1；=d=d按照上述方法计算半成品直径时，需要反复试取按照上述方法计算半成品直径时，需要反复试取m1，m2，m3，mn的值，比较繁琐，实际上可以将各的值，比较繁琐，实际上可以将各次极限拉深系数放大一个合适倍数次极限拉深系数放大一个合适倍数k即可，这里即可，这里:式中式中n是拉深次数是拉深次数。拉深系数的放大系数拉深系数的放大系数k2 2）筒底圆角半径）筒底圆角半径r rn n 筒底圆角半径筒底圆角半径rn即是本道拉深凸模的圆角半径即是本道拉深凸模的圆角半径rp,确定方法如下：确定方法如下： 一般情况下，除末道拉深工序外，可取一般情

117、况下，除末道拉深工序外，可取rpi =rdi。 对于末道拉深工序：对于末道拉深工序：u 当工件的圆角半径当工件的圆角半径rt，则取，则取rpn=r；u 当工件的圆角半径当工件的圆角半径rt，拉深结束后再通过，拉深结束后再通过 整形工序获得整形工序获得r。 根据拉深后工序件表面积与坯料表面积相等的原则，可得根据拉深后工序件表面积与坯料表面积相等的原则，可得到如下工序件高度计算公式。计算前应先定出各工序件的底部到如下工序件高度计算公式。计算前应先定出各工序件的底部圆角半径。圆角半径。 3 3）工序件高度）工序件高度Hi的计算的计算 H Hi i由毛坯直径计算公式解出：由毛坯直径计算公式解出：例例4

118、.14.1求图所示筒形件的坯料尺寸及拉深各工序求图所示筒形件的坯料尺寸及拉深各工序 件尺寸。材料为件尺寸。材料为1010钢，板料厚度钢，板料厚度2 2。 解：因解：因1 1，故按板厚中径尺寸计算。，故按板厚中径尺寸计算。（）计算坯料直径（）计算坯料直径 根据零件尺寸，其相对高度为根据零件尺寸，其相对高度为查表查表5-25-2得切边余量得切边余量坯料直径为坯料直径为代已知条件入上式得代已知条件入上式得98.298.2 ，这里取，这里取9898 拉深工艺计算举例拉深工艺计算举例（）确定拉深次数（）确定拉深次数 按表按表5-15-1可用可不用压边圈，但为保险，首次拉深仍采用压边圈。可用可不用压边圈，

119、但为保险，首次拉深仍采用压边圈。根根据据/ /2.02.0，查查表表5-35-3得得各各次次极极限限拉拉深深系系数数： 1 1 0.500.50， 2 2 0.750.75， 3 3 0.780.78， 4 4 0.800.80，。 故故 1 1 1 1 0.500.50989849.049.02 2 2 2 1 10.750.7549.049.036.836.8 3 3 3 3 2 20.780.7836.836.828.728.7 4 4 4 4 3 30.80.828.728.72323 此时此时4 423232828，所以应该用，所以应该用4 4次拉深成形。次拉深成形。 坯料相对厚度为

120、：坯料相对厚度为：各次工序件直径为各次工序件直径为1k1 1.0511850.509851.512k2 11.0511850.7551.5140.613k3 21.0511850.7840.6133.304k4 31.0511850.8033.3028 各次工序件底部圆角半径取以下数值：各次工序件底部圆角半径取以下数值： 18，25，34，44 各次工序件高度为各次工序件高度为 （）各次拉深工序件尺寸的确定（）各次拉深工序件尺寸的确定（4 4）工序件草图）工序件草图2.有凸缘圆筒形件的拉深工艺计算有凸缘圆筒形件的拉深工艺计算可以把有凸缘的圆筒形件看作是无凸缘筒形件拉深到中间某一可以把有凸缘的圆

121、筒形件看作是无凸缘筒形件拉深到中间某一时刻停止不拉时的半成品。时刻停止不拉时的半成品。 与无凸缘筒形件的拉深相同与无凸缘筒形件的拉深相同:变形特点相同。变形特点相同。拉深过程中出现的质量问题相似。拉深过程中出现的质量问题相似。）窄凸缘圆筒形件）窄凸缘圆筒形件窄凸缘筒形件窄凸缘筒形件：拉深方法及工艺拉深方法及工艺计算方法同无凸计算方法同无凸缘筒形件缘筒形件（1 1）有凸缘圆筒形件的分类及变形特点）有凸缘圆筒形件的分类及变形特点 2 2）宽凸缘圆筒形件）宽凸缘圆筒形件拉深方法与工艺计算不同于无凸缘筒形件拉深方法与工艺计算不同于无凸缘筒形件（2)2)宽凸缘圆筒形件的拉深方法宽凸缘圆筒形件的拉深方法第

122、一种拉深方法第一种拉深方法第二种拉深方法第二种拉深方法特别提醒：特别提醒：不论哪种拉深方不论哪种拉深方 法，凸缘尺寸一法，凸缘尺寸一 定在首次拉深时定在首次拉深时 得到得到必须严格控制凸必须严格控制凸 模进入凹模的高度模进入凹模的高度(3)(3)宽凸缘圆筒形件的工艺计算宽凸缘圆筒形件的工艺计算1）宽凸缘件的毛坯尺寸确定）宽凸缘件的毛坯尺寸确定2）宽凸缘件的变形程度）宽凸缘件的变形程度3）判断能否一次拉成）判断能否一次拉成4）计算拉深次数）计算拉深次数5）计算半成品尺寸）计算半成品尺寸毛坯展开：按无凸缘圆筒形件的毛坯计算方法计算，即根毛坯展开：按无凸缘圆筒形件的毛坯计算方法计算，即根据表面积相等

123、的原则计算毛坯表面积。据表面积相等的原则计算毛坯表面积。当当rp=rd=r 时，时，d df f包含修边余量包含修边余量d df f1）宽凸缘件的毛坯尺寸确定）宽凸缘件的毛坯尺寸确定2 2）宽凸缘圆筒形件的变形程度）宽凸缘圆筒形件的变形程度 宽凸缘圆筒形件的变宽凸缘圆筒形件的变形程度大小不能仅用形程度大小不能仅用拉深系数来衡量拉深系数来衡量 根据拉深系数和零件相对高度来判断拉深次数。根据拉深系数和零件相对高度来判断拉深次数。不能根据拉深系数来判定拉深次数和变形程度。不能根据拉深系数来判定拉深次数和变形程度。首次极限拉深系数比无凸缘筒形件的小。首次极限拉深系数比无凸缘筒形件的小。 宽凸缘件有自己

124、的拉深系数，见表宽凸缘件有自己的拉深系数，见表5-75-7宽凸缘圆筒形件的拉深系数取决于有关尺寸的三个相对比宽凸缘圆筒形件的拉深系数取决于有关尺寸的三个相对比 值：值：d df f/ /（凸缘的相对直径）、（凸缘的相对直径）、/ /（零件的相对高（零件的相对高 度）、度）、r r/ /（相对圆角半径）。（相对圆角半径）。 表表5-7 宽凸缘件的第一次极限拉深系数宽凸缘件的第一次极限拉深系数根据拉深系数和相对高度判断，根据拉深系数和相对高度判断，求出总的拉深系数求出总的拉深系数m总总和相对和相对高度高度h/d，查出第一次允许的极限拉深系数，查出第一次允许的极限拉深系数m1和相对高度和相对高度h1

125、/d1，比较：，比较：m总总m1，h/dh1/d1,则可一次拉出，否则可一次拉出，否则需要多次拉深。则需要多次拉深。（4）拉深次数的确定：仍可采用推算法推算。）拉深次数的确定：仍可采用推算法推算。不能准确确定不能准确确定（5）半成品尺寸的确定）半成品尺寸的确定（3 3）判断能否一次拉成）判断能否一次拉成变形特点：变形特点： 阶梯形件的拉深与圆筒形件的拉深基本相同，每一阶梯相阶梯形件的拉深与圆筒形件的拉深基本相同，每一阶梯相当于相应圆筒形件的拉深。当于相应圆筒形件的拉深。（1 1）判断能否一次拉深成形）判断能否一次拉深成形 根据零件高度与最小直径根据零件高度与最小直径 之比来判断。之比来判断。若

126、若h/dnh1/d1，则可一次拉出，则可一次拉出，否则多次拉深。这里否则多次拉深。这里h1/d1可查表可查表5-53阶梯圆筒形件的拉深阶梯圆筒形件的拉深（2 2）阶梯形件拉深方法的确定）阶梯形件拉深方法的确定1 1）当任意两相邻阶梯直径之比（）当任意两相邻阶梯直径之比（d dn n/d/dn-1n-1）都大于相应的圆筒形件）都大于相应的圆筒形件 的极限拉深系数的极限拉深系数 ，则每次拉深形成一个阶梯，从大阶梯拉到，则每次拉深形成一个阶梯，从大阶梯拉到 小阶梯，小阶梯，拉深次数即是阶梯数。拉深次数即是阶梯数。 2 2）若）若相邻两阶梯直径之比相邻两阶梯直径之比（d dn n/d/dn-1n-1）

127、小于相应圆筒形件的极限拉）小于相应圆筒形件的极限拉 深系数深系数 ，拉深方法按宽凸缘件，从小阶梯依次拉到大阶梯。拉深方法按宽凸缘件，从小阶梯依次拉到大阶梯。浅阶梯形件的拉深方法浅阶梯形件的拉深方法5.3.2 非直壁旋转体零件拉深工艺计算非直壁旋转体零件拉深工艺计算球形件球形件抛物面形件抛物面形件锥形件锥形件1.非直壁旋转体零件拉深特点非直壁旋转体零件拉深特点球形件拉深球形件拉深直壁圆筒形件拉深直壁圆筒形件拉深非直壁旋转体零件的拉深特点非直壁旋转体零件的拉深特点（1）非直壁旋转体零件拉深时，位于压边圈下面的凸缘部）非直壁旋转体零件拉深时，位于压边圈下面的凸缘部分和凹模口内的悬空部分都是变形区。分

128、和凹模口内的悬空部分都是变形区。（2）非直壁旋转体零件的拉深过程是拉深变形和胀形变形）非直壁旋转体零件的拉深过程是拉深变形和胀形变形的复合。的复合。（3）胀形变形主要位于凸模顶点下面的附近区域）胀形变形主要位于凸模顶点下面的附近区域起皱成为此类零件拉深要解起皱成为此类零件拉深要解决的主要问题。决的主要问题。尤其是悬空部分的起皱尤其是悬空部分的起皱内皱内皱加大突缘尺寸加大突缘尺寸增加压边圈下的摩擦系数增加压边圈下的摩擦系数增大压边力增大压边力采用拉深筋采用拉深筋反拉深反拉深做到既不起皱又不破裂的措施做到既不起皱又不破裂的措施2.球面零件的拉深球面零件的拉深拉深系数为常数，不能作为工艺设计的根据拉

129、深系数为常数，不能作为工艺设计的根据。m=0.707球形件的拉深方法球形件的拉深方法当当t/D3%时，可以采用不带压边装置的简单有底凹模时，可以采用不带压边装置的简单有底凹模 一次拉成一次拉成当当t/D=0.5%3%时，采用带压边圈的拉深模拉深时，采用带压边圈的拉深模拉深当当t/D0.5%时，采用带有拉深筋的凹模或反拉深模具时，采用带有拉深筋的凹模或反拉深模具3.抛物面零件的拉深抛物面零件的拉深浅抛物面冲件浅抛物面冲件拉深比球形件更加困难拉深比球形件更加困难常见的拉深方法有：常见的拉深方法有：（1）浅抛物面形件（）浅抛物面形件（h/d0.50.6）。其拉深难度有所增加。）。其拉深难度有所增加。

130、这时为了使毛坯中间部分紧密贴模而又不起皱，通常需这时为了使毛坯中间部分紧密贴模而又不起皱，通常需采用具有拉深筋的模具以增加径向拉应力。采用具有拉深筋的模具以增加径向拉应力。深抛物面形件的拉深深抛物面形件的拉深拉深筋拉深筋4.锥形零件的拉深锥形零件的拉深拉深方法取决于：拉深方法取决于： h/d2，锥形件的拉深方法锥形件的拉深方法（1）对于浅锥形件（）对于浅锥形件（h/d20.700.80，1030），），1）阶梯过渡拉深成形法）阶梯过渡拉深成形法2）锥面逐步拉深成形法）锥面逐步拉深成形法高锥形件的拉深成形方法高锥形件的拉深成形方法阶梯过渡拉深成形法阶梯过渡拉深成形法锥面逐步拉深成形法锥面逐步拉深

131、成形法 盒形件是非旋转体零件，拉深变形时，圆角部分相当于圆盒形件是非旋转体零件，拉深变形时，圆角部分相当于圆筒形件拉深，而直边部分相当于弯曲变形。筒形件拉深，而直边部分相当于弯曲变形。5.3.3 无凸缘盒形件拉深工艺计算无凸缘盒形件拉深工艺计算变形前变形前l1=l2=l3h1=h2=h3变形后变形后h1h1h2h3l1l1l2l3盒形件的拉深特点盒形件的拉深特点（1）凸缘变形区内材料受径向拉应力和切向压应力的共同）凸缘变形区内材料受径向拉应力和切向压应力的共同作用，产生径向伸长、切向压缩的拉深变形。应力与应作用，产生径向伸长、切向压缩的拉深变形。应力与应变分布不均匀，圆角部分最大，直边部分最小

132、。变分布不均匀，圆角部分最大，直边部分最小。（2）变形区内直边和圆角两处材料的变形量不同。）变形区内直边和圆角两处材料的变形量不同。（3）直边部分和圆角部分相互影响的程度，随盒形件形状）直边部分和圆角部分相互影响的程度，随盒形件形状不同而异。不同而异。1.压边力与压边装置压边力与压边装置 （1 1）压边力）压边力 压边力压边力Q Q是由模具中设置的压边装置提供的。是由模具中设置的压边装置提供的。 压边装置产生的压边力压边装置产生的压边力Q Q应在应在保证变形区保证变形区不起皱不起皱的前提下，的前提下， 尽量选尽量选小小。 任何形状的拉深件，需要的压边力任何形状的拉深件，需要的压边力： Q QA

133、qAq 式中式中压边圈下坯料的投影面积；压边圈下坯料的投影面积； qq单位面积压料力，单位面积压料力， 5.3.4 拉深工艺力计算及设备选用拉深工艺力计算及设备选用直壁圆筒形件首次拉深直壁圆筒形件首次拉深: :直壁圆筒形件以后各次拉深直壁圆筒形件以后各次拉深: :（2 2、3 3、）、） 直壁圆筒形件压边力直壁圆筒形件压边力（2 2）压边装置）压边装置根据压边力的来源不同，压边装置有两种：根据压边力的来源不同，压边装置有两种：弹性压边装置：用于单动冲床，压边力由弹簧、弹性压边装置：用于单动冲床，压边力由弹簧、橡皮、气垫、氮气弹簧等提供。橡皮、气垫、氮气弹簧等提供。刚性压边装置：用于双动冲床，压

134、边力由外滑块提供。刚性压边装置：用于双动冲床，压边力由外滑块提供。压边装置的作用是防止拉深变形区起皱。压边装置的作用是防止拉深变形区起皱。弹性压边装置弹性压边装置弹性压边装置应用示例弹性压边装置应用示例7-压边圈压边圈双动压力机上用刚性压边装置双动压力机上用刚性压边装置4-压边圈压边圈2.拉深力的计算拉深力的计算（2 2、3 3、）、） 对于圆筒形件、椭圆形件、盒形件，拉深力为：对于圆筒形件、椭圆形件、盒形件，拉深力为：Fi第第i次拉深的拉深力，单位为次拉深的拉深力，单位为N；Ls工件断面周长（按料厚中心记），单位为工件断面周长（按料厚中心记），单位为mm；Kp系数。对于圆筒形件拉深，系数。对

135、于圆筒形件拉深，Kp=0.51.0；对于椭圆；对于椭圆形件及盒形件的拉深，形件及盒形件的拉深，Kp=0.50.8；对于其他形状；对于其他形状工件的拉深，工件的拉深，Kp=0.70.9。当拉深趋近极限时。当拉深趋近极限时Kp取取大值；反之取小值。大值；反之取小值。3.拉深设备选择拉深设备选择对于单动压力机，设备公称压力应满足：对于单动压力机，设备公称压力应满足：对于双动压力机，设备吨位应满足：对于双动压力机，设备吨位应满足：当拉深工作行程较大，尤其落料拉深复合时，应使工艺力曲线当拉深工作行程较大，尤其落料拉深复合时，应使工艺力曲线位于压力机滑块的许用压力曲线之下。位于压力机滑块的许用压力曲线之下

136、。 浅拉深浅拉深深拉深深拉深在实际生产中，可以按下式来确定压力机的公称压力在实际生产中，可以按下式来确定压力机的公称压力F F 压压 ： 特别注意特别注意5.4 拉深工艺设计拉深工艺设计（参见（参见JB/T6959-2008JB/T6959-2008）拉深工艺设计拉深工艺设计拉深工序安排拉深工序安排拉深件的工艺性拉深件的工艺性是指拉深件对拉深工艺的适应性。是指拉深件对拉深工艺的适应性。主要从拉深件的结构形状、尺寸大小、尺寸标注、主要从拉深件的结构形状、尺寸大小、尺寸标注、精度高低及材料选用等方面分析拉深件是否适合进精度高低及材料选用等方面分析拉深件是否适合进行拉深，是从产品加工的角度对产品设计

137、提出的要行拉深，是从产品加工的角度对产品设计提出的要求。求。5.4.1 拉深工艺分析拉深工艺分析 （1 1）拉深件形状应尽量简单、对称，尽可能一次拉深成）拉深件形状应尽量简单、对称，尽可能一次拉深成 形。尽量避免急剧的外形变化形。尽量避免急剧的外形变化1拉深件的形状拉深件的形状2 2）拉深件的形状误差）拉深件的形状误差 2 2拉深件的高度拉深件的高度拉深件的高度尺寸应尽量减小，尽可能一次拉深。拉深件的高度尺寸应尽量减小，尽可能一次拉深。3拉深件的凸缘宽度拉深件的凸缘宽度有凸缘直壁圆筒形件的凸缘有凸缘直壁圆筒形件的凸缘直径宜控制在：直径宜控制在：宽凸缘直壁圆筒形件宽凸缘直壁圆筒形件:拉深件的凸缘

138、宽度应尽可能保持一拉深件的凸缘宽度应尽可能保持一致，并与拉深部分的轮廓形状相似致，并与拉深部分的轮廓形状相似 拉深件的底与壁、凸缘与壁的圆角拉深件的底与壁、凸缘与壁的圆角半径应满足：半径应满足：r rp1p1，r rd1d122，c1c133。否则，应增加整形工序。否则，应增加整形工序。4拉深件的圆角半径拉深件的圆角半径5拉深件的冲孔设计拉深件的冲孔设计拉深件侧壁上冲孔的拉深件侧壁上冲孔的孔距：孔距： 拉深件上的孔位应设置在拉深件上的孔位应设置在与主要结构面（凸缘面）与主要结构面（凸缘面）同一平面上，或使孔壁垂直同一平面上，或使孔壁垂直于该平面于该平面 拉深件凸缘上冲孔的拉深件凸缘上冲孔的孔距

139、：孔距： 0.50.5t t拉深件上的孔通常在拉深件上的孔通常在拉深结束后冲拉深结束后冲阶梯形件高度尺寸标注阶梯形件高度尺寸标注6拉深件的尺寸标注拉深件的尺寸标注材料厚度不宜标注在筒壁或材料厚度不宜标注在筒壁或凸缘上凸缘上对于有配合要求的口部尺寸对于有配合要求的口部尺寸应标注配合部分的深度应标注配合部分的深度筒壁和底面连接处的圆角半筒壁和底面连接处的圆角半径应标注在较小半径的一侧径应标注在较小半径的一侧径向尺寸应根据使用要求只径向尺寸应根据使用要求只标注外形尺寸或内形尺寸标注外形尺寸或内形尺寸7拉深件的材料选用拉深件的材料选用要求具有：要求具有：较好的塑性。较好的塑性。较小的屈强比较小的屈强比

140、s/b大的塑性应变比大的塑性应变比小的塑性应变比各向异性系数小的塑性应变比各向异性系数1）如果是一次拉深即能成形的浅拉深件，采用落料拉深复合工序完成。）如果是一次拉深即能成形的浅拉深件，采用落料拉深复合工序完成。2）对于高拉深件，批量不大时可采用单工序冲压）对于高拉深件，批量不大时可采用单工序冲压；在批量很大且拉深件尺；在批量很大且拉深件尺寸不大时，可采用带料的级进拉深。寸不大时，可采用带料的级进拉深。3）如果拉深件的尺寸很大，通常只能采用单工序冲压）如果拉深件的尺寸很大，通常只能采用单工序冲压。4）当拉深件有较高的精度要求或需要拉小圆角半径时，需要在拉深结束后）当拉深件有较高的精度要求或需要

141、拉小圆角半径时，需要在拉深结束后增加整形工序。增加整形工序。5）拉深件的修边、冲孔工序通常可以复合完成。）拉深件的修边、冲孔工序通常可以复合完成。6）除拉深件底部孔有可能与落料、拉深复合外，拉深件凸缘部分及侧壁部）除拉深件底部孔有可能与落料、拉深复合外，拉深件凸缘部分及侧壁部分的孔和槽均需在拉深工序完成后再冲出。分的孔和槽均需在拉深工序完成后再冲出。7）如局部还需其它成形工序（如弯曲、翻孔等）才能最终完成拉深件的形）如局部还需其它成形工序（如弯曲、翻孔等）才能最终完成拉深件的形状，其他冲压工序必须在拉深结束后进行。状，其他冲压工序必须在拉深结束后进行。5.4.2 拉深工序安排拉深工序安排扩展阅

142、读：以后各次拉深的特点扩展阅读：以后各次拉深的特点毛坯不同毛坯不同变形区的变化不同变形区的变化不同拉深力的变化不同拉深力的变化不同破裂发生的时刻不同破裂发生的时刻不同变形区的稳定性不同变形区的稳定性不同拉深系数不同拉深系数不同拉深方法可以不同拉深方法可以不同首次拉深首次拉深后续拉深后续拉深（1）无压边装置的简单拉深模无压边装置的简单拉深模1.首次拉深模首次拉深模（3）落料拉深复合）落料拉深复合模模1)1)正装拉深模正装拉深模2)倒装拉深模倒装拉深模（4 4）带刚性压边装置的拉深模）带刚性压边装置的拉深模（2）有压边装置的拉深模有压边装置的拉深模5.5.1 拉深模类型及典型结构拉深模类型及典型结

143、构5.5 拉深模具设计拉深模具设计（1 1）正拉深模）正拉深模 1 1）无压边装置）无压边装置 2）有压边装置）有压边装置（2 2）反拉深模）反拉深模1）无压边装置）无压边装置2）压边圈在上模）压边圈在上模3）压边圈在下模）压边圈在下模2.以后各次拉深模以后各次拉深模首次无压边装置的简单拉深模首次无压边装置的简单拉深模带压边装置的首次正装拉深模带压边装置的首次正装拉深模带压边装置的首次倒装拉深模带压边装置的首次倒装拉深模落料拉深复合模落料拉深复合模双动压力机用首次拉深模双动压力机用首次拉深模 2.以后各次拉深模具以后各次拉深模具（1 1）正拉深模）正拉深模 1 1）无压边装置的以后）无压边装置

144、的以后各次正装拉深模各次正装拉深模 2 2）有压边装置的以）有压边装置的以后各次倒装拉深模后各次倒装拉深模 （2）反拉深模）反拉深模1 1）无压边装置反向）无压边装置反向 拉深模拉深模 双动压力机正、反拉深原理双动压力机正、反拉深原理 凸、凹模工作部分结构设计凸、凹模工作部分结构设计圆角半径的确定圆角半径的确定拉深模间隙的确定拉深模间隙的确定工作部分尺寸及公差的确定工作部分尺寸及公差的确定5.5.2 拉深模具零件设计拉深模具零件设计1拉深凸、凹模工作部分的结构拉深凸、凹模工作部分的结构（1）无压边装置的一次拉深凸、凹模工作部分结构）无压边装置的一次拉深凸、凹模工作部分结构无压边装置的多次拉深凸

145、、凹模工作部分结构无压边装置的多次拉深凸、凹模工作部分结构（2 2）有压边装置的拉深凸、凹模工作部分结构）有压边装置的拉深凸、凹模工作部分结构首次拉深首次拉深后续拉深后续拉深2拉深凸、凹模工作部分的尺寸拉深凸、凹模工作部分的尺寸圆角半径圆角半径拉深模间隙拉深模间隙工作部分尺寸及公差工作部分尺寸及公差（1 1）凸、凹模圆角半径）凸、凹模圆角半径1）凹模圆角半径影响：）凹模圆角半径影响：拉深力拉深力拉深模寿命拉深模寿命拉深件质量拉深件质量需要满足：需要满足：rdi2t 2）凸模圆角半径）凸模圆角半径rp中间各道工序，取中间各道工序，取rpi等于等于rdi，即：，即：最后一道拉深：最后一道拉深：u当

146、工件圆角半径当工件圆角半径rt 时时 ，取取rpn=ru当工件圆角半径当工件圆角半径rt 最后校正得到工件圆角半径最后校正得到工件圆角半径r。rpi= rdi（2）凸、凹模间隙）凸、凹模间隙c间隙大小影响：间隙大小影响：拉深力拉深力拉深模寿命拉深模寿命拉深件质量拉深件质量对于多次拉深中的首次及对于多次拉深中的首次及中间各次拉深，可取：中间各次拉深，可取：（3）凸、凹模工作部分的横向尺寸）凸、凹模工作部分的横向尺寸或或:对于一次拉深或多次拉对于一次拉深或多次拉深中的最后一次拉深深中的最后一次拉深或或:练习练习4 4拉深图示零件，已知材料拉深图示零件，已知材料0808钢，厚度钢，厚度2mm2mm，

147、试完成：，试完成：1.1.拉深次数的确定拉深次数的确定2.2.绘制首次落料拉深复合模的结构示意图绘制首次落料拉深复合模的结构示意图复习思考题复习思考题1.1.简述拉深凸、凹模圆角半径对拉深过程的影响。简述拉深凸、凹模圆角半径对拉深过程的影响。2.2.简述拉深模具间隙对拉深过程的影响。简述拉深模具间隙对拉深过程的影响。3.3.简述拉深模具的类型。简述拉深模具的类型。4.4.什么是拉深？什么是拉深？5.5.简述拉深的变形特点。简述拉深的变形特点。6.6.拉深成型过程中最主要的成型障碍有哪些？各是拉深成型过程中最主要的成型障碍有哪些？各是 什么原因造成的？如何克服？什么原因造成的？如何克服？7.7.

148、什么是拉深系数？什么是极限拉深系数？什么是拉深系数？什么是极限拉深系数？8.8.简述影响极限拉深系数的因素及影响规律。简述影响极限拉深系数的因素及影响规律。9.9.简述带凸缘圆筒形件的拉深特点。简述带凸缘圆筒形件的拉深特点。6.1 6.1 翻孔翻孔6.2 6.2 翻边翻边6.3 6.3 缩口缩口6.4 6.4 胀形胀形6.5 6.5 压筋、压凸包与压印压筋、压凸包与压印第第6 6章章 成形工艺与模具设计成形工艺与模具设计能力要求能力要求熟悉翻孔、翻边、胀形、缩口、压筋、熟悉翻孔、翻边、胀形、缩口、压筋、压凸包、压印等冲压工艺的应用。压凸包、压印等冲压工艺的应用。实物图片实物图片实物图片实物图片

149、实物图片实物图片6.1 翻孔翻孔翻孔翻孔是利用模具使制件的孔边缘翻起呈竖立或一定角度直边是利用模具使制件的孔边缘翻起呈竖立或一定角度直边 的冲压加工方法。的冲压加工方法。翻孔类型：翻孔类型：根据所用毛坯及所翻孔边缘的形状不同，有在平板上进行的翻孔，根据所用毛坯及所翻孔边缘的形状不同，有在平板上进行的翻孔，也有在曲面上进行的翻孔，如管坯上的翻孔；可翻圆孔，也可翻也有在曲面上进行的翻孔，如管坯上的翻孔；可翻圆孔，也可翻非圆孔。非圆孔。6.1.1 翻圆孔翻圆孔1.1.翻圆孔的变形特点翻圆孔的变形特点翻圆孔的变形特点翻圆孔的变形特点:变形是局部的，主要发生在位于凸模底部的（变形是局部的，主要发生在位于

150、凸模底部的（d1-d0）的环形）的环形部分，该区是翻圆孔的变形区。部分，该区是翻圆孔的变形区。变形区材料沿切向和径向受拉，产生切向和径向均伸长、厚变形区材料沿切向和径向受拉，产生切向和径向均伸长、厚度减薄的变形。度减薄的变形。变形区变形不均匀，径向伸长不明显，切向变形较大，且愈变形区变形不均匀，径向伸长不明显，切向变形较大，且愈到口部伸长愈多，口部减薄最为严重。到口部伸长愈多，口部减薄最为严重。成形极限用翻成形极限用翻孔系数孔系数K K表示：表示：极限翻孔系数极限翻孔系数 影响极限翻孔系数影响极限翻孔系数 的因素：的因素：材料性能材料性能预冲孔质量预冲孔质量凸模形状凸模形状材料的相对厚度材料的

151、相对厚度2.翻圆孔的成形极限翻圆孔的成形极限3.翻圆孔的工艺设计翻圆孔的工艺设计（1）翻圆孔件的工艺性）翻圆孔件的工艺性翻孔后的竖边与凸缘之间的圆角半径应满足：翻孔后的竖边与凸缘之间的圆角半径应满足： 材料厚度材料厚度t2mm，r=（24）t； 材料厚度材料厚度t2mm，r=（12）t；若不能满足上述要求，则在翻孔后需要增加整形工序以整出若不能满足上述要求，则在翻孔后需要增加整形工序以整出 需要的圆角半径。需要的圆角半径。翻孔后竖边口部减薄最为严重，最薄处的厚度为：翻孔后竖边口部减薄最为严重，最薄处的厚度为：（2）翻圆孔的工序安排）翻圆孔的工序安排 通常在翻孔前需要预冲出翻孔用的圆孔，通常在翻

152、孔前需要预冲出翻孔用的圆孔，再根据翻孔件的翻孔高度及翻孔系数确定能再根据翻孔件的翻孔高度及翻孔系数确定能否一次翻成，进而确定翻孔件的成形方法。否一次翻成，进而确定翻孔件的成形方法。 1）确定预冲孔的直径）确定预冲孔的直径2）核算翻孔高度，判定是否可以一次翻孔成功）核算翻孔高度，判定是否可以一次翻孔成功3）确定翻孔次数）确定翻孔次数当翻孔高度当翻孔高度HHmax时，时，可以一次翻出。可以一次翻出。（3）平板翻孔的工艺计算平板翻孔的工艺计算 （4）先拉深后冲底孔再翻孔的工艺计算）先拉深后冲底孔再翻孔的工艺计算 1）计算预拉深后翻孔所能达到的高度）计算预拉深后翻孔所能达到的高度h为：为：2）计算翻孔

153、前预冲孔直径和拉深高度：）计算翻孔前预冲孔直径和拉深高度：3）拉深工艺计算）拉深工艺计算（5 5）翻孔力的计算）翻孔力的计算用圆柱形平底凸模翻孔时，用圆柱形平底凸模翻孔时，可按下式计算：可按下式计算：用锥形或球形凸模翻孔的用锥形或球形凸模翻孔的力略小于上式计算值力略小于上式计算值4.翻圆孔模翻圆孔模（1 1）翻圆孔模的结构）翻圆孔模的结构 正装翻孔模正装翻孔模 倒装翻孔模倒装翻孔模 落料、拉深、冲落料、拉深、冲孔、翻孔复合模孔、翻孔复合模（2 2）翻孔模工作部分的结构及尺寸设计）翻孔模工作部分的结构及尺寸设计1 1）翻圆孔凸模的结构及尺寸）翻圆孔凸模的结构及尺寸2 2）翻孔凸、凹模之间的间隙）

154、翻孔凸、凹模之间的间隙C C6.1.2 翻非圆孔翻非圆孔工艺计算复杂工艺计算复杂6.2 6.2 翻边翻边翻边翻边是指利用模具使制件的边缘翻起呈竖立或一定角度直边的是指利用模具使制件的边缘翻起呈竖立或一定角度直边的冲压加工方法。冲压加工方法。根据所翻外缘的形状不同有：根据所翻外缘的形状不同有：外缘的内曲翻边外缘的内曲翻边外缘的外曲翻边。外缘的外曲翻边。弯曲与翻边弯曲与翻边的关系？的关系？变形情况近似于翻圆孔，属于伸长类变形，变形区主要是变形情况近似于翻圆孔，属于伸长类变形，变形区主要是切向受拉，边缘处变形最大，容易开裂。切向受拉，边缘处变形最大，容易开裂。其变形程度为：其变形程度为：6.2.1

155、外缘的内曲翻边外缘的内曲翻边 6.2.2 外缘的外曲翻边外缘的外曲翻边外缘的外曲翻边变形类似于浅拉深，属于压缩类变形，外缘的外曲翻边变形类似于浅拉深，属于压缩类变形，坯料变形区在切向压应力作用下主要产生压缩变形，坯料变形区在切向压应力作用下主要产生压缩变形，容易失稳起皱。容易失稳起皱。其变形程度可表示为：其变形程度可表示为：6.2.3 外缘翻边方法外缘翻边方法 毛坯尺寸的计算方法毛坯尺寸的计算方法模具结构：钢模或软模模具结构：钢模或软模需要控制回弹需要控制回弹对于有不同方向的竖边要求，应采用分段翻边的方法对于有不同方向的竖边要求，应采用分段翻边的方法翻孔、翻边与整形复合翻孔、翻边与整形复合扩展

156、阅读：变薄翻边扩展阅读：变薄翻边变薄翻孔或翻边变薄翻孔或翻边是指采用较小的模具间隙迫使竖边厚度变薄、是指采用较小的模具间隙迫使竖边厚度变薄、高度增加的一种变形工艺。高度增加的一种变形工艺。6.3 缩口缩口缩口缩口是利用模具将空心或管状制件端部的径向尺寸缩小的是利用模具将空心或管状制件端部的径向尺寸缩小的一种冲压加工方法。一种冲压加工方法。6.3.1 缩口变形特点缩口变形特点1.缩口变形特点缩口变形特点A区区已经经过塑性变形的已经经过塑性变形的不变形区不变形区C区区等待变形的不变形区等待变形的不变形区B区区正在变形的变形区正在变形的变形区防止失稳起皱是缩口工艺防止失稳起皱是缩口工艺要解决的主要问

157、题要解决的主要问题 2缩口成形极限缩口成形极限缩口系数：缩口系数：m=d/D缩口变形程度用缩口后的口部直径与缩口前的缩口变形程度用缩口后的口部直径与缩口前的毛坯直径之比来表示毛坯直径之比来表示。在保证缩口件不失稳的前提在保证缩口件不失稳的前提下得到的缩口系数的最小值下得到的缩口系数的最小值称为称为极限缩口系数极限缩口系数mm。m与材料的塑性、模具的与材料的塑性、模具的支撑结构等方面因素有关。支撑结构等方面因素有关。不同支承方法的缩口模不同支承方法的缩口模无支承无支承外支承外支承内外支承内外支承6.3.2 缩口工艺设计缩口工艺设计1.坯料尺寸确定坯料尺寸确定缩口件毛坯尺寸确定参见表缩口件毛坯尺寸

158、确定参见表6-4.2.缩口次数确定缩口次数确定当实际缩口系数当实际缩口系数m小于极限缩口系数小于极限缩口系数m时，不能一次缩口，时，不能一次缩口，缩口次数可通过计算得到：缩口次数可通过计算得到：3.缩口工艺力的计算缩口工艺力的计算无支撑缩口时，缩口力为：无支撑缩口时，缩口力为：6.3.3 缩口模结构缩口模结构无支撑缩口模无支撑缩口模带外支撑的缩口模带外支撑的缩口模带外支撑的缩口模带外支撑的缩口模缩口与扩口复合模缩口与扩口复合模6.4 胀形胀形胀形胀形是利用模具使空心制件内部在双向拉应力的作用下是利用模具使空心制件内部在双向拉应力的作用下产生塑性变形，以获得凸肚形制件的一种冲压加工方法产生塑性变

159、形，以获得凸肚形制件的一种冲压加工方法6.4.1 胀形变形特点（两种情况）胀形变形特点（两种情况）变形区几乎是整个毛坯或开口端部，毛坯的开口端产生收缩变变形区几乎是整个毛坯或开口端部，毛坯的开口端产生收缩变形，故变形区的变形是沿圆周方向伸长、轴向压缩、厚度变薄形，故变形区的变形是沿圆周方向伸长、轴向压缩、厚度变薄的变形状态。的变形状态。变形区仅局限在毛坯中间变形区仅局限在毛坯中间待胀形的部位，变形区主待胀形的部位，变形区主要产生沿圆周方向的伸长要产生沿圆周方向的伸长变形和厚度方向的变薄变形和厚度方向的变薄胀形属伸长类成形工艺，胀形属伸长类成形工艺，防止胀破是胀形工艺要防止胀破是胀形工艺要解决的

160、关键问题解决的关键问题6.4.2 胀形成形极限胀形成形极限胀形的变形程度以胀形后得到的凸肚的最大直径与胀形前胀形的变形程度以胀形后得到的凸肚的最大直径与胀形前毛坯的直径之比来表示毛坯的直径之比来表示，即胀形系数：，即胀形系数：胀形系数值越大，表示胀形变形程度越大。胀形系数值越大，表示胀形变形程度越大。6.4.3 胀形工艺设计胀形工艺设计1.胀形毛坯的确定胀形毛坯的确定胀形时，轴向允许自由变形时的毛坯长度胀形时，轴向允许自由变形时的毛坯长度:2.胀形力的计算胀形力的计算胀形变形区的真实应力，近似估算时取胀形变形区的真实应力，近似估算时取6.4.4 胀形方法及胀形模具结构胀形方法及胀形模具结构可以

161、采用钢模，也可以采用软模，软模应用较多可以采用钢模，也可以采用软模，软模应用较多。软模介质可以是橡胶、石蜡、软模介质可以是橡胶、石蜡、PVC塑料、高压液体和高压塑料、高压液体和高压气体等。气体等。橡胶凸模胀形模具橡胶凸模胀形模具高压液体凸模胀形高压液体凸模胀形三通管接头的液压胀形三通管接头的液压胀形6.5 压筋、压凸包与压印压筋、压凸包与压印6.5.1 压筋、压凸包压筋、压凸包压筋和压凸包压筋和压凸包是指利用模具在制件上压出凸包或筋（加强筋）是指利用模具在制件上压出凸包或筋（加强筋）的冲压加工方法的冲压加工方法压筋、压凸包成形特点压筋、压凸包成形特点变形区是局部的变形区是局部的变形区双向受拉，厚度减薄，属伸长类成形，变形区双向受拉，厚度减薄，属伸长类成形，主要破坏形式主要破坏形式拉破拉破胀形件的质量好胀形件的质量好1.压筋压筋压筋的成形极限可以用压筋前后变形区的长度改变量来表示压筋的成形极限可以用压筋前后变形区的长度改变量来表示2.压凸包压凸包压凸包的成形极限可以用凸包的高度压凸包的成形极限可以用凸包的高度h表示表示