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板料冲压
冲模在工作过程中必然有磨损，落料件尺寸会 随凹模刃口的磨损而增大，而冲孔件尺寸则随凸模 的磨损而减小。为了保证零件的尺寸要求，并提高 模具的使用寿命:
落料时凹模刃口的尺寸应靠近落料件公差范围 内的最小尺寸；冲孔时，选取凸模刃口的尺寸靠近 孔的公差范围内的最大尺寸。
金属塑性成型工艺-板料冲压 王守仁 2008.3
金属塑性成型工艺-板料冲压 王守仁 2008.3
金属塑性成型工艺-板料冲压 王守仁 2008.3
外缘修整模的凸凹模间隙，单边取0.001～0.01 mm。也可以采用负间隙修整，即凸模刃口尺寸大 于凹模刃口尺寸的修整工艺。
三、切断
切断是指用剪刃或冲模将板料沿不封闭轮廓进 行分离的工序。
剪刃安装在剪床上，把大板料剪切成一定宽度 的条料，供下一步冲压工序用。而冲模是安装在冲 床上，用以制取形状简单、精度要求不高的平板件。
特征与材料（板料材料）塑性的关系：
断面质量受冲裁条件的不同而不同，如： 刃口间隙，刃口形状，锋利程度，冲裁力、 润滑条件，板料质量（表面质量），板料种 类（性能）。
冲压生产要求冲裁件有较大的光亮带， 尺量减少断裂带区域的宽度。
材料塑性愈好，光亮带愈大，断裂带愈 小，同时，圆角毛刺亦增大。
金属塑性成型工艺-板料冲压 王守仁 2008.3
当单边间隙Z增大到材料厚度的15%-20%时， 卸料力为0。
金属塑性成型工艺-板料冲压 王守仁 2008.3
冲裁间隙对冲压的影响 D、间隙对模具寿命的影响
由于工件与凸、凹模侧壁之间有磨擦的存在， 间隙小，磨擦大，模具寿命短。冲裁过程中,凸模 与被冲孔之闻,凹模与落料件之阀均有摩擦,而且闻 隙越小,摩擦越严重。所以过小的间隙对模具寿命 极为不利,而较大的间隙可使凸模与凹模的侧面与 材料间的摩擦减小,井能减缓间隙不均匀的影响,从 而提高模具的寿命。
第八章板料冲压
δδδFra bibliotek磷青铜
0.01～0.04
（0.08～0.12） δ
（0.11～0.14） （0.14～0.17） （0.18～0.20）
δ
δ
δ
铝及铝合金 （软）
0.01～0.03
（0.08～0.12） （0.11～0.12） （0.11～0.12） （0.11～0.12）
δ
δ
δ
δ
铝及铝合金 （硬）
0.01～0.03
拉深力的大小主要与材料性能、零件和毛坯尺寸、凹 模圆角半径及润滑条件等有关，生产中经常采用以下经验公式 进行计算：
第一次拉深力：F1＝πd1δσbK1 第二次及以后各次拉深力：Fi＝πdiδσbK2 (i＝2， 3，…，n)
式中 σb——材料的抗拉强度(MPa)； Fi——第i次拉深力；
K1、K2——系数，可查表8.4、8.5。
材料种类 软铜黄铜
表8.1 冲裁模合理的间隙值(双边)
板 厚δ/mm
1.4～0.4
0.4～1.2
1.2～2.5
2.5～4
4～6
0.01～0.02
（0.07～0.10） δ
（0.09～0.12） （0.12～0.14） （0.15～0.18）
δ
δ
δ
硬铜
0.01～0.05
（0.10～0.17） δ
（0.18～0.25） （0.25～0.27） （0.27～0.29）
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。
(3)间隙合理
当间隙合理时，冲裁力、卸 料力和推件力适中，模具有足够 长的寿命。这时光亮带占板厚的 l／2～l／3，圆角带、断裂带和 锥度均很小。零件的尺寸几乎与 模具一 致，完全可以满足使用 要求。 合理的间隙值可查表选取．对冲 裁件品质要求较高时，可将表中 数据减小l／3。
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影响因素
主要有凸、凹模间隙大小及分布的均匀性； 材料的性质； 刃口的锋利程度； 模具制造精度 和冲裁条件等。
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18 27.01.2024
凸、凹模间隙极其分布的均匀程 度是决定质量的主要因素
间隙过小易产生断面第二次剪切，形成 两个光亮带，在端面易出现挤长的毛刺。
间隙过大，光亮带减小，断裂带、圆角 带斜度增加，毛刺大。
冲裁件质量及影响因素
冲裁件质量包括：断面质量、尺寸精度、
和形状精度。
断面应平直，光亮带应占有一定的比例 (约1/3），毛刺较小。
尺寸精度指冲裁件的实际尺寸和理论 尺 寸相符合的程度。
形状精度指实际几何形状与理想几何形 状相符合的程度。主要指平面度和圆度。
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19 27.01.2024
普通冲裁断面允许的毛刺高度
板材厚 度（毫
米）
新模试 冲时允 许的毛 刺高度
正常生 产时允 许的毛 刺高度
0~0.3 ≤0.01 ≤0.05
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0.3~0.5 0.5~1.0 1.0`1.5 ≤ 0.02 ≤ 0.03 ≤ 0.04 ≤0.08 ≤0.10 ≤ 0.13
冲压知识培训
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ECS工艺技术科
1 27.01.2024
第一节 板料冲压知识
定义：冲压工艺是通过模具对毛坯 施加外力使之产生分离或塑性变形， 从而获得一定尺寸、形状和性能的 工件的加工方法。
优点：
1.效率高；
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2 27.01.2024
2、易获得形状复杂、精度高的零 件，尺寸稳定，易互换；
2.塑性变形：凸模继续压入，材料的应力达到 屈服极限，产生塑性变形，当压入到一定深度， 刃口附近材料的应力达到最大值。
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3.靠底部 R位容易 起皱
28
• 翻边
• 缺陷：翻边不垂直、翻边高度不一致、翻边拉毛、翻边裂等。
• (1)翻边不垂直→凸凹模间隙过大。
• (2)翻边高度不一致→凸凹模间隙不均匀；定位不准；落料件尺 • 寸不准。
• (3)翻边拉毛→刃口有伤痕；零件表面有杂质；刃口硬度太低。
• (4)翻边裂→修边时毛刺大；凸凹模间隙太小；翻边处形状有突 • 变。
• (3)表面拉伤→模具工作表面有伤痕；材料表面有缺陷；润滑油中 有杂质、废屑等。
• (4)波浪、鼓包、凹坑、麻点→压边力小；润滑不当、模具型腔脏； 材
• 料表面脏；透气孔堵塞；模具型面不平、润滑油脏等。
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27
1.口边容 易拉裂
拉延产品容易 产生缺陷位置
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2.直身边 容易拉伤、 起拉线
•
划伤等。
• (4)尺寸不符→上料不到位；定位装置损坏或松动，位置窜
•
动等。
• (5)少孔→冲头折断；冲头长度不够等。
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25
1.此产品表 面容易变形、 划伤
2.此处齿角 容易毛刺大
3.齿角位 容易发生 不冲断现 象
4.缺口位 容易发生 少孔现象
落料、冲孔、修边产 品容易产生缺陷位置
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12
特别强调：冲压模具重要性
a---冲模一种特殊工艺装备。
b---冲模与冲压件有 “一模一样”的关系。冲模没有通用性。
c---冲模是冲压生产必不可少的工艺装备,决定着产品的质量、效益和新产品 开发能力。 c---冲模的功能和作用、冲模设计与制造方法和手段，决定了冲模是技术密集、 高附加值型产品。
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• 翻边
• 缺陷：翻边不垂直、翻边高度不一致、翻边拉毛、翻边裂等。
• (1)翻边不垂直→凸凹模间隙过大。
• (2)翻边高度不一致→凸凹模间隙不均匀；定位不准；落料件尺 • 寸不准。
• (3)翻边拉毛→刃口有伤痕；零件表面有杂质；刃口硬度太低。
• (4)翻边裂→修边时毛刺大；凸凹模间隙太小；翻边处形状有突 • 变。
• (3)表面拉伤→模具工作表面有伤痕；材料表面有缺陷；润滑油中 有杂质、废屑等。
• (4)波浪、鼓包、凹坑、麻点→压边力小；润滑不当、模具型腔脏； 材
• 料表面脏；透气孔堵塞；模具型面不平、润滑油脏等。
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1.口边容 易拉裂
拉延产品容易 产生缺陷位置
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2.直身边 容易拉伤、 起拉线
•
划伤等。
• (4)尺寸不符→上料不到位；定位装置损坏或松动，位置窜
•
动等。
• (5)少孔→冲头折断；冲头长度不够等。
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1.此产品表 面容易变形、 划伤
2.此处齿角 容易毛刺大
3.齿角位 容易发生 不冲断现 象
4.缺口位 容易发生 少孔现象
落料、冲孔、修边产 品容易产生缺陷位置
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12
特别强调：冲压模具重要性
a---冲模一种特殊工艺装备。
b---冲模与冲压件有 “一模一样”的关系。冲模没有通用性。
c---冲模是冲压生产必不可少的工艺装备,决定着产品的质量、效益和新产品 开发能力。 c---冲模的功能和作用、冲模设计与制造方法和手段，决定了冲模是技术密集、 高附加值型产品。
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三维移动
前进／回车 功的保持及释放(夹紧／放开) 功的上升·下降(升／降) 夹紧→上升→前进→下降→放开→回车
材料、半成品的供给方法
材料为卷材，通过抓钳供给器(空压供给器)连续供给 半成品转入货架，通过推送器供给。
将半成品架(半成品冲压)移到冲压机主机的旁边，供给 半成品。
与依次传送式相比产品的成品率高。 由于搬运设备的惯量与刚性，不易实现高速化生产。 通用型机器的生产程序改变起来较为困难。
冲压机的工作原理如下：
六、 冲压根本工序及模具
1.冲压工序
别离工序：指冲压过程中使冲压件与板料 沿一定
的轮廓相互别离的工序。
根本工序：冲孔、落料、切断、切口、切 边、剖
切、整修等。
冲孔、落料
冲孔、剖切
2、塑性成形工序： 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。
与依次传送式相比产品的成品率高。 由于搬运设备的惯量与刚性，不易实现高速化生产。 通用型机器的生产程序改变起来较为困难。
八、冲压件的结构工艺性
1.冲裁件的要求 ： 1)简单对称不悬细；2)圆弧过渡防应力。 3)板厚影
响尺寸多；
对
Ø 冲裁件的形状应力求简单、对称，有
冲
利于材料的合理利用，同时应防止长槽
〔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) 剖成两局部或几局部。
〔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。
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。
根本工序：弯曲、拉深、成形、冷挤压等。
冲压工艺的基础知识和详细介绍PPT课件
采用圆弧连接，如图所示； ➢ 冲压件排料应以节约材料、降低成本和保证质量
为本，如图所示；
.
不合理的落料外形
冲孔件尺寸与厚度 关系
.
.
.
.
②对弯曲件的要求：
➢ 弯曲件形状应尽量对称，弯曲半径不能小于材料允许 的最小弯曲半径，并应考虑材料的纤维方向；
➢ 弯曲边过短不易成形，H>2s如图所示； ➢ 弯曲带孔件时，为避免孔的变形，应注意孔的位置，
修整后冲裁件公差等级 达IT6～IT7，表面粗糙度 Ra为0.8～1.6μm。
修整工序简图
.
三 切断
切断---用剪刃或冲模将板料沿不封闭轮廓进行分离的工序。
此外还有切舌（如图所示）、切边、剖切等工序 。
.
基本工序
分离工序
变形工序
落料、冲孔 切断
拉深
弯曲
修整
切舌
翻边
成型
.
第二节 变形工序
变形工序----使坯料的一部分相对另一部分产生位移 而不破裂的工序。它是许多工序的总称如拉深、弯曲 等。
.
➢ 凸凹模的圆角半径：材料为钢的拉深件，取r凹
=10δ，而r凸=（0.6～1）r凹。这两个圆角半径过小，产 品容易拉裂。
➢凸凹模间隙：一般取Z=（1.1～1.2）δ.
.
起皱：拉深系数越小，板料的相对厚度越薄越容易起皱
避免起皱的工艺方法
.
（3） 旋压：用旋压法制作拉深件
.
二、弯曲
是坯料的一部分相对于另一部分弯曲成一定曲率或角度的 工序。
当间隙过大时，如图示，断面光面减小， 塌角与斜度增大，形成厚而大的拉长毛 刺，且难以去除，同时冲裁的翘曲现象 严重。外形尺寸缩小，内腔尺寸增大， 模具寿命较高。
为本，如图所示；
.
不合理的落料外形
冲孔件尺寸与厚度 关系
.
.
.
.
②对弯曲件的要求：
➢ 弯曲件形状应尽量对称，弯曲半径不能小于材料允许 的最小弯曲半径，并应考虑材料的纤维方向；
➢ 弯曲边过短不易成形，H>2s如图所示； ➢ 弯曲带孔件时，为避免孔的变形，应注意孔的位置，
修整后冲裁件公差等级 达IT6～IT7，表面粗糙度 Ra为0.8～1.6μm。
修整工序简图
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三 切断
切断---用剪刃或冲模将板料沿不封闭轮廓进行分离的工序。
此外还有切舌（如图所示）、切边、剖切等工序 。
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基本工序
分离工序
变形工序
落料、冲孔 切断
拉深
弯曲
修整
切舌
翻边
成型
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第二节 变形工序
变形工序----使坯料的一部分相对另一部分产生位移 而不破裂的工序。它是许多工序的总称如拉深、弯曲 等。
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➢ 凸凹模的圆角半径：材料为钢的拉深件，取r凹
=10δ，而r凸=（0.6～1）r凹。这两个圆角半径过小，产 品容易拉裂。
➢凸凹模间隙：一般取Z=（1.1～1.2）δ.
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起皱：拉深系数越小，板料的相对厚度越薄越容易起皱
避免起皱的工艺方法
.
（3） 旋压：用旋压法制作拉深件
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二、弯曲
是坯料的一部分相对于另一部分弯曲成一定曲率或角度的 工序。
当间隙过大时，如图示，断面光面减小， 塌角与斜度增大，形成厚而大的拉长毛 刺，且难以去除，同时冲裁的翘曲现象 严重。外形尺寸缩小，内腔尺寸增大， 模具寿命较高。
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(2)落料在板料上冲下工件,剩余部分是废料
路漫漫其修远兮，吾将上下而求索！
豫章故郡，洪都新府。星分翼轸，地 接衡庐 。襟三 江而带 五湖， 控蛮荆 而引瓯 越。物 华天宝 ，龙光 射牛斗 之墟； 人杰地 灵，徐 孺下陈 蕃之榻 。雄州 雾列， 俊采星 驰。台 隍枕夷 夏之交 ，宾主 尽东南 之美。 都督阎 公之雅 望，棨 戟遥 临；宇文新州之懿范，襜帷暂驻。十 旬休假 ，胜友 如云； 千里逢 迎，高 朋满座 。腾蛟 起凤， 孟学士 之词宗 ；紫电 青霜， 王将军 之武库 。家君 作宰， 路出名 区；童 子何知 ，躬逢 胜饯。 时维九月，序属三秋。潦水尽而寒潭 清，烟 光凝而 暮山紫 。俨骖 騑于上 路，访 风景于 崇阿； 临帝子 之长洲 ，得天 人之旧 馆。层 峦耸翠 ，上出 重霄； 飞阁流 丹，下 临无地 。鹤汀 凫渚， 穷岛屿 之萦回 ；桂殿 兰宫， 即冈峦 之体势 。 披绣闼，俯雕甍，山原旷其盈视，川 泽纡其 骇瞩。 闾阎扑 地，钟 鸣鼎食 之家； 舸舰迷 津，青 雀黄龙 之舳。 云销雨 霁，彩 彻区明 。落霞 与孤鹜 齐飞， 秋水共 长天一 色。渔 舟唱晚 ，响穷 彭蠡之 滨；雁 阵惊寒 ，声断 衡阳之 浦。 遥襟甫畅，逸兴遄飞。爽籁发而清风 生，纤 歌凝而 白云遏 。睢园 绿竹， 气凌彭 泽之樽 ；邺水 朱华， 光照临 川之笔 。四美 具，二 难并。 穷睇眄 于中天 ，极娱 游于暇 日。天 高地迥 ，觉宇 宙之无 穷；兴 尽悲来 ，识盈 虚之有 数。望 长安 于日下，目吴会于云间。地势极而南 溟深， 天柱高 而北辰 远。关 山难越 ，谁悲 失路之 人？萍 水相逢 ，尽是 他乡之 客。怀 帝阍而 不见， 奉宣室 以何年 ？ 嗟乎！时运不齐，命途多舛。冯唐易 老，李 广难封 。屈贾 谊于长 沙，非 无圣主 ；窜梁 鸿于海 曲，岂 乏明时 ？所赖 君子见 机，达 人知命 。老当 益壮， 宁移白 首之心 ？穷且 益坚， 不坠青 云之志 。酌贪 泉而觉 爽，处 涸辙以 犹欢。 北海 虽赊，扶摇可接；东隅已逝，桑榆非 晚。孟 尝高洁 ，空余 报国之 情；阮 籍猖狂 ，岂效 穷途之 哭！ 勃，三尺微命，一介书生。无路请缨 ，等终 军之弱 冠；有 怀投笔 ，慕宗 悫之长 风。舍 簪笏于 百龄， 奉晨昏 于万里 。非谢 家之宝 树，接 孟氏之 芳邻。 他日趋 庭，叨 陪鲤对 ；今兹 捧袂， 喜托龙 门。杨 意不逢 ，抚凌 云而自 惜；钟 期既 遇，奏流水以何惭？ 呜乎！胜地不常，盛筵难再；兰亭已 矣，梓 泽丘墟 。临别 赠言， 幸承恩 于伟饯 ；登高 作赋， 是所望 于群公 。敢竭 鄙怀， 恭疏短 引；一 言均赋 ，四韵 俱成。 请洒潘 江，各 倾陆海 云尔： 滕王高阁临江渚，佩玉鸣鸾罢歌舞。 画栋朝飞南浦云，珠帘暮卷西山雨。 闲云潭影日悠悠，物换星移几度秋。 阁中帝子今何在？槛外长江空自流。
第八章板料冲压成形工艺.
不合理
合理
27
材料成形工艺基础
塑性加工零件的结构设计
自由锻件结构设计注意的问题
★ 几何体的交 接处不应形成 空间曲线
不合理
合理
不合理
合理
28
材料成形工艺基础
自由锻件结构设计注意的问题
★ 避免加强筋、 凸台、工字形 截面或空间曲 线形表面
不合理
合理
不合理
合理
29
材料成形工艺基础
模锻件结构设计注意的问题
（a）外缘修整
(b)内孔修整
13
材料成形工艺基础
§8.2 变形工序
变形工序是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，如拉深、弯曲、翻边、胀形等。
一、拉深 1.概念：指利用拉深模使冲裁后得到的平板坯料变形成开
口空心件的工序。
拉深示意图
14
材料成形工艺基础
2.拉深常见缺陷 ⑴拉裂
①正确选择拉深系数； 拉深系数：指拉深件直 径d与坯料直径D的比值， 用m表示。 m＝ d／D m一般为0.5～0.8 。 ②合理设计凸凹模圆角 半径：r凹＝10δ。 r凸＝（ 0.6~1 ）r凹。 ③合理设计凸凹模间隙： z＝（1.1－1.2）δ ④注意润滑。
D凹 = D凸 + Z
11
材料成形工艺基础
4.冲裁件的排样
排样是指落料件在条料、带料或板料上合理布置的方法。 排样合理可使废料最少，材料利用率提高。
无搭边排样：用落料件的一个边作为另一个落料件的边。 有搭边排样：指在各个落料件之间均留有一定尺寸的搭边。12
材料成形工艺基础
二.修整
利用修整模沿冲裁件外缘或内孔刮削一薄层金属， 以切掉冲裁件上的剪裂带和毛刺，从而提高冲裁件的 尺寸精度，降低表面粗糙度值。
《冲压基础知识培训》课件
冲压产品的质量检测与评估
01
02
03
04
尺寸检测
使用测量工具对产品尺寸进行 检测，确保满足设计要求。
外观检查
观察产品表面是否光滑、无毛 刺、无裂纹等，以及文字和标
记是否清晰。
性能测试
根据产品用途进行相应的性能 测试，如弯曲试验、拉伸试验
等。
可靠性评估
模拟实际使用环境，对产品进 行长时间、高强度的测试，评
绘制图纸
根据模具结构设计， 绘制详细的装配图、 零件图和部件图。
审核与修改
对图纸进行审核，根 据需要进行修改和完 善。
模具设计的实例分析
实例一
简单冲裁模设计：介绍如何 设计一个简单的冲裁模，包 括排样、刃口尺寸计算、模 具结构选择等。
实例二
弯曲模设计：介绍如何设计 一个弯曲模，重点考虑弯曲 回弹、校正装置和防止压痕 等措施。
数控冲压机
数控冲压机采用数控技术控制 ，可以实现自动化和智能化的
冲压操作。
冲压设备的结构
机身
机身是冲压设备的主体结构，用于支 撑和固定其他部件。
滑块
滑块是冲压设备的主要工作部件，可 以在机身上进行上下往复运动。
模具
模具是用于冲压操作的工具，可以安 装在工作台上，通过滑块的上下往复 运动实现冲压操作。
CHAPTER 04
冲压模具设计
模具设计的基本原则
功能性原则
工艺性原则
模具设计应满足产品加工的功能要求，保 证冲压件的质量、生产效率和安全。
模具设计应具有良好的工艺性，便于制造 、装配、调试和使用。
可靠性原则
经济性原则
模具设计应保证结构合理、强度高、刚性 好、耐久性好，能够承受冲压过程中的各 种应力和应变。
典型冲压模具结构PPT30页4583
❖ 在合理间隙范围内，采用较大的间隙，保证冲压 件质量的同时，可得到较小的冲裁力和较长的模 具寿命。
❖ 随冲裁次数增多，模具磨损增大，冲裁间隙也随 之增大。因此制造新模具时，应选用最小的合理 间隙值。
冲裁模
2. 排样与搭边 排样的原则和普通冲裁相同，如果工
件不要求材料的轧制方向，则应在保 证工艺过程需要和工件剪切面质量的 前提下使废料最少。
个工序
个以上工序
工序
实现操作机械化、 自动化可能性
较易，尤其适合于 难，制件和废料排 容易，尤其适应于
在多工位压力机 除较复杂，可实 单机上实现自动
上实现自动化
现部分机械化
化
生产通用性
冲模制造的复杂性 和价格
通用性好，适合于 中小批量生产
结构简单、制造周 期短、价格低
通用性较差，仅适 用于大批量生产
冲压模具概述
❖ 冲压是利用冲压模在冲压设备上对板料或热料 施加压力，使其产生塑性变形或分离，从而获 得所需要形状和尺寸的零件的一种压力加工方 法。
❖ 冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工， 且主要采用板料来加工所需零件，所以也叫冷 冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性 加工的主要方法。
冲压模具概述
拉深模
拉深模
拉深模
拉深模
1. 起皱及压边圈 ❖ 弹性压边装置 ❖ 刚性压边装置
2. 拉深系数 3. 拉深次数（演示1、演示2）
单工序模、复合模和级进模的比较
比较项目
冲压精度
冲压生产率
单工序模
复合模
级进模
较低
较高
一般
低，压力机一次行 较高，压力机一次 高，压力机一次行
程内只能完成一 行程内可完成两 程内能完成多个
❖ 随冲裁次数增多，模具磨损增大，冲裁间隙也随 之增大。因此制造新模具时，应选用最小的合理 间隙值。
冲裁模
2. 排样与搭边 排样的原则和普通冲裁相同，如果工
件不要求材料的轧制方向，则应在保 证工艺过程需要和工件剪切面质量的 前提下使废料最少。
个工序
个以上工序
工序
实现操作机械化、 自动化可能性
较易，尤其适合于 难，制件和废料排 容易，尤其适应于
在多工位压力机 除较复杂，可实 单机上实现自动
上实现自动化
现部分机械化
化
生产通用性
冲模制造的复杂性 和价格
通用性好，适合于 中小批量生产
结构简单、制造周 期短、价格低
通用性较差，仅适 用于大批量生产
冲压模具概述
❖ 冲压是利用冲压模在冲压设备上对板料或热料 施加压力，使其产生塑性变形或分离，从而获 得所需要形状和尺寸的零件的一种压力加工方 法。
❖ 冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工， 且主要采用板料来加工所需零件，所以也叫冷 冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性 加工的主要方法。
冲压模具概述
拉深模
拉深模
拉深模
拉深模
1. 起皱及压边圈 ❖ 弹性压边装置 ❖ 刚性压边装置
2. 拉深系数 3. 拉深次数（演示1、演示2）
单工序模、复合模和级进模的比较
比较项目
冲压精度
冲压生产率
单工序模
复合模
级进模
较低
较高
一般
低，压力机一次行 较高，压力机一次 高，压力机一次行
程内只能完成一 行程内可完成两 程内能完成多个
板料冲压
第三节
板料的冲压成形
一、何谓冲压成形
板料冲压成形是利用冲模使板料产生分离或变形的加工方法，板料冲压 的坯料厚度一般小于4mm，通常是在常温下进行的，所以又叫冷冲压。
二、工艺分类
分离工序: 落料、冲孔、切断 变形工序：拉深、弯曲
三、板料冲压的特点
1、操作简单，加工效率高； 2、一般不需再进行切削加工，因而节约材料，节约能源消耗； 3、加工质量高，基本不需要后序加工； 4、对工人技术要求低； 5、灵活性差。
YQ32系列四柱液压机
拉深加工产品示例
1）拉深变形过程
使坯料在凸模的作用下压入凹模， 获得空心体零件的冲压工序。
h d d
Dd h 2
拉深过程示意图
2）拉深废品 ① 拉裂（拉穿） ② 起皱
3）拉深模设计及工艺特点 ① 凸凹模的工作部分必须具有一定 的圆角； r凹=(5~10)t r凸=（0.7-1）t ② 凸凹模间隙要合理 Z =（1.1-1.2）t ③ 控制拉深系数（m）
形状零件的工序。
弯曲过程示意图
1）弯曲的变形特点 ① 变形区域主要在圆角部位； ② 外层金属受拉应力，内层金属受压应力。 2）弯曲缺陷 弯裂 回弹 a）设计补偿角 b）对工件进行退火 c）设计加强筋
3）弯曲工艺特点 ①弯曲半径 r≥rmin=（0.25-1）t ；
② 毛刺应位于内侧；
③ 弯曲线应尽量与坯料纤维方向垂直；
3）液态模锻
原理：将液态金属直接注入模膛，施以静压力，使熔融
或半熔融态金属在压力下结晶凝固，并产生少量塑性变形。
特点：
与铸造比：无须浇注系统，节约金属；组织比压铸件细密。 与锻造比：成形压力小及能耗少2/3~~3/4；组织比一般模锻件差。
板料的冲压成形
一、何谓冲压成形
板料冲压成形是利用冲模使板料产生分离或变形的加工方法，板料冲压 的坯料厚度一般小于4mm，通常是在常温下进行的，所以又叫冷冲压。
二、工艺分类
分离工序: 落料、冲孔、切断 变形工序：拉深、弯曲
三、板料冲压的特点
1、操作简单，加工效率高； 2、一般不需再进行切削加工，因而节约材料，节约能源消耗； 3、加工质量高，基本不需要后序加工； 4、对工人技术要求低； 5、灵活性差。
YQ32系列四柱液压机
拉深加工产品示例
1）拉深变形过程
使坯料在凸模的作用下压入凹模， 获得空心体零件的冲压工序。
h d d
Dd h 2
拉深过程示意图
2）拉深废品 ① 拉裂（拉穿） ② 起皱
3）拉深模设计及工艺特点 ① 凸凹模的工作部分必须具有一定 的圆角； r凹=(5~10)t r凸=（0.7-1）t ② 凸凹模间隙要合理 Z =（1.1-1.2）t ③ 控制拉深系数（m）
形状零件的工序。
弯曲过程示意图
1）弯曲的变形特点 ① 变形区域主要在圆角部位； ② 外层金属受拉应力，内层金属受压应力。 2）弯曲缺陷 弯裂 回弹 a）设计补偿角 b）对工件进行退火 c）设计加强筋
3）弯曲工艺特点 ①弯曲半径 r≥rmin=（0.25-1）t ；
② 毛刺应位于内侧；
③ 弯曲线应尽量与坯料纤维方向垂直；
3）液态模锻
原理：将液态金属直接注入模膛，施以静压力，使熔融
或半熔融态金属在压力下结晶凝固，并产生少量塑性变形。
特点：
与铸造比：无须浇注系统，节约金属；组织比压铸件细密。 与锻造比：成形压力小及能耗少2/3~~3/4；组织比一般模锻件差。
板 料 冲 压
冲压件尺寸精度高,表面粗糙度值小,互换性好 可冲出形状复杂的零件,废料较少,材料利用率高 冲压件尺寸精度高,表面粗糙度值小,互换性好 冲压操作简单,工艺过程便于实现自动化、机械化,生产率高 冲模制造复杂,要求高
锻压成形
板料冲压
1. 板料冲压的特点及应用
(2)板料冲压的应用
板料冲压在工业生产中有着广泛的应用,特别是在汽车、拖 拉机、航空、电器、仪表等工业中占有极其重要的位置。这种 工艺方法用于大批量生产时才能使冲压产品成本降低。
机械制造基础
锻压成形
❖ 板料冲压
板料冲压是指使板料经分离或变形而得到制件的加工方法。 板料冲压一般是在常温下进行的,故又称冷冲压,简称冲压。如板 料厚度超过8～10mm时,才用热冲压。冲压也属于金属塑性加工。
锻压成形
❖ 板料冲压
冲床
剪床
锻压成形
板料冲压
1. 板料冲压的特点及应用
(1)板料冲压的特点
板料冲压
2. 冲压成型基本工序
(2)变形工序
拉深是使坯料变形成开口空心零件的工序
图5.17 拉深过程简图
锻压成形
板料冲压
2. 冲压成型基本工序
(2)变形工序
弯曲是使坯料的一部分相对于另一部分弯曲成一定角度的工序
图5.18 弯曲过程简图
锻压成形
板料冲压
2. 冲压成型基本工序
(2)变形工序
塑性弯曲时,材料产生的变形由塑性变形和弹性变形两个 部分组成。外载荷去除后,塑性变形保留下来,弹性变形消失, 被弯曲材料的形状和尺寸发生与加载时变形方向相反的变化, 从而消去一部分弯曲变形的效果。这种现象称为回弹
锻压成形 板料冲压
2. 冲压成型基本工序
(2)变形工序
锻压成形
板料冲压
1. 板料冲压的特点及应用
(2)板料冲压的应用
板料冲压在工业生产中有着广泛的应用,特别是在汽车、拖 拉机、航空、电器、仪表等工业中占有极其重要的位置。这种 工艺方法用于大批量生产时才能使冲压产品成本降低。
机械制造基础
锻压成形
❖ 板料冲压
板料冲压是指使板料经分离或变形而得到制件的加工方法。 板料冲压一般是在常温下进行的,故又称冷冲压,简称冲压。如板 料厚度超过8～10mm时,才用热冲压。冲压也属于金属塑性加工。
锻压成形
❖ 板料冲压
冲床
剪床
锻压成形
板料冲压
1. 板料冲压的特点及应用
(1)板料冲压的特点
板料冲压
2. 冲压成型基本工序
(2)变形工序
拉深是使坯料变形成开口空心零件的工序
图5.17 拉深过程简图
锻压成形
板料冲压
2. 冲压成型基本工序
(2)变形工序
弯曲是使坯料的一部分相对于另一部分弯曲成一定角度的工序
图5.18 弯曲过程简图
锻压成形
板料冲压
2. 冲压成型基本工序
(2)变形工序
塑性弯曲时,材料产生的变形由塑性变形和弹性变形两个 部分组成。外载荷去除后,塑性变形保留下来,弹性变形消失, 被弯曲材料的形状和尺寸发生与加载时变形方向相反的变化, 从而消去一部分弯曲变形的效果。这种现象称为回弹
锻压成形 板料冲压
2. 冲压成型基本工序
(2)变形工序
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2)间隙选择: ①冲裁件断面质量要求高时选较小的间隙值. ②对断面质量无严格要求时,应尽可能加大间隙,提高冲模寿命. 3)单边间隙(C)的合理数值计算C=mδ m系数 δ 板厚 3. 凸凹模刃口尺寸确定(取决于冲裁件尺寸和冲模间隙) ① 设计冲孔模具时,应使凸模刃口尺寸等于所要求的孔的尺寸, 凹模 刃口尺寸则是孔的尺寸加上两倍间隙值. ②设计落料模具时,应使凹模刃口尺寸为成品尺寸, 凸模则减去相应 的间隙值. ③落料时凹模刃口的尺寸应靠近落料公差范围内的最小尺寸;冲孔时, 选取凸模靠近孔的公差范围内的最大尺寸
2)冲裁时板料变形及分离过程
三阶段: 弹性变形阶段、塑性变形阶段、断裂分离阶段 弹性变形阶段:弹性压缩、拉伸、弯曲等变形.应力值迅速增大凸模 下料及周围板料 塑性变形阶段:冲头继续运动,板料中应力值达到屈服极限 塑变深入 刃口处硬化 裂纹 断裂分离阶段:冲头继续 上下刃口裂纹扩展、重合 2.模具间隙(凸凹模间的间隙) 凸模和凹模间隙应为材料厚度的5%~10% 1)间隙的影响 太大:撕裂现象严重,冲裁质量恶化 裂纹向里错开一段 太小:上下裂纹不重合,使毛刺增大加速模具磨损,模具寿命降低. 裂纹向外错开一段
2弹复现象 1）产生:在外载荷作用下,板料产生的弯曲变形由弹性变形和塑性变 形两部分组成;当外载去除后,塑性变形保留下来,弹性变形部分则 要恢复,从而使板料产生弯曲方向相反的变形这一现象叫弹性现象. 2）影响:影响弯曲件的尺寸精度,使被弯曲的角度增大,材料屈服强度 越高,弹复角越大、弯曲半径越大,在整个变形过程中,弹性变形比 例越大,弹复现象严重. “曲率半径大的零件不易弯曲成形” 弹复角大,回弹现象严重,不易成 形 3）克服措施 ①利用弹复规律,增大凸模压下量,或适当改变模具尺寸,使弹复后达 到零件要求的尺寸.使模具的角度比成品件角度小一个回弹角,保 证成品件的弯曲角度准确. ②通过改变弯曲时的应力状态,把弹复现象限制在最小范围内 回弹角: 0至10度
二、特点(与锻及其他方法比较) 1.原材料必须具有足够的塑性和较低的变形抗力. 常用:低碳钢、铜合金、铝合金及合金钢等. 2.冲件结构轻巧、强度和钢度较高. 3.冲压件尺寸精度较高,质量稳定、互换性好. 4.生产操作简单,生产率高,便于实现机械化和自动化. 5.冲压模具结构复杂,精度要求高,制造费用高,适用于大批量生产条件 下. 6.可冲压出形状复杂的零件,废料少 三、基本工序 分离工序 冲裁 落料 冲孔 切断 修整 变形工序 弯曲 成形 拉深 翻边
2）起皱缺陷 如图3-46所示 原因:法兰部分在切向压应力作用下产生. 影响:坯料拉断而报废 措施:采用设置压边圈(图3-47)
二、弯曲 1定义及变形区变形 1）定义:将平直板料弯成具有一定角度和曲率的变形工序
2）变形区变形:变形区外层金属受切向拉应力作用,发生伸长变形.内 层金属受切向压应力作用,产生压缩变形,在这两个应力--应变区之 间存在一个不产生应力--应变的中性层,其位置在板料中心部位. 外表层:存在最大的切向拉应力和最大的伸长变形,是最危险部位,如果 最大拉应力超过材料强度极限,造成板料破裂. 最大拉应力:与弯曲半径r、板料厚度s及材料性能有关板料越厚,内弯 曲半径r越小,拉应力越大 rmin=(0.25~1)δ δ - 板料厚度 设计弯曲件时, 应使实际弯曲半径r≧最小弯曲半径rmin 且下料时 , 使 弯曲产生拉应力方向与板料内锻造流线方向一致.弯曲线与纤维方 向垂直
4.冲裁件修整 修整工序:利用修整模沿冲裁件的外缘或内孔,切去一薄层金属,以除去 塌角、剪带和毛刺等,进而提高冲裁件尺寸精度和表面质量 a)外缘修整 修整外形 b)内孔修整 修整内孔 修整的机理与冲裁完全不同,与切削加工相似 大间隙冲裁件:10%S 小间隙冲裁件:8%S
5.冲裁件排样 排样:指落料件在条料、带料或板料上合理布置的方法 排样合理,使废料少,提高材料利用率分为无搭边排样和有搭边排样
板料冲压 概述
板料冲压是机械制造中的重要加工方法之一，它在现代工业的许多 部门都得到广泛的应用，尤其在汽车、拖拉机、电机、电器、无 线电、仪器、仪表等，兵器及日用品生产等工业部门中占有重要 的地位. 一、定义:利用装在冲床上的冲模对金属板料加压,使之产生变形或分 离,从而获得零件或毛坯的加工方法称为板料冲压.此种方法的坯料 一般都是比较薄的金属板料,而且冲压时不需加热,故又称为薄板冲 压或冷冲压(冷冲). 只有当板料厚度超过8~10mm时,才用热冲压
分离工序
1.冲裁 1)定义及包含内容 定义:使金属板料沿封闭的轮廓线分离的工序 内容: 冲孔:在金属板料上冲出孔洞,冲下的是废料,余下的是产品 落料:在金属板料上冲下工件,冲下的是产品,余下的是废料 二者共性:材料变形过程及模具结构一致 相异处:(1) 冲孔是在板料上冲出孔洞,冲下部分是废料 (2)落料在板料上冲下工件,剩余部分是废料
图B拉深过程中的变形和应力
拉深零件底部是由凸模底部的板料OAB区金属被压入凹模而成,这部 分与金属基本不变形.拉深零件侧壁(ABDC区)是由底部以外的环 形部分变形而成,如继续拉深,CDFE区也将转化成侧壁 2)应力分布(规律)如图B所示 底部:径向和切向拉应力 侧壁:单向轴向拉应力 凹模外部环形区:径向拉应力和切向压应力 3应力分布影响 应力作用,拉深件壁厚在不同的部位有减薄或增厚的变化. 4拉深中的废品 拉深件主要受拉应力作用,当拉应力超过材料的强度极限时,拉深件将 被拉穿成废品. 1）拉穿现象及其影响因素 现象:拉应力值超过材料的强度极限时,拉深料将补拉穿成废品.(如图 3-44所示)
6.冲裁件切断 切断:用剪刃或冲模将板料沿不封闭轮廓进行分离的工序
变形工序 一、拉深 1拉深含义及实例 含义 : 使平面板料变为开口的中空形状零件的冲压工序称拉深又称 “拉延” 实例:如图3-43所示 板料 杯形零件
2拉深变形过程及应力分布 1)变形过程: 1凸模 2压边圈 3板料 4凹模
影响因素: (1)凹凸模的圆角半径 凹凸模的圆角半径过小时,容易将板料拉穿,r凸=(0.6~0.1)r凹；r凹=10δ (2)凹凸模间隙:间隙过大过小都有影响 取单边间隙C=(1.1~1.2) δ (3)拉深系数(衡量拉深变形程度的指标) 含义: 拉深件直径d 与坯料直径D 的比值称为拉深系数用 “m”表示.m 越小,变形程度越大易产生拉穿品m≧0.5─0.8 (4)润滑:目的 减小磨擦,降低拉伸件壁部的拉应力及减小磨具磨损 措施加润滑剂或对坯料表面处理