冲压培训教材1

第一章：工艺培训第一节冲压加工概述1.冲压车间工艺流程原材料（板料和卷料）入库→开卷线→大件清洗涂油、小件开卷剪切→(10、20、30、40、50冲压生产线) →安装模具调试首件合格→投入批量生产（自检、专检）→合格件防锈→入库2.冷冲压的概念及特点2.1冷冲压的定义冷冲压是指在常温下，利用安装在压力机上的冲模对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需要零件的一种压力加工方法。

2.2冷冲压的特点产品尺寸稳定，精度高，重量轻，刚度好，互换性好，高效低耗，操作简单，易于实现自动化。

3.冷冲压基本工序的分类冷冲压概括起来分两大类：分离工序和成形工序。

3.1 分离工序是板料在外力作用下沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和切断面质量的成品和半成品。

分离工序分：落料、冲孔、切断、修边等工序名称图示特点落料用冲模沿封闭曲线冲切，冲下部分是零件。

用于制造各种形状的平板零件冲孔用冲模沿封闭曲线冲切，冲下部分是废料。

用于制造各种形状的平板零件切断用冲模沿不封闭曲线冲切产生分离修边将成形零件的边缘修切整齐或切成一定形状3.2成形工序是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。

成形工序分：拉延、翻边、整形、翻孔、弯曲等工序名称图示特点拉延把板料毛坯成形制成各种开口空心零件翻边把板料或半成品的边缘沿一定的曲线按一定的曲率成形成竖立的边缘整形为了提高已成形零件的尺寸精度或获得小的圆角半径而采用的成形方法翻孔在预先冲孔的板料或半成品上或未经冲孔的板料制成竖立的边缘弯曲把板料沿直线弯成各种形状，可以加工形状极为复杂的零件3.3各工序名称及其代号工序名称拉延修边冲孔整形成形翻边翻孔代号DR TR PRC RST FO FL BUR工序名称切角翻口压合落料弯曲切开斜楔冲孔代号CT BU HEM BL BE SEP CAM-PRC第二节普通冲裁冲裁，在广义上讲，是分离工序的总称。

它是利用模具使板料产生分离的冲压工序，简单的说它是利用冲模在压力机上使板料分离的一种冲压工序，它包括落料，冲孔，切断，切边，切口等多种工序，但一般来说主要是指落料和冲孔工序。

1.冲裁变形过程分析1.1冲裁变形过程（1）弹性阶段由于凸模所施加的压力，板料产生弹性弯曲，板料与凸凹模接触处形成很小的圆角，随着凸模继续压入，材料内的应力达到弹性极限。

（2）塑性变形阶段部分材料被挤入凹模，板料内部应力达到屈服极限，凸、凹模刃口处出现细微裂纹，说明材料开始破坏，因而塑性变形阶段告终。

（3）断裂分离阶段材料内部应力达到强度极限，凸凹模刃口处的裂纹不断向材料内部扩展，在凸、凹模间隙合理的情况下，上下裂纹重合，材料产生分离。

冲裁的过程中，变形是很复杂的，除了剪切变形外，还存在拉深、弯曲、横向挤压等变形，所以，冲裁件及废料的平面不平整，常有翘曲现象。

1.2冲裁断面与间隙一般冲裁断面明显分为三个特征区：圆角带、光亮带、断裂带。

圆角带与材料的硬度有关，软材料的圆角带大光亮带与材料的塑性有关，塑性好的材料，光亮带大断裂带与材料的塑性有关，塑性差的材料，断裂带大间隙对制件断面质量的影响：1.断裂带2.光亮带3.圆角带可以从图中看出：（1）间隙过小光亮带出现间断，且中间有毛刺出现，冲裁质量一般，严重时会在光亮带上产生撕裂；（2）间隙过大光亮带很窄，严重时几乎消失，而断裂带很大，毛刺很大，极易产生撕裂。

2.冲裁力的计算2.1冲裁力冲裁力是材料对凸模的最大抵抗力，用平刃冲裁时，冲裁力为：P=Ltσb≈1.3Ltτ式中：L---冲裁周边长度（mm） t ----材料厚度（mm）τ----材料抗剪强度（N/mm2）σb----抗拉强度极限（N/mm2）为了减少冲裁力，经常采用阶梯冲裁，斜刃冲裁，波浪形刃口冲裁，加热冲裁。

3.冲裁件的排样在冲压零件的成本中，材料费用占50％以上，因此材料的经济利用是—个重要问题。

冲裁件在条料或板料上的布置方法叫排样。

排样不合理就会浪费材料，衡量排样经济性的标谁是材料利用率，也就是工件的实际面积A0与板料面积A的比值，即A0材料利用率=--------------×100％A其中板料面积A包括工件面积与废料面积，废料分为工艺废料和结构废料两种。

搭边和余料属于工艺废料；冲孔废料属于结构废料，一般由工件的形状特点决定，不能改变。

搭边：排样时工件之间以及工件与条料侧边之间留下的余料称为搭边。

作用是补偿定位误差，保证冲出合格的样件；搭边还可以使条料具有一定的刚度，便于送料。

排样有三种：（1）有废料排样。

我们目前的落料件基本都属于此种排样。

例如：S11后地板后横梁横臂板、S11后底板后横梁直臂板、S11左/右前纵梁本体Ⅰ、B11控制臂上/下体。

（2）少废料排样。

沿工件部分外形冲裁，只局部有搭边和余料。

（3）无废料排样。

无任何搭边。

常用的排样类型第三节弯曲成形1.弯曲及弯曲变形特点1.1弯曲的定义弯曲是把平板坯料在冲模压力下或通过专用设备弯折成一定角度，制成各种形状零件的一种冲压工艺方法。

1.2弯曲变形特点a.弯曲变形主要集中在圆角部分，除圆角部分的平直部分保持不变。

b.变形区纤维的变形沿厚度方向而不同，（如右图）内侧B-B受压缩变形，外侧B-B受拉伸变长，在内外层之间O-O纤维长度不变，即中性层。

c.在变形区材料厚度变薄。

内侧1.3板料弯曲过程板料在弯曲时，一般经过以下几个阶段：⑴.弹性弯曲阶段板料在外加弯曲力矩的作用下，首先发生弯曲变形，即通过弹性弯曲阶段。

在外加弯曲力矩消失的情况下，零件总会恢复到原来的形状；⑵.塑性弯曲阶段随着弯矩的增加，板料弯曲变形增大，板料内外层金属先达到屈服极限，板料开始由弹性变形阶段转入塑性变形阶段。

随着弯矩的不断增加，塑性变形就由表向里扩展，最后使整个断面进入塑性状态。

2.弯曲回弹弯曲变形过程中，材料本身除了塑性变形外，必然同时伴有弹性变形的过程。

当弯曲后去掉外力时，弹性变形部分将立刻恢复，使弯曲件的弯曲件的弯曲角与弯曲半径发生改变，而不再和模具形状一致，这种现象称为弯曲件的回弹。

（例如二冲S11发罩内板和S11前挡板，S11后纵梁本体回弹都比较大，从而一定程度的影响了焊装装配）2.1在弯曲时，影响回弹的主要因素在弯曲作业中，影响的因素很多，其中主要有以下几方面：⑴.材料的力学性能在弯曲精度比较高的零件时，为了减少回弹值，应选择力学性能分布较均匀的金属板料。

⑵.材料表面质量板材厚度上的精度、表面质量和平度，对回弹有较大影响。

若板料厚度上公差范围大，其回弹角的波动就大；板料厚度越薄，受这方面的影响就越大。

此外，若材料表面不平、凸起及有杂质，则在弯曲时将会产生应力集中，因而对回弹有较大的影响。

⑶.相对弯曲半径r/tr---指弯曲半径。

t---指料厚。

r/t越大，则回弹值越大。

故为了减小回弹的影响，一般都选择小的相对弯曲半径。

但过小的弯曲半径使弯曲处破裂。

必须均衡考虑。

⑷.弯曲角弯曲角越大，表示变形区越大，但是弯曲角与弯曲半径的回弱值无关。

⑸.弯曲件的形状及模具工作部分尺寸弯曲件的几何形状及模具工作尺寸对回弹值有较大影响。

例如，在弯曲过程中，U形件比V形件的回弹性要小些。

这是因为U形件的底部在弯曲中有拉伸变形的成分，故回弹要小。

⑹.弯曲作用力的影响一般情况下，弯曲作用力小时，则回弹角大。

增加作用力，实际上弯曲带校正基本上可以使回弹角减小或趋近于零。

2.2减少弯曲回弹的措施(1)改进弯曲件局部结构和选用合适材料例如，在弯曲件变形处压制加强筋，用以提高零件刚度减少回弹；又如在选用板材时，可采用弹性模数大而屈服极限值较低的材料进行弯曲，可以减少回弹；对于一些硬材料，弯曲前进行退火处理，也可减少回弹。

(2)补偿法根据弯曲件的回弹趋势和回弹量大小、修正凸模或凹模工作部分的形状和尺寸，使工件的回弹量得到补偿。

一般来说补偿法是消除弯曲件回弹最简单的方法，在实际生产中得到广泛应用。

第四节拉延成形1.拉延概述1.1拉延定义拉延是利用专门的模具将冲裁或剪裁后的平板坯料制成开口的空心件的一种冲压工艺方法，用拉延工序，可以制成筒形、阶梯形、锥形、球形、方盒形和其他不规则形状的薄板工具，拉延所用的模具一般是由凸模、凹模和压边圈三部分组成。

1.2拉延变形的特点（对轴对称的零件）(1)其凸模、凹模与冲裁时不同，它们工作部分没有锋利的刃口，而是做成一定的圆角半径，并且其间隙也稍大于板料的厚度。

在凸模的作用下，毛坯在凹模两端面和压边圈之间的缝隙中变形，并被拉入凸凹模之间的间隙里形成空心零件的壁，所以拉伸时毛坯的外部环形部分是变形区，而底部通常是不参加变形的不变形区。

(2)毛坯变形区在切向压应力和径向拉应力的作用下，产生切向压缩与径向伸长的变形。

(3)变形程度主要受毛坯传力区的承载能力的限制。

(4)厚度的变化，侧壁变厚，底部变薄。

1.3汽车覆盖件的简介1.3.1汽车覆盖件的拉延汽车覆盖件与一般冲压件相比，具有材料薄，形状复杂，多为空间曲面，结构尺寸大和表面质量要求高等特点。

在汽车覆盖件中，形状简单、深度浅的覆盖件一般采用单动压力机来成型；形状复杂、深度深的覆盖件必须采用双动压力机成型。

这是因为单动压力机的压料力是靠机床下面的油缸或气垫获得的，油缸（或气垫）的压力和行程都比双动压力机小得多，它不能提供较大压料力和大行程的复杂深拉延件所需的成型力。

其次，单动压力机所用拉延模的压料圈比较薄，刚性相对弱，亦不能适应复杂深拉延件的成型。

双动压力机所用拉延模的结构比较简单，主要由三大件(凸模、凹棋和压料圈)或四大件(凸模、凸模固定座、凹模和压料圈)组成。

这种拉延模呈正装形式，凸模和压料圈在上，分别安装在压力机内、外滑块上，凹模在下，直接装在下台面垫板上。

凸棋与压料圈、凹模与压料圈之间分别装有内、外导向装置。

模具的轮廓尺寸和闭合高度必须严格适应压力机技术参数的要求，设计时要慎重决定。

在轿车（典型三厢）上的覆盖件中，有13种冲压件是外表面件，分别为：两围：左/右侧围四翼：左/右前翼子板、左/右后翼子板四门：左/右前门外板、左/右后门外板三盖：顶盖、发动机盖外板、行李仓盖外板、除了上述的13种外表面件以外，轿车上的覆盖件还包括：前底板、后底板、前挡板、发动机盖内板、行李仓盖内板、四门内板等等。

1.3.2对覆盖件的要求如下：(1)尺寸和形状应符合检具和经过焊装合件匹配的样件。

(2)表面质量好。

外覆盖件（尤其是轿车的外覆盖件）表面不允许有波纹、皱纹、凹痕、划伤、擦伤、压痕等缺陷，棱线应清晰、平直、曲面应圆滑、过渡均匀。

(3)刚性好。

覆盖件在成形过程中，材料应有足够的塑性变形，以保证零件具有足够的刚性。

(4)良好的工艺性。

覆盖件应具有良好的冲压工艺性能和焊接工艺性能，以降低冲压和焊装的生产成本。

冲压工艺性，主要是看各工序，特别是拉深工序能否顺利进行、能否稳定生产。