第1章-冲压工艺基础(1-5)-2012
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冲压工艺基础
压料面有两种： 1.由工件本身的法兰面组成； 2.由工艺补充部分组成；
制定压料面基本原则: 1.为了降低拉深深度，压料面可以设计成一定的弯曲形状，使毛坯拉深前先弯成一定 的形状。但压料面的形状应尽量简单、平滑，防止毛坯在压料过程中就产生摺皱现 象，并利于毛坯在拉深时材料向凹模内流动 2.压料面与凸模的形状之间，应保持一定的几何关系——保证在拉深过程中毛坯处于 张紧状态，并能平稳地、渐次地紧贴凸模，以防止产生皱纹。为此，必须满足如下 关系：压料面长度﹤凸模表面展开长度
精选课件 22
拉延与成型的选择：此零件可以采用成型,也可以采用拉延,下图是采用不同方式的加 工数据区别
成型
拉延
成型模具结构简图
拉延模具结构简图
精选课件
23
分离工序分：落料、冲孔、切断、修边等
工序 名称
落料
图示
废料
冲孔
零件
切断
特点
零件 废料
用冲模沿封闭曲线冲切，冲下的 部分是零件。用于制造各种平板 形状的零件。
精选课件 11
A、拉深模结构：分为三部分:上模（凹模）、压边圈、下模（凸模）
上模（凹模）
精选课件
导板
12
压边圈
导板
挡料销
精选课件 13
下模（凸模）
墩死块：调整模 块之间间隙
导板
气垫过孔
精选课件 14
B、修边冲孔模结构 下模
导柱
缓冲块
凸模
修边刃口 废料刀 导板
精选课件
挡料销 下模板
废料滑槽
15
侧
侧修边线
翻
边
侧冲孔
精选课件
翻边线
33
侧围的冲压工艺
OP05 落料
制定压料面基本原则: 1.为了降低拉深深度，压料面可以设计成一定的弯曲形状，使毛坯拉深前先弯成一定 的形状。但压料面的形状应尽量简单、平滑，防止毛坯在压料过程中就产生摺皱现 象，并利于毛坯在拉深时材料向凹模内流动 2.压料面与凸模的形状之间，应保持一定的几何关系——保证在拉深过程中毛坯处于 张紧状态，并能平稳地、渐次地紧贴凸模，以防止产生皱纹。为此，必须满足如下 关系：压料面长度﹤凸模表面展开长度
精选课件 22
拉延与成型的选择：此零件可以采用成型,也可以采用拉延,下图是采用不同方式的加 工数据区别
成型
拉延
成型模具结构简图
拉延模具结构简图
精选课件
23
分离工序分：落料、冲孔、切断、修边等
工序 名称
落料
图示
废料
冲孔
零件
切断
特点
零件 废料
用冲模沿封闭曲线冲切，冲下的 部分是零件。用于制造各种平板 形状的零件。
精选课件 11
A、拉深模结构：分为三部分:上模（凹模）、压边圈、下模（凸模）
上模（凹模）
精选课件
导板
12
压边圈
导板
挡料销
精选课件 13
下模（凸模）
墩死块：调整模 块之间间隙
导板
气垫过孔
精选课件 14
B、修边冲孔模结构 下模
导柱
缓冲块
凸模
修边刃口 废料刀 导板
精选课件
挡料销 下模板
废料滑槽
15
侧
侧修边线
翻
边
侧冲孔
精选课件
翻边线
33
侧围的冲压工艺
OP05 落料
冲压工艺学
五、板料、带料维护与清洗 1、板料的维护： 板料在下料过程中，不能将原材料表面划伤、碰 伤，应保证平直。板料下好后，在运输过程中小 心搬运。 2、板料的清洗： ①酸洗：去除钢表面的氧化皮和铁锈。酸洗的工 艺流程为：酸洗→水洗→中和→防锈处理。 ②煤油、汽油清洗：去除材料表面的油污。 3、板料、带料上油：便于拉伸、落料、克弯，其 作用是提高模具的使用寿命，提高冲压件的表面 质量。
冲压用材料对于冲压工艺来说是一个非常重要的因
素。合理地选择材料，对提高产品质量，减轻零件重 量，减少材料消耗，降低生产成本，保证均衡生产起 到重要的作用。 1、冲压件对材料的要求
材料塑性高低对完成冲压工艺过程有很大的影响，
在变形工序中（如压弯、拉伸、成形等），塑性好的 材料，允许的变形程度大。这样可减少工序和减少因 材质不良产生的废品。
把空心制件拉伸成侧壁比底部薄的制件 或者把拉伸件口部范围增厚的制件
把制件上孔的边缘翻出竖立的边缘
把已成形的制件外缘，翻出圆弧或曲 线的竖立边缘
把空心制件的口部扩大，常用于管件 把空心制件的口部缩小
毛坯或制件局部产生拉伸压缩变形，形 成凸出或凹入的形状
把空心件的边缘卷成一定形状
工序类型 工序名称 胀形
接触处形成很小的圆角。
②塑性变形阶段：当凸模继续下压，板料应力超过了
屈服极限，部分金属被挤入凹模洞口，产生塑性剪切
变形，形成光亮的剪切断面。
③剪裂阶段：凸模继续下压，凸凹模刃口处出现微小
裂纹不断向材料内部扩展，若凸模间隙合理时，上，
下裂纹重合，板料被拉断分离。
零件
零件
零件
凹模
板料 凹模
板料 凹模
板料
分离工序分类
表 1-1
第一章 冲压工艺基础-1
1
冲压工艺基础
1、工艺分析计算方法的现代化 近几年来国内外开始采用有限元法，对复杂成形件 （如汽车覆盖件）的成形过程进行应力应变分析和计算 机模拟，以预测某一工艺方案对零件成形的可能性和会 发生的问题，将结果显示出来，供设计人员进行修改和 选择。这样，不但可以节省模具试制费用，缩短新产品 的试制周期，还可以逐步建立一套能结合生产实际的先 进设计方法，既促进了冲压工艺的发展，也将使塑性成 形理论逐步完善到对生产实际的指导作用。
• 所用设备：压力机（如曲柄压力机、液压机、摩擦压力机） • 所使用的成形工具为冷冲压模（简称冲模）
• 完成条件：金属板料内部产生变形的应力达到一定的数值 时，材料的某个部分便产生与应力性质相对应的变形，使 其产生塑性变形或分离，以获得需形状和尺寸的零件
1.1.2 冲压加工的3个基本要素：
冲模：冷冲压加工时，将材料加工成零件的一种特殊
把板料的边缘按曲线翻成竖立的边 缘，可分为内孔翻边和外缘翻边
内孔翻边 ——在预先冲好制件的板材半成品上
冲出竖立的边缘
圆孔翻边、异形孔翻边
－成形工序 外缘翻边 ——将板料半成品的边缘按曲线或圆
弧翻出竖立成一定角度的直边
凸曲线翻边、凹曲线翻边
－成形工序
局部成形 —— 在板料或零件表面上制成各种形状的凸起 或凹陷，以提高零件的刚性，也可称之为起 伏、压梗、压筋
航空航天制造业：
1
冲压工艺基础
汽车制造业
• 汽车制造业：
1
冲压工艺基础
1
冲压工艺基础
1
冲压工艺基础
1.2 冲压技术的发展方向
1、工艺分析计算方法的现代化 2、模具设计制造技术现代化 3、冲压生产的机械化与自动化 4、适应产品更新换代快和生产批量小的特点 5、改进板料性能，以提高其成形能力和使用 效果
1冲压技术基础
1 冲压技术基础1．1 冲压成形与模具技术概述1．1．1 定义冲压—在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。
由于它主要用于加工板料零件，所以也叫板料冲压。
由于多数在冷态（或室温）下进行，所以又称冷冲压。
冷冲压工艺广泛应用于汽车、电器、仪器仪表、航空、航天以及各种民用轻工等行业，是现代工业生产的重要手段和发展方向。
冲压模具——在冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冲压模具（冷冲压模具，冷冲模）。
冲压零件生产三要素——合理的冲压成形工艺、先进的模具、高效的冲压设备。
1．1．2 特点1）冲压生产率高、材料利用率高。
如自动送料高速冲压1500-2000次/分2）生产的制件精度高、复杂程度高、一致性高。
如电机定、转子3）模具精度高、技术要求高、生产成本高。
如电机定、转子复合模冲压成形加工必须具备相应的模具，模具是技术密集型产品，其制造属单件小批量生产，只有在冲压零件生产批量大的情况下，冲压成形加工的优点才能充分体现。
适应场合：大批量生产。
1．1．3 冲压工序的分类根据材料的变形特点可将冷冲压工序分为：分离工序——是指坯料在冲压力作用下，变形部分的应力达到强度极限σb以后，使坯料发生断裂而产生分离。
分离工序主要有剪裁和冲裁。
成形工序——是指坯料在冲压力作用下，变形部分的应力达到屈服极限σs，但未达到强度极限σb，使坯料产生塑性变形，成为具有一定形状、尺寸与精度制件的加工工序。
成形工序主要有弯曲、拉深、翻边、旋压。
1．1．4 冲压模具冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，冲压件的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。
模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。
冲压模具的形式很多，一般可按以下几个主要特征分类。
冲压工艺基础知识培训讲义
圈与上模之间必须加导柱
导向。
•
当料厚t > 1.2mm时，可不
加导柱导向。
镶块拉延模
当料厚比较厚大于1.2，拉延 的材料为高强度板，或者客 户有特殊要求时，会考虑用 镶块拉延模。
修边冲孔模结构介绍：下模
下模仁镶块 下模仁 顶料器
工序件废料部分 废料刀 废料盒 定位具 吊耳
导柱组 停止块 绶冲器
修边冲孔模的组成部分：上模
V型中心线：对应的是模具中心。
销孔
数控加工用三销孔进行拉直分中，将机床中心，模具中心， 加工坐标三者合一。
切角拉延
定义：板料拉延成型时，因局部材料流动困 难、易破裂，需要去除局余料，为了节约一 套落料模，而把此项冲裁工序结合到拉延工 序上称切角拉延。
废料斜溜，角度≥15°
•
当料厚t ≤ 1.2mm时，压边
1、上模扣合模块
3、下模（含预弯机构+胎膜+顶 料+传送机构）
2、上模压料芯
1、上模扣合模块 2、上模压料芯 3、下模
包边形式的分类及简单介绍
压合模的简单介绍
包边机构及简单的原理介绍
1、插刀
NO1：预弯
预弯刀块 2、斜楔
NO2：压合
4、压死刀块 5、胎膜
1、插刀 2、斜楔 1、2组合使用
包边形式的分类及简单介绍
拉延模的起吊翻转及安全区
a.起吊、翻转装置：
b.安全区的设计:
一般在模座的前后方向（相 一般情况下，安全圈和上模座上，但有些时
起重棒，规格根据压边圈的重 量确定；如有特殊要求，起重
候，下安全区设计在下模座上， 分布在压边圈的四角，尺寸按 模具大小有
棒也可设计在模座的左右２端。100x100mm,120x120mm,150
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二、冲压设备与选用
2.冲压设备的选用 (1)压力机类型的选择原则 中、小型冲压件选用开式机械压力机; 大、中型冲压件选用双柱闭式机械压力机; 导板模或要求导套不离开导柱的模具，选用偏心压力机; 大量生产的冲压件选用高速压力机或多工位自动压力机; 校平、整形和温热挤压工序选用摩擦压力机; 薄板冲裁、精密冲裁选用刚度高的精密压力机; 大型、形状复杂的拉深件选用双动或三动压力机; 小批量生产中的大型厚板件的成型工序，多采用液压压力机
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第一节 冲压工艺的分类和特点
二、冲压工艺的特点
冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自 动化
冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不 破坏冲压件的表面质量，而模具的寿命一般较长，所以冲压 的质量稳定，互换性好，具有“一模一样”的特征。
冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件。 冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其他
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第四节 冲压模具及冲压设备
一、冲压模具
在冷冲压加工中，将材料(金属或非金属)加工成零件(或半成 品)的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具(俗称冷冲模)。
冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产 品。
1.冲压模具的分类 (1)根据工艺性质分类 冲裁模。 弯曲模。 拉深模。 成型模。
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第四节 冲压模具及冲压设备
二、冲压设备与选用
(2)压力机规格的选择 公称压力 滑块行程长度 行程次数 工作台面尺寸 滑块模柄孔尺寸 闭合高度
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第四节 冲压模具及冲压设备
三、模具的安装
模具安装的一般注意事项:检查压力机上的打料装置，将其暂 时调整到最高位置，以免在调整压力机闭合高度时被折弯;检 查模具闭合高度与压力机闭合高度之间的关系是否合理;检查 下模顶杆和上模打料杆是否符合压力机的除料装置的要求(大 型压力机则应检查气垫装置);模具安装前应将上下模板和滑 块底面的油污揩拭干净，并检查有无遗物，防止影响正确安 装和发生意外事故。
2.冲压设备的选用 (1)压力机类型的选择原则 中、小型冲压件选用开式机械压力机; 大、中型冲压件选用双柱闭式机械压力机; 导板模或要求导套不离开导柱的模具，选用偏心压力机; 大量生产的冲压件选用高速压力机或多工位自动压力机; 校平、整形和温热挤压工序选用摩擦压力机; 薄板冲裁、精密冲裁选用刚度高的精密压力机; 大型、形状复杂的拉深件选用双动或三动压力机; 小批量生产中的大型厚板件的成型工序，多采用液压压力机
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第一节 冲压工艺的分类和特点
二、冲压工艺的特点
冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自 动化
冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不 破坏冲压件的表面质量，而模具的寿命一般较长，所以冲压 的质量稳定，互换性好，具有“一模一样”的特征。
冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件。 冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其他
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第四节 冲压模具及冲压设备
一、冲压模具
在冷冲压加工中，将材料(金属或非金属)加工成零件(或半成 品)的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具(俗称冷冲模)。
冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产 品。
1.冲压模具的分类 (1)根据工艺性质分类 冲裁模。 弯曲模。 拉深模。 成型模。
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第四节 冲压模具及冲压设备
二、冲压设备与选用
(2)压力机规格的选择 公称压力 滑块行程长度 行程次数 工作台面尺寸 滑块模柄孔尺寸 闭合高度
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第四节 冲压模具及冲压设备
三、模具的安装
模具安装的一般注意事项:检查压力机上的打料装置，将其暂 时调整到最高位置，以免在调整压力机闭合高度时被折弯;检 查模具闭合高度与压力机闭合高度之间的关系是否合理;检查 下模顶杆和上模打料杆是否符合压力机的除料装置的要求(大 型压力机则应检查气垫装置);模具安装前应将上下模板和滑 块底面的油污揩拭干净，并检查有无遗物，防止影响正确安 装和发生意外事故。
冲压工艺基础知识
工序 分类
基本 工序
冷冲压工序的分类和成形特点
工序 名称
工序简图
分离工 冲裁
序
落料 冲孔
工序特点
沿封闭轮廓 分离出制件
沿封闭轮廓 分离出废料
冷冲压工序的分类和成形特点
弯曲
压弯
续表
将板料沿直线弯曲形 成制件
变形工 序
拉深
拉深
成形
翻边
将板料冲压成开口空 心制件
使板料边缘弯曲成竖 立的曲边弯曲线形状，或 将孔附近的材料变形成有 限高度的圆筒形
冲裁工序还包括切断、切边、切口和剖切等；弯曲还包括拉弯、扭弯 和滚弯等；拉深还包括变薄拉深；成形还包括起伏、缩口、胀形等，其部 分工序简图如图所示。
a）
b）
c） a）剖切
工序简图 b）切口 c）变薄拉深
d） d）胀形
毛坯图
托架冲压加工过程示意图
落料与冲孔
一次弯曲
托架冲压加工过程示意图
二次弯曲
续表
第一章 冲压工艺基础知识
第一节 第二节 第三节 第四节
冲压加工及其工艺过程 冲压模具 冲压成形设备 冲压材料与冲压排样
第一节 冲压加工及其工艺过程
对于如图所示的托架制件（年产量5万件，材料为20钢），一般采用冲压 加工而成。根据需要，该托架制件冲压加工所需的基本工序包括：冲孔、落 料和弯曲。
托架零件
一、冲压加工及其基本工序
1．冲压加工
冲压加工是借助相应的设备（压力机）和工具（冲模），对板料金 属或非金属施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得具有一定形 状、尺寸和性能要求产品的生产技术。
冲压加工是金属压力加工方法之一，它是建立在金属塑性变形理 论基础上的材料成形工程技术。
冲压工艺基础知识概述(PPT 70页)
有分离现象发生，但不 改变空间形状
表1-1 分离工序
表1-1 分离工序（续）
（2）成形工序
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σs，但未达到强度极限σb，使材料只产生塑性变形，从而得到一定形状和尺 寸的零件。成形工序主要有弯曲、拉深、翻孔、缩口、胀形等。
冲压过程现场录像——普通冲压
冲压过程现场录像——普通冲压
冲压过程现场录像——自动冲压
冲压过程现场录像——自动高速冲压
1.1 冲压工艺特点及应用
1.1.1 冲压的概念
日常生活用品
食品行业
电机行业
仪器、仪表行业
家用电器、电脑行业
洗衣机滚筒
空调背板
电子行业
接插件端子
电子行业
汽车行业
冲压加工的缺点
模具制造周期长，成本高。
车门板修边冲孔 模：98万元
传统加工方法和手 段及传统模具材料
自动叠铆级进模： 98万元
缺点将不复存在
但随着先进的模具加工技术及非传统意义上的模具材 料的出现，这种缺点也可逐渐被克服。
➢ 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 ➢采用经济模具。
如何衡量板料的冲压成形性能？
（1）抗破裂性是指板料在变形中抵抗破坏的能力。 （2） 贴模性 是指板料在冲压成形过程中取得与模具形状一 致的能力。 （3）定形性是指零件脱模后保持其在模内所得形状的能力。
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。
板料冲压成形性能试验方法：
成形工序示意
D
只改变毛坯形状，不发生分离
表1-2 成形工序
表1-2 成形工序（续）
冲压基础知识
第一章冷冲压概论1.1冲压工艺特点1.冲压是金属塑性成形的基本方法之一，它利用冲模在压机上对金属板料施加压力，使其分离或变形，从而得到一定形状，并且满足一定使用要求零件的加工方法。
通常在常温（冷态）下进行，又称冷冲压。
主要用于加工板料，又称板料冲压。
2.冲压三要素：冲床、模具、原材料。
1.2 冷冲压基本工序及模具1.冲压工序分离工序：指冲压过程中使冲压件与板料沿一定的轮廓相互分离的工序。
基本工序：冲孔、落料、切断、切口、切边、剖切、整修等。
成形工序：指材料在不破裂的条件下产生塑性变形，从而获得一定形状、尺寸和精度要求的零件。
基本工序：弯曲、拉深、成形、冷挤压等。
2.模具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）级进模：在冲压的一次行程过程中，在不同的工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。
3）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。
复合冲压模有正装式和倒装式两种结构。
其中正装式是凸凹模置于上模部分，倒装式则是凸凹模置于下模部分。
3.常见冲压工序及相应模具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。
（3）切断：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。
（5）切边：用切边模将坯件边缘的多余材料冲切下来。
（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：用整修模去掉坯件外缘或内孔的余量，以得到光滑的断面和精确的尺寸。
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。
冲压工艺学(全)
（2）
冲压应力图的DOE，冲压应变图的GOL
33 与该种情况相对的变形有缩口变形等。
2019/12/21
第二章 冲压变形基础
3）变形区受异号应力作用，且拉应力绝对值大于压应力绝对值
（1）
，且
冲压应变图的MON；
，处于冲压应力图的GOF，
（2）
，且
冲压应变图的COD；
，处于冲压应力图的AOB，
与该种情况相对的变形有扩口等。
可以把冲压变形方式按毛坯变形区的受力情况（应力状态）和变 形特点从变形力学理论的角度归纳为以下几种情况，并分别研究它们 的变形特点。
31
2019/12/21
第二章 冲压变形基础
1.变形分类
1）冲压毛坯变形区受两向拉应力作用 分为两种情况：
（1）
再确定 ， 的变化范围是
，
当
时，为两向等拉，
当
时，为单拉，
第一类硬化曲线： ~
第二类硬化曲线： ~ 第三类硬化曲线： ~
27
2019/12/21
第二章 冲压变形基础
2.硬化曲线及表达式
直线式－以硬化曲线上缩颈点处的切线表示：
式中： －截距
F －硬化模数，为硬化直线斜率
1）当应变 用延伸率 表示时，
2）当应变 用断面缩减率 表示时，
4）变形区受异号应力作用，且压应力绝对值大于拉应力绝对值
（1）
，且
冲压应变图的MOL；
，处于冲压应力图的EOF，
（2）
，且
冲压应变图的DOE；
，处于冲压应力图的BOC，
与该种情况相对的变形有拉深等。
34
2019/12/21
第二章 冲压变形基础
冲压工艺基础
（3）根据冲压件的尺寸、形状和精度要求来选材。一般 来说，对于形状简单、冲压件尺寸不大的模具，其工作零件 常用高碳工具钢制造，形状较复杂、冲压件尺寸较大的模具， 其工作零件选用热处理变形较小的合金工具钢制造；而冲压 件精度很高的精密冲模的工作零件，常选用耐磨性较好的硬 质合金等材料制造。
2020/8/9
冲压工艺基础
按送料、出件等方法分 有手动模、半自动模、自动模 等。
按轮廓尺寸分 有大型模、中型模、小型模。 （1）冲裁模 将一部分材料与另一部分材料分离或部 分分离的模具。下面列举几种一般中小型企业常见的冲裁模 结构简图。
2020/8/9
冲压工艺基础
a) 落料模
b) 冲孔模
c) 剪切模
冲裁模的分类
按工序性质分 有落料模、冲孔模、切边模、切断模、 剖切模、整修模、精冲模等。
按工序的组合分 有单工序模和多工序模。多工序模又 分为连续模和复合模等。
2020/8/9
冲压工艺基础
按导向装置分 有无导向的开式模和有导向的导板模、 导柱模、导筒模等。
按卸料装置分 有刚性卸料板和弹性卸料板冲模。 按挡料或定位方式分 有固定挡料销、活动挡料销、导 正销和侧刃冲模。 按制造凸、凹模的材料分 有钢质冲模、硬质合金冲模、 橡皮冲模、锌基合金冲模等。
2020/8/9
2020/8/9
2020/8/9
2020/8/9
2020/8/9
2020/8/9
2020/8/9
冲压工艺基础
1.2 冲压模具
由于冲压模具的种类繁多，结构各异。按其用途可将模 具分为：冷冲压模、塑料模、压铸模、锻模、粉末冶金模、 橡胶模、陶瓷模、玻璃模、铸造用金属模等。按成形原理又 可分为冲裁模和型腔模两大类。
2020/8/9
冲压工艺基础
按送料、出件等方法分 有手动模、半自动模、自动模 等。
按轮廓尺寸分 有大型模、中型模、小型模。 （1）冲裁模 将一部分材料与另一部分材料分离或部 分分离的模具。下面列举几种一般中小型企业常见的冲裁模 结构简图。
2020/8/9
冲压工艺基础
a) 落料模
b) 冲孔模
c) 剪切模
冲裁模的分类
按工序性质分 有落料模、冲孔模、切边模、切断模、 剖切模、整修模、精冲模等。
按工序的组合分 有单工序模和多工序模。多工序模又 分为连续模和复合模等。
2020/8/9
冲压工艺基础
按导向装置分 有无导向的开式模和有导向的导板模、 导柱模、导筒模等。
按卸料装置分 有刚性卸料板和弹性卸料板冲模。 按挡料或定位方式分 有固定挡料销、活动挡料销、导 正销和侧刃冲模。 按制造凸、凹模的材料分 有钢质冲模、硬质合金冲模、 橡皮冲模、锌基合金冲模等。
2020/8/9
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冲压工艺基础
1.2 冲压模具
由于冲压模具的种类繁多，结构各异。按其用途可将模 具分为：冷冲压模、塑料模、压铸模、锻模、粉末冶金模、 橡胶模、陶瓷模、玻璃模、铸造用金属模等。按成形原理又 可分为冲裁模和型腔模两大类。
冲压工艺基础
➢ 从化学成分方面
碳、硅、磷、硫等元素含量高，会使材料脆性增 加、塑性降低，导致冲压工艺性降低。
例如：铝镇静钢08Al分为3级： ZF（最复杂）：用于拉深最复杂的零件， C、S、P含量最低 HF（很复杂）：用于拉深很复杂的零件， C、S、P含量稍低 F(复杂)：用于拉深复杂零件，C、S、P低
模
具
设
模
具
设
计
与
1.3 冲压常用材料
制 造
冲压常用材料的基本要求 ：
满足冲压件的使用性能要求：
例如：机器上冲压件：一定的强度、刚度、冲击韧性等； 电机电器上冲压件：较高导电性、导磁性； 汽车、飞机上冲压件：足够强度，重量要轻； 化学容器用冲压件：耐腐蚀性好等。
模
具
设
计
与
1.3 冲压常用材料
制 造
满足冲压工艺的性能要求：
保证冲压过程顺利进行
➢ 从力学性能方面
①屈服极限Rel : Rel↓，材料易塑性变形 ②屈强比Rel / Rm：屈强比↓，即Rel ↓而 Rm↑，
容易产生塑性变形而不易产生 拉裂，冲压工艺性好。 ③断后伸长率A：A↑，塑性↑，冲压工艺性↑。
模
具
设
计
与
1.3 冲压常用材料
制 造
满足冲压工艺的性能要求：
模
具
设
计
引言
与 制 造
月饼
饼模
蜂窝煤
模
具
设
计
模具概念
与 制 造
模
具
设
计
模具概念
与 制 造
概念： 冲压动画演示1
冲压动画演示2 冲压动画演示3 注塑动画演示
在工业生产中，利用各种压 力机和装在压力机上的专用工装， 通过一定方式，使金属或非金属 材料成形，制造出各种零件，人 们则把装在压力机上的这种专用 工装统称为模具。
碳、硅、磷、硫等元素含量高，会使材料脆性增 加、塑性降低，导致冲压工艺性降低。
例如：铝镇静钢08Al分为3级： ZF（最复杂）：用于拉深最复杂的零件， C、S、P含量最低 HF（很复杂）：用于拉深很复杂的零件， C、S、P含量稍低 F(复杂)：用于拉深复杂零件，C、S、P低
模
具
设
模
具
设
计
与
1.3 冲压常用材料
制 造
冲压常用材料的基本要求 ：
满足冲压件的使用性能要求：
例如：机器上冲压件：一定的强度、刚度、冲击韧性等； 电机电器上冲压件：较高导电性、导磁性； 汽车、飞机上冲压件：足够强度，重量要轻； 化学容器用冲压件：耐腐蚀性好等。
模
具
设
计
与
1.3 冲压常用材料
制 造
满足冲压工艺的性能要求：
保证冲压过程顺利进行
➢ 从力学性能方面
①屈服极限Rel : Rel↓，材料易塑性变形 ②屈强比Rel / Rm：屈强比↓，即Rel ↓而 Rm↑，
容易产生塑性变形而不易产生 拉裂，冲压工艺性好。 ③断后伸长率A：A↑，塑性↑，冲压工艺性↑。
模
具
设
计
与
1.3 冲压常用材料
制 造
满足冲压工艺的性能要求：
模
具
设
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引言
与 制 造
月饼
饼模
蜂窝煤
模
具
设
计
模具概念
与 制 造
模
具
设
计
模具概念
与 制 造
概念： 冲压动画演示1
冲压动画演示2 冲压动画演示3 注塑动画演示
在工业生产中，利用各种压 力机和装在压力机上的专用工装， 通过一定方式，使金属或非金属 材料成形，制造出各种零件，人 们则把装在压力机上的这种专用 工装统称为模具。
冲压工艺基础知识1
技术分类 物理表面处理法 具体方式 高频/火焰淬火 激光表面淬火 化学表面处理法 CVD/PVD/渗氮 覆层表面处理法 TD处理 镀铬处理
2016/5/11
31
二、模具知识----模具表面处理技术
TD模具表面处理技术 TD表面覆层处理技术是热扩散法碳化物覆层处理 (Thermal Diffusion Coating Process) 的简称。 1972年由日本(株)丰田中央研究所开发出来的 1973年日本TOYOTA及美国的其它汽车公司开始将这 项技术应用于汽车模具中 其原理是: 将工件臵于硼砂(或其他) 熔盐的混合物中, 通过高温热扩散作用, 在工件表面形成一层数微米至数十微 米的金属碳化物覆层。目前国内外应用最广的是碳化钒 (VC) 覆层，由于这些碳化物具有很高的硬度 (HV=2800～3200)和 更严密的组织, 所以经过 TD 处理的汽车模具性能大幅提高, 具有极高的耐磨性、抗咬合性( 拉伤)、耐蚀性；据资料统 计: 日本大批量生产的模具, 85%以上是经过 TD 处理的。
1、冲压件质量能否保证 2、模具的结构复杂程度及合理性 DL图决定 如下内容 3、模具系数即冲压件的工序数 4、冲压车间的物流规划 5、冲压生产线的负荷
6、材料利用率指标
2016/5/11
13
一、工艺知识----DL图
• 1、冲压工艺流程图
1、冲压件的工序数。
DL图包括 的内容
2、每工序的完成的 内容。
2016/5/11 22
二、质量知识---缺陷及产生原因
冲压常见缺陷及产生原因 2、 拉延 缺陷：拉裂、起皱、表面拉伤、波浪、鼓包、凹坑、 麻点等。 (1)拉裂→凸凹模R角半径过小，压边力过大，材料成形 性能差或材料尺寸偏大，凸凹模间隙小，润滑不当， 定位不准，凸凹模R 角或拉延筋不顺、拉毛等。 (2)起皱→凸凹模R角半径过大，压边力过小，材料尺寸 偏小；凸凹模间隙太大；润滑过甚；定位不准；拉延筋 布臵不良，高度不够等。
2016/5/11
31
二、模具知识----模具表面处理技术
TD模具表面处理技术 TD表面覆层处理技术是热扩散法碳化物覆层处理 (Thermal Diffusion Coating Process) 的简称。 1972年由日本(株)丰田中央研究所开发出来的 1973年日本TOYOTA及美国的其它汽车公司开始将这 项技术应用于汽车模具中 其原理是: 将工件臵于硼砂(或其他) 熔盐的混合物中, 通过高温热扩散作用, 在工件表面形成一层数微米至数十微 米的金属碳化物覆层。目前国内外应用最广的是碳化钒 (VC) 覆层，由于这些碳化物具有很高的硬度 (HV=2800～3200)和 更严密的组织, 所以经过 TD 处理的汽车模具性能大幅提高, 具有极高的耐磨性、抗咬合性( 拉伤)、耐蚀性；据资料统 计: 日本大批量生产的模具, 85%以上是经过 TD 处理的。
1、冲压件质量能否保证 2、模具的结构复杂程度及合理性 DL图决定 如下内容 3、模具系数即冲压件的工序数 4、冲压车间的物流规划 5、冲压生产线的负荷
6、材料利用率指标
2016/5/11
13
一、工艺知识----DL图
• 1、冲压工艺流程图
1、冲压件的工序数。
DL图包括 的内容
2、每工序的完成的 内容。
2016/5/11 22
二、质量知识---缺陷及产生原因
冲压常见缺陷及产生原因 2、 拉延 缺陷：拉裂、起皱、表面拉伤、波浪、鼓包、凹坑、 麻点等。 (1)拉裂→凸凹模R角半径过小，压边力过大，材料成形 性能差或材料尺寸偏大，凸凹模间隙小，润滑不当， 定位不准，凸凹模R 角或拉延筋不顺、拉毛等。 (2)起皱→凸凹模R角半径过大，压边力过小，材料尺寸 偏小；凸凹模间隙太大；润滑过甚；定位不准；拉延筋 布臵不良，高度不够等。
冲压工艺基础知识介绍
一级表面 翻边相交面 相交面
第8页，共189页
各工序名称及其代号
工序名称 英文简写
拉延
DR
工序名称 英文简写
修边
TR
成型
FO
冲孔
PI
翻边
FL
翻孔
BUR
整形
RST
切断
SEP
落料
BL
斜楔翻边/冲 CFL/CPI/CT
孔/修边
R
第9页，共189页
基本模具结构图
Ｐ
Ｆ
Ｃ Ｍ
Ｅ Ｊ
Ｂ
Ｂ
Ａ
Ａ
Ｎ
Ｄ
Ｈ
Ｇ
Ｄ
Ｈ
Ｎ
Ａ
双
DR
1
RDR
1
TR+PI
1
RST
1
CPI
1
一次拉延分析结果
二次拉延分析结果
第22页，共189页
加落料工序的理由
A、 同一零件的不同部位宽度差别超过30%左右时考虑加落料 模，否则成型困难
B、提高材料利用率 C、成型前的板料相对于成型后的零件有大面积未参与成型
第23页，共189页
开卷落料与普通落料的区别
建议：（180×180）
中型模具四处
建议：（150×150）
中小型模具二或四处
建议：（100×100）
细长模具及中小型模可以仅对角设置二处
上模压板槽 2×2 2×3 2×4 2×4
第38页，共189页
4. 加工基准孔
基准孔设在模具中心线上，数量3个。也可以设置在坐标线上。 基准孔应设置在有效工作面范围之外。尽可能在等高面上，也可 以在不等高面上将基准孔周围φ25 区域锪平。 尽可能使L1 等于L2。L1、L2、L3 尽可能大些。
冲压工艺基础15
第五节 冲压设备
曲轴压力机传动系统 1-电机 2-皮带轮 3、4-齿轮 5-离合器 6-连杆 7-滑块
第五节 冲压设备
油 压 机
第五节 冲压设备
数控冲床
第五节 冲压设备
类型 机械 压力 机
液压 机
设备名称 摩擦压力机
曲柄压力机
高速冲床 油压机 水压机
常用冷冲压设备旳工作原理和特点
工作原理
特点
拉深时压力机吨位应比计 算出旳拉深力大60%～100%。
压力机旳许用压力曲线 1─压力机许用压力曲线 2─冲裁工艺冲裁力实际变化曲线 3─拉深工艺拉深力实际变化曲线
第五节 冲压设备
滑块行程 s：
指滑块上、下极点间旳距 离。对于曲柄压力机其值等于 两倍曲柄旳长度。
它与加工制件h0旳最大高度 有关。
滑块行程次数：
提议此次课采用现场教学。
一、常见冲压设备 二、冲压设备旳选用 三、模具旳安装
第五节 冲压设备
一、常见冲压设备
摩擦压力机
机械压力机（以Jxx表达其型号）
偏心压力机
曲柄压力机
液压机（以Yxx表达其型号） 油压机 水压机
曲轴压力机
双动压力机、三动压力机、工位压力机、弯曲机、精冲压力机、 高速压力机、数控力Fp： 滑块下滑到距下极点
某一特定旳距离Sp或曲柄旋转到距 下极点某一特定角度α(曲柄压力机 一般为25°~30°)时，所产生旳最 大冲击力称为压力机旳公称压力。
压力机许用压力曲线：
实际冲压力曲线与压力机 许用压力曲线不同步。
冲裁、弯曲时压力机旳吨 位应比计算旳冲压力大30%左 右。
工作原理与特点：如表所示
第五节 冲压设备
摩擦压力机传动系统 1-电机 2-传送带 3、5-摩擦盘 4-轴 6-飞轮 7、10-连杆 8-螺母 9-螺杆
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压力机的许用压力曲线 1─压力机许用压力曲线 2─冲裁工艺冲裁力实际变化曲线 3─拉深工艺拉深力实际变化曲线
第五节 冲压设备
滑块行程 s：
指滑块上、下极点间的距 离。对于曲柄压力机其值等于 两倍曲柄的长度。 它与加工制件h0的最大高度 有关。
滑块行程次数：
指滑块空载时，每分钟上 下往复运动的次数。有负载时， 实际滑块行程次数小于空载次 数。
第五节 冲压设备
工作台面尺寸：
工作台面尺寸应大于冲模 的相应尺寸，一般情况下，应 大于下模座尺寸50～70mm，为 固定下模留下足够的空间。
滑块底面尺寸：
上模座的平面尺寸一般不 应该超过滑块底面尺寸。
第五节 冲压设备
滑块模柄孔尺寸：
模柄直径应略小于滑块内 模柄安装孔的直径，模柄的长 度应小于模柄孔的深度。
第五节 冲压设备
公称压力Fp： 滑块下滑到距下极点
某一特定的距离Sp或曲柄旋转到距 下极点某一特定角度α (曲柄压力机 一般为25°~30°)时，所产生的最 大冲击力称为压力机的公称压力。
压力机许用压力曲线：
实际冲压力曲线与压力机 许用压力曲线不同步。 冲裁、弯曲时压力机的吨 位应比计算的冲压力大30%左 右。 拉深时压力机吨位应比计 算出的拉深力大60%～100%。
漏料孔尺寸：
在自然漏料的模具中，工 作台面上的漏料孔直径要保证 能漏料。
第五节 冲压设备
压力机的闭合高度： 指滑块在下止点时，滑块底面到工作台上
平面（即垫板下平面）之间的距离。当连杆可调且调至最短时， 达到最大值，用Hmax表示。反之，为最小值，用Hmin表示。 它们的差值称为闭合高度调节量。
压力机的装模高度： 指压力机的闭合高度减去垫板厚度的差值。
指冲模在最低 模具的闭合高度： 工作位置时，上模座上平面至下 模座下平面之间的距离。
理论上为：
Hmin-H1≤H≤Hmax－H1
实用上为：
Hmin-H１＋10≤H≤Hmax-H１－5
模具闭合高度与装模高度的关系
第五节 冲压设备
（二）压力机类型的选择
根据工序性质、生产批量、冲件质量等要求进行选择。
曲柄压力机适用于落料模、冲孔模、弯曲模、拉深模。 液压压力机适用于小批量生产大型厚板的弯曲模、拉深膜、成形 模和校平模。 摩擦压力机适用于中小型件的校正模、压印模和成形模。 双动压力机适用于大量生产大型、较复杂拉深件的拉深模。 多工位压力机适用于同时安装落料、冲孔、压花、弯曲、拉深、 切边等多副模具，不宜用于连续模。 弯曲机适用于小型复杂的弯曲件生产。 精冲压力机适用于精冲模。 高速压力机适用于连续模。 数控冲床主要用于带多种尺寸规格孔型的板冲件加工。
生产率高，适用于各类冲 压加工
高速冲床
工作原理与曲柄压力机相同，但其刚度、精 度、行程次数都比较高，一般带有自动送料 装置、安全检测装置等辅助装置。 利用帕斯卡原理，以水或油为工作介质，采 用静压力传递进行工作，使滑块上、下往复 运动。
生产率很高，适用于大批 量生产，模具一般采用多 工位级进模。 压力大，而且是静压力， 但生产率低。适用于拉深、 挤压等成形工序。
第五节 冲压设备 三、模具的安装
一般次序：
1. 检查台面、闭合高度、打料装置等。 2. 根据冲模的闭合高度调整压力机滑块的高度， 并分别
固定上、下模部分。
3. 试冲。
一、常见冲压设备 二、冲压设备的选用 三、模具的安装
第五节 冲压设备 一、常见冲压设备
摩擦压力机
机械压力机（以Jxx表示其型号）
曲柄压力机
偏心压力机
曲轴压力机
液压机（以Yxx表示其型号）
油压机 水压机
双动压力机、三动压力机、工位压力机、弯曲机、精冲压力机、 高速压力机、数控冲床等。
工作原理与特点：如表所示
液 压 机
油压机 水压机
第五节 冲压设备
剪板机(剪床)
平 刃 剪 床
1—上刀片;2—板材;3—下刀片;4—工作台;5—滑块
第五节 冲压设备
二、冲压设备的选用
（一）压力机的基本技术参数 （二）压力机类型的选择
第五节 冲压设备
（一）压力机的基本技术参数
1.公称压力 2.滑块行程 3.滑块行程次数 4.工作台面尺寸和滑块底面尺寸 5.滑块模柄孔和漏料孔尺寸 6.闭合高度 7.电动机功率的选择
第五节 冲压设备
曲轴压力机传动系统 1-电机 2-皮带轮 3、4-齿轮 5-离合器 6-连杆 7-滑块
第五节 冲压设备
油 压 机
第五节 冲压设备
数控冲床
第五节 冲压设备
常用冷冲压设备的工作原理和特点
类型 机 械 压 力 机 设备名称 摩擦压力机 工作原理 利用摩擦盘与飞轮之间相互接触并传递动力， 借助螺杆与螺母相对运动原理而工作。其传 动系统如图1.2.1 所示。 特点
第一章 冲压工艺基础
复习上次课内容
1.冲压Байду номын сангаас模具材料的要求。
2.冲模材料的选用原则。 3.冲模常用材料及热处理要求。
第一章 冲压工艺基础
第一节 冲压成形的特点与分类
第二节 模具概述 第三节 板料的冲压成形性能 第四节 模具材料简介 第五节 冲压设备
第六节 冲压技术现状与发展方向
第五节 冲压设备
建议本次课采用现场教学。
第五节 冲压设备
摩擦压力机传动系统 1-电机 2-传送带 3、5-摩擦盘 4-轴 6-飞轮 7、10-连杆 8-螺母 9-螺杆 11-挡块 12-滑块 13-手柄
第五节 冲压设备
曲柄压力机
第五节 冲压设备
曲柄压力机
第五节 冲压设备
偏心压力机传动系统 1-滑块 2-连杆 3-制动装置 4-偏心轴 5-离合器6-皮带轮 7-电机 8-操纵机构
结构简单，当超负荷时，只 会引起飞轮与摩擦盘之间的 滑动，而不致损坏机件。但 飞轮轮缘磨损大，生产率低。 适用于中小型件的冲压加工， 对于校正、压印和成形等冲 压工序尤为适宜。
曲柄压力机
利用曲柄连杆机构进行工作，电机通过皮带轮及齿轮 带动曲轴传动，经连杆使滑块作直线往复运动。曲柄 压力机分为偏心压力机和曲轴压力机，二者区别主要 在主轴，前者主轴是偏心轴，后者主轴是曲轴。偏心 压力机一般是开式压力机，而曲轴压力机有开式和闭 式之分。偏心压力机和曲轴压力机的传动系统如图 1.2.2 和图1.2.3所示。