板材冲压成型的基本知识
冲压工艺基础知识
冲压工艺基础知识
冲压工艺是一种常用的金属加工方法，用于制造各种形状的金属零件。它是将金属板材通过力的作用在冲压机上进行形状改变的过程。
冲压工艺的基本原理是通过冲压机的动力系统，利用模具对金属板材进行冲切、弯曲、拉伸等工艺操作，使其得到所需的形状和尺寸。冲压机通常由四个部分组成：机架、滑块、工作台和模具。其中，滑块通过某种机械传动方式在垂直方向上做往复运动，实现对金属板材的冲压过程。
冲压工艺的应用非常广泛，可以用于制造汽车、家电、电子产品、机械设备等各个行业的零部件。冲压件通常具有高精度、高强度、轻量化等优点，能够满足不同行业对零件质量的要求。
在进行冲压工艺时，需要考虑到材料的选择、工艺流程的制定和模具设计等因素。材料的选择应根据产品的具体需求来确定，常见的金属材料有碳钢、不锈钢、铝合金等。工艺流程的制定是指根据产品的形状和结构要求，确定具体的冲压工艺路线和操作步骤。模具设计是冲压工艺的关键环节，需要根据产品的形状和尺寸要求设计出合理的模具结构，以保证冲压过程中零件的质量和精度。
冲压工艺的优点是能够批量生产，并且可以实现自动化操作，提高生产效率和产品质量。但同时，冲压工艺也存在一些问题，如材料的回弹、变形等，需要通过调整冲床的参数和模具的设计来解决。
总的来说，冲压工艺是一种重要的金属加工方法，广泛应用于工业生产中。通过合理的材料选择、工艺流程设计和模具设计，可以实现高效、高质量的零件生产，满足不同行业对产品的需求。冲压工艺是一种重要的金属加工方法，它的应用范围非常广泛。下面，我们将继续探讨冲压工艺的相关知识。
冲压与模具设计知识点
冲压与模具设计知识点
冲压与模具设计是现代工业中非常重要的一部分，它们在制造业中起着举足轻重的作用。本文将介绍一些与冲压和模具设计有关的知识点，帮助读者更好地了解这一领域。
1. 冲压工艺的概述
冲压是通过模具将板材或线材进行塑性变形，使之成为特定形状的零件或产品的工艺过程。冲压工艺主要包括以下几个步骤：
(1) 设计冲裁工序：确定零件尺寸、形状以及冲裁模具的结构和参数。
(2) 计算冲床的选型和数量：根据零件的大小和形状，选择合适的冲床，并确定所需的冲床数量。
(3) 设计模具：根据零件的形状和要求，设计冲床模具的结构和参数。
(4) 冲床操作：将冲床模具装配到冲床上，并进行冲压操作。
(5) 零件处理：对冲压成型的零件进行后续处理，如清洗、热处理等。
2. 常见的冲压工艺
在实际应用中，常见的冲压工艺包括以下几种：
(1) 单冲工艺：利用单个冲头进行冲床操作，适用于简单的零件成型。
(2) 连续冲工艺：通过一次连续的冲压过程，在一张板材上同时冲
制多个零件。
(3) 多工位冲工艺：利用多个工作位进行连续冲压，每个工作位上
完成一个或多个冲裁工序。
(4) 拉伸冲工艺：将板材拉伸至所需形状，使得材料在冲压过程中
得到加工硬化，从而提高强度和韧性。
3. 模具设计的基本原则
模具设计是冲压工艺中至关重要的一环，良好的模具设计能够提高
生产效率和质量。以下是一些模具设计的基本原则：
(1) 充分考虑冲压力和模具应力：模具设计时要考虑到冲压力的大
小和方向，并合理安排模具的结构，以保证模具能够承受冲压力。
(2) 合理选择材料：模具应选择具有足够强度和韧性的材料，以延
冲压工艺技术培训资料
冲压工艺技术培训资料
一、冲压工艺概述
冲压工艺是一种利用冲压设备对金属板材进行加工的工艺方法，通过将金属板材置于冲压机上，在冲压模具的作用下，使板材发生塑性变形，从而获得所需形状的工件。冲压工艺广泛应用于汽车制造、家电制造、航空航天等领域，是制造业中重要的加工工艺之一。
二、冲压工艺的基本原理
1. 板材的拉伸和压缩变形
在冲压过程中，冲压模具对金属板材施加的力的方式主要有两种：一种是拉伸变形，另一种是压缩变形。拉伸变形是指板材在受到拉力的作用下产生塑性变形，而压缩变形是指板材在受到挤压力的作用下产生塑性变形。通常情况下，冲压工艺中既包含了拉伸变形，也包含了压缩变形。
2. 冲压模具的设计与制造
冲压模具是冲压工艺中非常重要的一部分，其设计和制造的精度和质量直接影响工件的成型质量。冲压模具通常由上模、下模和模具座组成，通过上下模的相互配合和运动，使金属板材发生塑性变形，从而形成所需的工件。
3. 材料的选择与工艺参数的确定
在冲压工艺中，材料的选择和工艺参数的确定是至关重要的环节。合适的材料能够保证工件在冲压过程中的成形质量和性能，而合理的工艺参数则能够确保冲压过程的稳定性和高效性。
三、冲压工艺的主要优势
1. 高效生产
冲压工艺在批量生产方面具有明显的优势，可以在短时间内快速完成大批量的工件生产，提高生产效率。
2. 成本较低
相比其他加工工艺，冲压工艺在材料利用率和加工效率上具有较高的优势，可以降低生产成本。
3. 工件精度高
冲压工艺能够保证工件的成型精度和表面质量，满足高精度工件的生产需求。
4. 可塑性强
冲压及模具的基础知识
整理课件
表面质量产生原因
主要类型：冲击线、滑移线、塌陷、暗坑、 表面扭曲等
对于外板零件来说，外表面产生的缺陷是不 允许的。
冲击线、滑移线主要是由于在冲压过程中， 板料和模具接触后，在应力集中处摩擦造 成的表面划痕。
定位零件(挡料销和导正销、导料板、定位销和定位板、侧压板、侧刃) 压料、卸料及顶料零部件(卸料板、压边圈、顶件器、推件器) 等。
②辅助构件：不直接参与完成工艺过程，也不和坯料有直接接触， （结构零件）只对模具完成工艺过程起保证作用，或对模具功能起
完善作用。
包括： 导向零件(导柱、导套、导板、导筒)； 固定零件(上模座、下模座、模柄、凸模固定板、凹模固定板、垫板、 限位固定装置)； 紧固件以及其他零件(螺钉、销钉、键、斜楔、滑块等)。
一、冲压成形概念
1. 基本概念
冲压成形： 是指在压力机上通过模具对板料加压，使其产生
分离或发生塑性变形，从而得到一定形状、尺寸和性能要求的 零件的加工方法。冲压加工是少无切削加工的和中主要形式， 它属于塑性加工方法之一，这种方法又称冷冲压或板料冲压。
冲 压 生 产 场 景
整理课件
第一节 冲压成形的特点与分类
冲 压 成 形 产 品 示 例 一
冲压加工基本常识
冲压基本常识
三 模具工作原理
3 1 ROW/FEED的定义
ROW:每模生产的排数 FEED:每一行程所成型的零件支数
冲压基本常识
3 2 排样
冲裁件在板﹑条等材料上的布置方法称为排样 排样的合 理与否;不但影响到材料的经济利用率;还会影响到模具结 构﹑生产率﹑制件质量﹑生产操作方便与安全等 因此;排样 是冲裁工艺与模具设计中一项很重要的工作
另外为精确定位各模板之间的配合精度 还采用内导柱导 套导向机构;和主导柱导套导向一样;也采用滚珠导向结构
冲压基本常识
2 3导向零件
2 3 1主导柱导套结构
冲压基本常识
2 3导向零件
2 3 1主导柱导套结构
冲压基本常识
2 3导向零件
2 3 2内导柱导套结构
冲压基本常识
2 3导向零件
2 3 2内导柱导套结构
100000K
导料销
50000K
副导柱;副导套
200000K
剥料板入子
200000K
主滚珠衬套
200000K
主导板;主导套
200000K
模板
1000000K
冲压
5000K 100000K 50000K 200000K 200000K 200000K 200000K 1000000K
冲压基本常识 2 6 弹簧
板材冲压成形的基本知识课件
毛坯的定位与夹紧
定位
确定毛坯在冲压机上的位置，确保其 准确无误。
夹紧
使用夹具或机械手将毛坯固定在冲压 机的工作台上，防止冲压过程中发生 位移。
模具的调整与安装
模具选择
根据产品形状和尺寸选择 合适的模具。
模具调整
根据实际需要调整模具的 间隙、高度等参数，确保 冲压效果。
模具安装
将模具安装在冲压机上， 确保其稳定性和安全性。
指在冲压过程中，使板料发生变形所 需施加的力。冲压力的大小与板料的 厚度、材料的机械性能、模具结构及 工件的形状有关。
冲压速度
指冲压工序中，模具与板料之间的相 对运动速度。冲压速度的选择直接影 响生产效率和产品质量。
模具间隙与凸凹模尺寸
模具间隙
指上模与下模之间的距离，其大小对冲压件的成形质量、模具寿命和冲压载荷等有显著影响。模具间隙要适当， 过大或过小都可能导致成形不良。
根据工艺特点和应用领域，板材 冲压成形可以分为单冲压、连续 冲压和复合冲压等类型。
板材冲压成形的应用领域
汽车制造
家用电器
建筑行业
其他领域
汽车车身覆盖件、零部 件等。
外壳、内部结构件等。
金属板材门窗、幕墙等 。
金属包装容器、金属艺 术品等。
板材冲压成形的基本原理
01
02
03
塑性变形
冲压培训资料
冲压实战演练
演练一
冲压操作流程
步骤
上料、冲压、下料、检查等
目的
熟悉冲压操作流程，掌握基本操作技能
演练二
冲压异常处理
步骤
模具更换、压力调整、下料顺畅等
目的
学会处理常见异常情况，提高操作技能
THANK YOU.
。
过程控制
02
在生产过程中，通过关键工序的把控、原材料的质量筛选以及
设备的维护保养等措施，确保产品质量稳定。
检测与测量
03
采用多种检测方法和工具，对产品进行抽检、全检等，确保产
品符合质量要求。
冲压品质问题分析与解决
问题识别
及时发现生产过程中出现的质量问题，明 确问题的种类和影响程度。
制定改进措施
根据问题分析结果，制定相应的改进措施 ，如调整工艺参数、更换设备等。
采取有效的安全防护措施，如佩戴防护眼镜 、手套等，以防止受伤。
危险源识别
应急处理
识别危险源，如高压、高温、噪声等，并采 取相应的防护措施。
掌握应急处理方法，如遇到突发情况时如何 处理和报告。
04
冲压品质控制与改进
冲压品质控制方法与流程
明确质量标准
01
制定详细的质量标准和验收规范，以便于明确产品的合格标准
冲压操作技巧与经验
掌握冲压设备
了解冲压设备的性能、特点和操作 方法，以便更好地控制冲压过程。
冲压基本工序
冲压基本工序
一、冲压基本工序概述
在金属加工领域中，冲压是一种常见的加工方法。冲压工序是指通过冲压机的作用，将金属板材或卷材以冲压模具为工具，经过一系列冲压工艺步骤，使工件在模具中发生塑性变形，最终获得所需形状和尺寸的工艺过程。冲压工序广泛应用于制造汽车、电器、通讯设备等各种大、中、小型金属零部件。
二、冲压基本工序步骤
冲压基本工序包括以下几个主要步骤：
1. 材料准备
•准备冲压所需的金属板材或卷材
•根据图纸要求裁剪或切割金属材料至适当尺寸和形状
2. 冲孔
•将金属板材或卷材固定在冲床上
•使用冲孔模具对材料进行冲孔操作
•冲孔后的材料形成孔洞或凹陷
3. 切割
•根据图纸要求，使用切割模具将材料切割成所需形状
•切割过程中需要注意保证切割边缘的质量和尺寸准确性
4. 弯曲
•将金属板材或卷材放置在弯曲模具上
•使用冲压机的弯曲设备将材料弯曲成所需形状
•弯曲过程需要控制好弯曲角度和弯曲位置
5. 拉伸
•将金属板材或卷材固定在拉伸模具上
•使用冲压机的拉伸设备将材料进行拉伸操作
•拉伸操作可以改变材料的形状和尺寸
6. 成形
•将金属板材或卷材固定在成形模具上
•使用冲压机的成形设备将材料进行成形操作
•成形操作可以使材料从平面变为三维形状
7. 装配
•将冲压加工好的零件与其他零件进行装配
•装配过程需要注意对零件的准确性和牢固度进行检测
三、冲压基本工序的优势
冲压基本工序具有如下优势：
1. 快速高效
冲压基本工序可以通过快速高效的自动化生产设备进行大批量生产，提高生产效率和生产速度。冲压过程中，工艺设备的操作速度可以达到每分钟数十次以上，比传统的加工方法更快捷高效。
冲压工艺的基础知识和详细介绍
随着科技的不断进步，冲压工艺将朝着高精 度、高效率、绿色环保等方向发展。
未来，冲压工艺将会更加多元化，不仅局限 于金属板材的变形，还可以应用于其他材料 和领域。
感谢您的观看
THANKS
绿色环保
冲压工艺将更加注重环保 和节能，减少环境污染和 资源浪费。
04
冲压工艺的实例分析
汽车覆盖件的冲压工艺
汽车覆盖件是汽车车身的重要组成部分，包括引擎盖、车门、后备箱盖 等。冲压工艺是制造汽车覆盖件的主要手段之一。
汽车覆盖件的冲压工艺流程包括开卷、落料、冲孔、成型、翻边等工序 。在冲压过程中，模具的设计和制造精度对产品质量的影响至关重要。
冲压工艺的分类
根据加工原理和操作方式的不同，冲压 工艺可分为冲裁、弯曲、拉伸、成形等 类型。
成形是利用模具将金属板材塑造成所需 形状的加工方法。
拉伸是利用模具将金属板材拉成所需形 状的加工方法。
冲裁是利用模具将金属板材剪切成所需 形状和尺寸的加工方法。
弯曲是利用模具将金属板材弯成所需形 状的加工方法。
电子产品的冲压工艺特点包括：采用连续模或复合模进 行高效生产；采用高精度模具和优质材料进行生产；对 于小型电子产品，可以采用单冲模或级进模进行冲压。
05
总结与展望
对冲压工艺的总结
冲压工艺是一种金属加工方法，广 泛应用于汽车、航空、电子等领域 。
冲压成形的特点与基本规律
在冲压变形图中处于GOE范围(见图2.3)。
2. r 0 ， t 0时的应力状态 当 r 0 ， t 0时，由式(2.2)可知 2 r 0 ，所以一定要 0 。这表明，对于两向压应力作用的平面应力状态，如果 绝对值最大的应力是 ，0 则在这个方向上的应变一定是负的， 是压缩变形。
2. 0 ， r 0 ，r 时的应力状态 当 0， r 0 ，r 时，由式(2.2)可知2r 0，所以一定 有 r 0 。这表明，在异号应力作用的平面应力状态时，如果
绝对值最大的应力是压应力，则在这个绝对值最大的压应力 方向上的应变是负的，即为压缩变形。
又因 0， r 0，可知 2 r 0 ，由式(2.2)一定有r 0 即在拉应力的方向上的应变是正的，是伸长变形。
冲压成形过程是不断变化的连续过程，各个区域之间可以
相互转化。
对变形区与不变形区的判断 ：如果毛坯中某部分内任意两
点的距离不产生变化，即任意两点之间不发生相对的位移， 即使该部分产生总体位置的平移(刚性平移)或等角速度的转动 (刚性转动)，这部分也一定是不变形区。
2.3 冲压变形的分类
分析研究冲压成形过程，需要从本质上揭示变形区的应 力——应变特征及变化规律，进而确定冲压工艺和成形参数， 毛坯变形区的应力状态和变形特点是决定各种冲压成形性质 的主要依据 。
板材成形理论知识要点
第六章其他成形工艺与模具设计
第一节 翻边 1.翻边-- 板材上的孔缘或外缘翻成竖边的冲压加 工方法叫做翻边。 2. 按工艺特点，翻边可分为 内孔(圆孔和非圆孔)翻边、外缘翻边和变薄翻 边； 3. 外缘翻边又分为内曲翻边和外曲翻边。 按变形性质可分为伸长类翻边、压缩类翻边以 及属于体积成形的变薄翻边等。
6. 冲裁模刃口尺寸确定
(1)落料模先确定凹模刃口尺寸，其标称尺寸应取 接近或等于制件的最小极限尺寸，凸模刃口的 标称尺寸比凹模小一个最小合理间隙。 (2)冲孔模先确定凸模刃口尺寸，其标称尺寸应取 接近或等于制件的最大极限尺寸，凹模刃口的 标称尺寸应比凸模大一个最小合理间隙。 7.“入体”原则 是指标注工件尺寸公差时应向材 料实体方向单向标注，即：落料件正公差为零， 只标注负公差；冲孔件负公差为零，只标注正 公差。
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4.伸长类翻边的特点是：变形区材料 受拉应力，切向伸长，厚度减薄，易发生破裂， 如圆孔翻边和外缘翻边中的内曲翻边等。
5. 压缩类翻边的特点是， 变形区 材料切向受压缩应力，产生压缩变形，厚度增厚，易起 皱。如外缘翻边中的外曲翻边。
6.非圆孔翻边通常是由伸长类翻边、压缩类翻边 和弯曲组合起来的复合成形。
第四章
拉深工艺与模具设计
1.拉深 是利用模具使平板毛坯变成为开口的空心零件的 冲压加工方法。 2.拉深件各部分的厚度是不一致的。一般是： 底部略为变薄，但基本上等于原毛坯的厚度； 壁部上段增厚，越靠上缘增厚越大； 壁部下段变薄，越靠下部变薄越多； 壁部向底部转角稍上处，则出现严重变薄，甚至断裂。 3.毛坯划分为5个区域： ⑴．平面凸缘区(｜σ 1｜＝｜σ 3｜，有R＝0．61Rt), ⑵. 凸缘圆角区, ⑶．筒壁区, ⑷．底部圆角区, ⑸．筒底部分
冲压工艺基础知识及实战
三、冲压工序
2.成形工序 坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的成品和半成品。 成形条件：屈服强度σS〱材料内部应力〱强度极限σb。
三、冲压工序
2.1拉延 把板料毛坯成形制成各种开口空心零件。
拉深过程及变形特点： 拉深过程如图示，其凸模和凹模有一定的圆角，其间隙一般稍大于板料厚度。拉深件的底部一般不变形，厚度基本不变。直壁厚度有所减小。
二、冲压材料(板材的性能要求)
钢板性能要求 ② 塑性应变比r值 通过拉伸试验来检验,应变分量(三个主方向) 长度方向：主应变(材料拉伸方向的应变) εmaj =( l–lo)/lo 宽度方向：次应变 εmin= ( W-Wo)/Wo 厚度方向：应变 εt = (T-To)/To r值表示钢板拉伸时，宽度方向与厚度方向应变之比值。 有什么用？？？ r值越大，表示钢板越不易在厚度方向变形（越不容易开裂），深冲性越好。 （在生产钢板时，已经在加工工艺上有这种考虑）
二、冲压材料(板材的性能要求)
钢板性能要求 ① 屈服强度、抗拉强度和屈强比 通过拉伸试验来检验。 屈服强度：拉伸试验时，开始产生塑性变形时的应力，称为屈服点，即σs=F1/A1. 抗拉强度: 是实际拉伸试验过程中开始拉断前，最大荷重值除以试验片的断面积。 即：b = FMAX / A (kg/mm2 ) 屈强比：屈服强度/抗拉强度 = σs/σb 有什么用？？？ 屈服强度小，则材料抵抗变形的力就小，容易冲压成形； 同时，冲压成形后的回弹也小。所以小些有好处。 抗拉强度大，则在冲压时材料不容易拉断裂，特别对深拉延有好处，所以大些好； 当然也不能太大，否则导致冲模力变大，磨具磨损快。 所以，屈强比越小越好,屈强比小,说明材料能够承受比较大的变形。
冲压基础知识培训
单发型模具(QDC) 单发工序的实例
2 依次传递型
将复数的工序等距离地排放在单一的模具内部。 通过传送装置冲压机每旋转一次向前推进一定的 距离，并将工件依次送至下一道工序。
材料采取连续供应的方式，机器的运转也是连续 且自动的，
材料采用卷材，通过展卷机、校平器、供卷机等 设备连续供应。
依次传送型模具 依次传送型的实例
三、冲压的坯料
主要是热轧和冷轧的钢板和钢带。 常用低碳钢、不锈钢、高塑性合金钢、铜、镁、 铝及其合金及等金属材料，非金属材料如胶木、 云母、纤维板、皮革等亦广泛地采用冲压。
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%。
弯曲时的纤维方向
坯料纤维方向：与弯曲线垂直（如图）
对板料进行弯曲要注意： 1.弯曲线力求与锻造流纹垂直，否则，弯曲半径要大； 2.回弹角 “矫枉过正”，因材因板厚而异。
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。
冲压机的工作原理如下：
冲压工应知应会
冲压工应知应会
一、冲压的基本工序及术语
1、冷冲压。是将各类规格的金属板料或者坯料，在室温下对其施加压力（如通过压力机及模具），使之变形或者分离以获得所需的各类形状零件的一种加工方法。
2、排样。是所冲压的工件在条料、卷料或者板料上的布置方法。在生产中根据材料的利用情况，排样方式要紧有无废料排样、少废料排样与有废料排样三种。
3、冲压生产具有的优点：a：节约原材料，同时材料的利用率高，通常可达70—85%。b：操作工艺方便。c：冲压件的尺寸精度要紧靠模具保证，质量稳固，互换性好。d：件的强度高、刚性好、重量轻，能生产形状复杂的制件。e：生产效率高，容易自动化生产。
4、冲压基本工序：a：分离工序包含：剪裁、落料、冲孔、切边、整修。b成形工序：包含弯曲、拉延（拉深）、及其它的成形如：翻边、校平、整形等。
二、冲压设备基本知识
1、合器与制动器的作用：操纵滑块的运动与停止，其工作原理是：在开动压力机时，先脱开制动器后结合离合器，在停止压力机先脱开离合器（电磁阀断电排气）制动器结合（弹簧的作用下）
2、公称压力。曲柄压力机的公称压力是指滑块离下死点前某一特定距离或者曲柄旋转到离下死点前某一特定的角度时，滑块上的同意的最大作用力。
3、平衡缸的作用。防止滑块向下运动时，因受自身重力的作用迅速下降，使传动系统中的受到冲击，而损坏，或者产生较大的噪音。合适的平衡作用可调整连杆与滑块的间隙，以利于连杆的润滑。减少传动部件的磨损，降低调模的电机功率，防止连杆拆断迅速下降，冲工作台面造成事故。
4、行程及行程次数。压力机没滑块行程大小，应保证成形零件的取出与方便毛坯的放进。在冲压工艺中，拉深与弯曲通常需要较大的行程，关于拉深工序所用压力机的行程，至少应为成品零件高度的2倍以上，通常取2.5倍。
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（2-8）
第二章 板材冲压成型的基本知识
2.2.3 冲压变形趋向性及其控制
（a）拉深 （b） 翻边
（c）缩口
图2-13 冲压成型时毛坯各区划分举例
❖ 弱区必先变形，变形区应为弱区
液压压力机：冲压液压机、一般用途液压机、弯 曲校正压紧用液压机、打包压块用 液压机、专门化液压机
第二章 板材冲压成型的基本知识
闭式单点
闭式双点
第二章 板材冲压成型的基本知识
2、摩擦压力机
图2-2 摩擦压力机传动系统示意图 1—电动机；2—皮带；3、5—摩擦盘；4—轴；6—飞轮；7—拨杆；8—螺母； 9—螺杆；10—连杆；11—挡块；12—滑块；13—手柄
2.4 常用冷冲压模具材料及其性能 1、 模具材料的种类
常用的模具材料有普通碳素钢、工具钢、硬质 合金、高速钢、铸铁、锌基合金、低熔点合金、环 氧树脂、聚氨酯橡胶等。 2、模具材料的选取原则
[1]冲压材料的性能 [2]生产批量 [3]工序性质和工作条件 3、模具零件材料和热处理要求
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成型性能包括有抗破裂性、贴模性和定形性。
第二章 板材冲压成型的基本知识
3、板材成型性能的试验方法 常用的试验方法有间接试验和直接试验两大类。
[1] 间接试验 主要的方法有：拉伸试验、剪切试验、硬度试验、金
相微观检查等。其中拉伸试验是测定板材的力学性能简单 而最常用的方法。
（a）拉伸实验用试样
（b）拉伸曲线
屈服准则是金属进入塑性状态的力学条件。 1、Tresca 塑性条件：
材料塑性变形的开始与最大切应力有关。无论是何种 应力状态，只要最大切应力达到某一定值时材料就开始屈 服。其表达式如下：
max1
3
2
s
2
σ1-σ3=σs （σ1≥σ2≥σ3 ）
（2-3） （2-4）
第二章 板材冲压成型的基本知识
2、Mises塑性条件：
2.3.2 冲压材料的种类 1、冲压材料分类： 可分为金属材料和非金属材料两大类。 金属材料：黑色金属、有色金属 非金属材料：橡胶、胶木、塑料、云母… 2、供货形式 板料；大型零件的冲压； 带料（卷料）：大批量生产的自动送料； 条料：中、小零件的冲压； 块料：单件生产和贵重金属的冲压。
第二章 板材冲压成型的基本知识
卧式镗铣床运行速度越来越高，快速 移动速 度达
到25～30m/min，镗杆 最高转 速6000r/min。 而卧式 加工中 心的速 度更高 ，快速 移动高 达50m/min， 加速度5m/s2， 位置精 度0.008～0.01m m， 重复定 位精度 0.004～ 0.005mm。
落地式铣镗床铣刀
由于落地式铣镗床以加工大型零件 为主， 铣削工 艺范围 广，尤 其是大 功率、 强力切 削是落 地铣镗 床的一 大加工 优势， 这也是 落地铣 镗床的 传统工 艺概念 。而当 代落地 铣镗床 的技术 发展， 正在改 变传统 的工艺 概念与 加工方 法，高 速加工 的工艺 概念正 在替代 传统的 重切削 概念， 以高速 、高精 、高效 带来加 工工艺 方法的 改变， 从而也 促进了 落地式 铣镗床 结构性 改变和 技术水 平的提 高。
泵。 ❖ 操纵部分：包括操纵箱和一些操纵阀。
第二章 板材冲压成型的基本知识
图2-6 Y32-300型液压机外形图 1—工作缸；2—上横梁；3—立柱； 4—活动横梁；5—顶出缸；6—下横梁
a—本体部分 b—操作控制系统 c——动力部分
第二章 板材冲压成型的基本知识
二、冲压设备的选用 1、冲压设备类型
工作台面（或工作垫板）尺寸一般应大于模 具底座50-70mm，以便安装模具。
漏料孔尺寸应大于工件或废料尺寸，以便漏料。 对于有弹顶装置的模具，下弹顶器的外形尺寸还应 小于漏料孔尺寸。
第二章 板材冲压成型的基本知识
（5）装模高度 压力机的装模高度是指滑块在下止点时，滑
块底平面到工作台上的垫板上平面之间的距离。 调节压力机连杆的长度，可以调节压力机的装
模高度。
*模具的闭合高度应在压力机的最大与最小装模高 度之间。
（6）电动机功率 所选择的电机功率应大于冲压所需功率。
第二章 板材冲压成型的基本知识
3、高速压力机
第二章 板材冲压成型的基本知识
图2-8 高速压力机及其附属机构 1—开卷机；2—校平机构；3—供料缓冲装置；4—送料机构；5—高速自动压
第二章 板材冲压成型的基本知识
2、冲压设备参数 （1）标称压力
图2-7 曲柄压力机的许用压力曲线 H-滑块行程 ha-滑块离下止点的距离 аa-曲柄离下止点的夹角 F-滑块在某位置时所允许的最大工作压力 Fmax-压力机的最大许用压力
第二章 板材冲压成型的基本知识
标称压力是指滑块离下止点前某一特定距离 （此距离称为标称压力行程或额定压力行程）或曲 柄旋转到离下止点前某一特定角度（此角度称为标 称压力角或额定压力角）时，滑块上所允许承受的 最大工作压力。
图2-15 拉伸实验试样及拉伸曲线
第二章 板材冲压成型的基本知识
由拉伸试验得到的各种力学性能指标有屈服点 s 或屈 服强度 0.2 ，抗拉强度 b ，伸长率e（％），弹性模量E， 加工硬化指数n，均匀伸长率 e u（％），垂直各向异性系
r 数或塑性应变比（r、 值）以及这些试验值在板面内各向
异性值（△r值）。
板材冲压成型的基本知识
板材冲压成型的基本知识
❖ 学习内容 1、了解冲压工艺常用的基本设备。 2、掌握冲压设备相关的技术参数。 3、了解塑性成型的基本理论。 4、了解常用的冲压材料和模具材料。
第二章 板材冲压成型的基本知识
2.1 冷冲压设备 一、冲压设备分类
机械压力机：曲柄压力机、偏心压力机、拉深压 力机、摩擦压力机、粉末制品压力 机、模锻精压机、挤压用压力机、 专用压力机
第二章 板材冲压成型的基本知识
❖ 改变变形趋势的措施： 1、改变毛坯各
部分的相对尺寸
第二章 板材冲压成型的基本知识
2、改变模具工作部分的几何Biblioteka Baidu状和尺寸。 改变凸模和凹模的圆角半径
3、改变毛坯与模具接触表面之间的摩擦阻力。 可采用润滑和改变局部受力
4、改变毛坯局部温度。 主要采用局部加热或深冷的办法
力机；6—弹性支承
第二章 板材冲压成型的基本知识
4、数控冲模回转头压力机
第二章 板材冲压成型的基本知识
图2-9数控冲模回转头压力机工作原理示意图 1—蜗杆副；2—定位销；3—回转头；4—离合器；5、8—滚珠丝杠；6—液压马达；
7—工作台；9—上滑块；10—夹钳；11—滑块；12—肘杆机构
第二章 板材冲压成型的基本知识
l0 b0 t0 =lbt 等式两边取对数可得：
1n（b/ b0 ）+1n（l/ l0 ）+1n（t/ t0 ）=0 以真应变的形式表示：故
ε1 +ε2 +ε3 =0
（2-2）
第二章 板材冲压成型的基本知识
图 2-12 主应变图
第二章 板材冲压成型的基本知识
2.2.2 屈服准则 各个应力分量之间的关系称为屈服准则（塑性条件）。
第二章 板材冲压成型的基本知识
a）最小行程状态b）最大行程状态c）任意位置行程状态 图2-5 偏心压力机行程调节状态图
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4、液压机 （1）结构组成
各种液压机都由三部分组成 ❖ 本体部分：包括立柱，上、下横梁、活动横梁、
工作缸、顶出器。 ❖ 动力部分：为工作缸和顶出缸提供高压油的高压
❖ 板料冲压时，毛坯的内孔和外边缘处通常处于直线应力 状态。
第二章 板材冲压成型的基本知识
❖ 主应力图中，压应力分量越多，数值越大，则金属的塑性 越高。
❖ 单元体上三个正应力的平均值称为平均应力，用σm表示， 即
σm=（σ1+σ2+σ3）/3
（2-1）
❖ 任何一种应力状态都可以看成是由两种应力状态叠加而成
现在，又开发了一种可更换式主轴 系统， 具有一 机两用 的功效 ，用户 根据不 同的加 工对象 选择使 用，即 电主轴 和镗杆 可相互 更换使 用。这 种结构 兼顾了 两种结 构的不 足，还 大大降 低了成 本。是 当今卧 式镗铣 床的一 大创举 。电主 轴的优 点在于 高速切 削和快 速进给 ，大大 提高了 机床的 精度和 效率。
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高速电主轴在卧式镗铣床上的应用 越来越 多，除 了主轴 速度和 精度大 幅提高 外，还 简化了 主轴箱 内部结 构，缩 短了制 造周期 ，尤其 是能进 行高速 切削， 电主轴 转速最 高可大10000r/min以 上。不 足之处 在于功 率受到 限制， 其制造 成本较 高，尤 其是不 能进行 深孔加 工。而 镗杆伸 缩式结 构其速 度有限 ，精度 虽不如 电主轴 结构， 但可进 行深孔 加工， 且功率 大，可 进行满 负荷加 工，效 率高， 是电主 轴无法 比拟的 。因此 ，两种 结构并 存，工 艺性能 各异， 却给用 户提供 了更多 的选择 。
第二章 板材冲压成型的基本知识
2.3 常用冷冲压材料及其成型性能 2.3.1冲压材料的基本要求和实验方法
1、影响板材冲压成型性能的原因 [1]板材的化学成分 [2]板材内部组织结构 [3]材料的表面质量 [4]板材的尺寸精度
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2、板材冲压成型性能 可分为剪切性能和成型性能两大类。 [1]剪切性能 是指板料对分离加工的适应能力； [2]成型性能 是指板料对冲压成型加工的适应能力。
*标称压力必须大于冲压工艺所需的冲压力。 *在选择压力机时，必须使冲压力曲线不超过压力 机的许用压力曲线。
第二章 板材冲压成型的基本知识
（2）滑块行程 滑块行程是指滑块从上止点至下止点所经过的
距离。对于曲柄压力机，其值等于曲柄半径的两倍。 （3）滑块每分钟行程次数
行程次数是指滑块每分钟往复运动的次数。 （4）工作台面尺寸和漏料孔尺寸
2.2 板材冲压成型的基本理论 2.2.1 板料冲压成型中的力学基础
1、点的应力状态
图2-10 点应力状态 （a）任意坐标系统 （b）主轴坐标系统
第二章 板材冲压成型的基本知识
图 2-11 主应力图
❖ 板料成型时，大多数情况下板厚方向的应力很小，可以 忽略不计。所以一般可按平面应力状态处理板料成型过 程。
2、直接试验 杯突试验、拉深性能试验、拉深力对比试验（TZP
法）、锥形件拉深试验、弯曲试验、楔形拉伸试验和扩孔 试验等。
第二章 板材冲压成型的基本知识
图 2-16 杯 突 实 验 （GB4156-1984）
图2-17 拉深成型性能实验
第二章 板材冲压成型的基本知识
第二章 板材冲压成型的基本知识
第二章 板材冲压成型的基本知识
3、偏心压力机 （1）结构
图2-3 偏心压力机传动系统示意图 1—脚踏板；2—工作台；3—滑块；4—连杆；5—制动器；6—偏心轴；7— 离合器；8—带轮；9—电动机；10—床身；11—操纵机构；12—工作台垫板
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（2）行程调节机构
图2-4 偏心压力机行程调节机构 1—螺母；2—接合套；3—偏心套；4—连杆；5—偏心主轴； O—偏心主轴中心；A—偏心主轴偏心部分中心；M—偏心套3的中心
当今，落地式铣镗床发展的最大特点是 向高速 铣削发 展，均 为滑枕 式(无 镗轴)结 构，并 配备各 种不同 工艺性 能的铣 头附件 。该结 构的优 点是滑 枕的截 面大， 刚性好 ，行程 长，移 动速度 快，便 于安装 各种功 能附件 ，主要 是高速 镗、铣 头、两 坐标
双摆角铣头等，将落地铣镗床的工艺 性能及 加工范 围达到 极致， 大大提 高了加 工速度 与效率 。
当变形金属中某点的三个主应力的组合满足以下关系时， 材料即开始屈服，进入塑性状态。即：
1 2 （ 12 ） 2 （ 23 ） 2 （ 13 ） 2 （2-5）
❖ 式中σ1、 σ2 、 σ3—三个主应力，σ1 ≥ σ2 ≥ σ3
σ—材料在单向应力状态下的真实应力。
也可写成统一的形式：
σ1 - σ3 =βσ
的。
球应力状态：各应力分量大小等于平均应力σm 改变物体的体积，而不能改变物体的形状。
偏应力状态：减去了球应力状态以后得到的应力状态。
能使物体产生形状变化，不会引起物体体积
的变化。
第二章 板材冲压成型的基本知识
2、点的应变状态
设有边长分别为b0、l0和t0的立方形物体，均匀
变形后尺寸变为b、l、t，根据体积不变条件：