冲压成型成型工艺介绍
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1
1. 分类
按照冲压时的温度情况有冷冲压和热冲压两种方式。这 取决于材料的强度、塑性、厚度、变形程度以及设备能力等， 同时应考虑材料的原始热处理状态和最终使用条件。
① 冷冲压： 金属在常温下的加工，一般适用于厚度小于4mm的坯料。
优点为不需加热、无氧化皮，表面质量好，操作方便，费用 较低，缺点是有加工硬化现象，严重时使金属失去进一步变 形能力。冷冲压要求坯料的厚度均匀且波动范围小，表面光 洁、无斑、无划伤等。
板料冲压
利用装在冲床上的设备(冲模)使板料产生分离或变形的一 种塑性成形方法。它主要用于加工板料(10mm以下，包括金属 及非金属板料)类零件,故称为板料冲压。
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%。否则， 冲压成形性能较差，工艺上必须采取一定的措施，从而提高了 零件的制造成本。
20
卷边：用卷边模将条料端部按一定半径卷成圆形。
21
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。
22
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。
23
变薄拉深：用变薄拉深模减小空心件毛坯的直径 与壁厚，以得到底厚大于壁厚的空心件。
10
电机定子、转子复合模
11
4.1.3 常见冲压工序及相应模具
12
（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。
13
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。
14
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。
15
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。
加工更为方便，可以用较简单的工艺制造出更复杂的结构件。
3
3. 应用 冲压既能够制造尺寸很小的仪表零件，又能够制造诸如汽
车大梁、压力容器封头一类的大型零件，又能够制造精密(公 差在微米级)和复杂形状的零件。占全世界钢产量60%70%以 上的板材、管材及其他型材，其中大部分经过冲压制成成品。 冲压在汽车、机械、家用电器、日常用品、电机、仪表、航空 航天、兵器等制造中，都有广泛的应用。
冲模制造的复杂 性和价格
结构简单，制造周 期短，价格低
结构复杂，制造度 大，价格高
结构复杂，制造和调整 难度大，价格与工位数 成比例上升
40
② 热冲压： 将金属加热到一定的温度范围的冲压加工方法。优点为
可消除内应力，避免加工硬化，增加材料的塑性，降低变形 抗力，减少设备的动力消耗。
2
2. 特点 ① 生产率高(靠模具设备成形，操作简便，易实现“两化”) ② 可成形复杂形状的制件,而且废料少，材料利用率高， ③ 制件尺寸精度高、表面质量好、互换性好,不需机加工 ④ 制件强度高、刚性好、重量轻。 ⑤ 加工成本低 ⑥ 采用冲压与焊接、胶接等复合工艺，使零件结构更趋合理，
6
4.1.2 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。
7
（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。
8
电机转子多工位级进模
9
（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。
31
32
4.3 冲压模具的类型
4 . 3.1 简单冲压模 落料模
33
弯曲模
34
拉深模
35
4.3.2 级进冲压模
36
（续）
37
4.3.பைடு நூலகம் 复合冲压模
38
（续）
39
单工序模、复合模和连续模的特点比较
项目 冲压精度 原材料要求 冲压生产率
单工序模 一般较低 不严格
低
复合模
中、高级精度 除条料外，小件也 可用边角料
16
5）切边：用切边模将坯件边缘的多余材料冲切 下来。
17
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。
18
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
19
（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。
24
3）成形：通过板料的局部变形来改变毛坯的形 状和尺寸的工序的总称。 胀形：指从空心件内部施加径向压力，强迫局部 材料厚度减薄和表面积增大，获得所需形状和尺 寸的冷冲压工艺方法。
25
起伏成形：平板毛坯或制件在模具的作用下，产 生局部凸起（或凹下）的冲压方法。
26
翻边：指利用模具将工件上的孔边缘或外缘边缘 翻成竖立的直边的冲压工序。
4
4.冷冲压概述 4.1 冷冲压基本工序及模具
4.1.1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。
冲孔、落料
冲孔、剖切
5
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。 基本工序：弯曲、拉深、成形、冷挤压等。
27
缩口：指将预先拉深好的圆筒或管状坯料，通过 模具将其口部缩小的冲压工序。
28
整形：利用模具将弯曲或拉深件局部或整体产生 不大的塑性变形的冲压工序。
29
校平：指利用模具将有拱弯、翘曲的平板制件压 平的冲压工序。
30
4.2 冲压模具的基本结构组成
按模具零件的功能可分为工艺零件和结构零 件两部分。
较高
连续模 中、高级精度 条料或卷料
高
实现操作机械化 自动化的可能性
较易，尤其适合于 在多工位压力机上 实现自动化
难，只能在单机上 容易，尤其适合于在单 实现部分机械操作 机上实现自动化
生产通用性
好，适合于中、小 批量生产及大型件 的大量生产
较差，仅适合于大 较差，仅适合于中、小
批量生产
型零件的大批量生产
1. 分类
按照冲压时的温度情况有冷冲压和热冲压两种方式。这 取决于材料的强度、塑性、厚度、变形程度以及设备能力等， 同时应考虑材料的原始热处理状态和最终使用条件。
① 冷冲压： 金属在常温下的加工，一般适用于厚度小于4mm的坯料。
优点为不需加热、无氧化皮，表面质量好，操作方便，费用 较低，缺点是有加工硬化现象，严重时使金属失去进一步变 形能力。冷冲压要求坯料的厚度均匀且波动范围小，表面光 洁、无斑、无划伤等。
板料冲压
利用装在冲床上的设备(冲模)使板料产生分离或变形的一 种塑性成形方法。它主要用于加工板料(10mm以下，包括金属 及非金属板料)类零件,故称为板料冲压。
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%。否则， 冲压成形性能较差，工艺上必须采取一定的措施，从而提高了 零件的制造成本。
20
卷边：用卷边模将条料端部按一定半径卷成圆形。
21
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。
22
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。
23
变薄拉深：用变薄拉深模减小空心件毛坯的直径 与壁厚，以得到底厚大于壁厚的空心件。
10
电机定子、转子复合模
11
4.1.3 常见冲压工序及相应模具
12
（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。
13
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。
14
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。
15
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。
加工更为方便，可以用较简单的工艺制造出更复杂的结构件。
3
3. 应用 冲压既能够制造尺寸很小的仪表零件，又能够制造诸如汽
车大梁、压力容器封头一类的大型零件，又能够制造精密(公 差在微米级)和复杂形状的零件。占全世界钢产量60%70%以 上的板材、管材及其他型材，其中大部分经过冲压制成成品。 冲压在汽车、机械、家用电器、日常用品、电机、仪表、航空 航天、兵器等制造中，都有广泛的应用。
冲模制造的复杂 性和价格
结构简单，制造周 期短，价格低
结构复杂，制造度 大，价格高
结构复杂，制造和调整 难度大，价格与工位数 成比例上升
40
② 热冲压： 将金属加热到一定的温度范围的冲压加工方法。优点为
可消除内应力，避免加工硬化，增加材料的塑性，降低变形 抗力，减少设备的动力消耗。
2
2. 特点 ① 生产率高(靠模具设备成形，操作简便，易实现“两化”) ② 可成形复杂形状的制件,而且废料少，材料利用率高， ③ 制件尺寸精度高、表面质量好、互换性好,不需机加工 ④ 制件强度高、刚性好、重量轻。 ⑤ 加工成本低 ⑥ 采用冲压与焊接、胶接等复合工艺，使零件结构更趋合理，
6
4.1.2 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。
7
（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。
8
电机转子多工位级进模
9
（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。
31
32
4.3 冲压模具的类型
4 . 3.1 简单冲压模 落料模
33
弯曲模
34
拉深模
35
4.3.2 级进冲压模
36
（续）
37
4.3.பைடு நூலகம் 复合冲压模
38
（续）
39
单工序模、复合模和连续模的特点比较
项目 冲压精度 原材料要求 冲压生产率
单工序模 一般较低 不严格
低
复合模
中、高级精度 除条料外，小件也 可用边角料
16
5）切边：用切边模将坯件边缘的多余材料冲切 下来。
17
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。
18
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
19
（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。
24
3）成形：通过板料的局部变形来改变毛坯的形 状和尺寸的工序的总称。 胀形：指从空心件内部施加径向压力，强迫局部 材料厚度减薄和表面积增大，获得所需形状和尺 寸的冷冲压工艺方法。
25
起伏成形：平板毛坯或制件在模具的作用下，产 生局部凸起（或凹下）的冲压方法。
26
翻边：指利用模具将工件上的孔边缘或外缘边缘 翻成竖立的直边的冲压工序。
4
4.冷冲压概述 4.1 冷冲压基本工序及模具
4.1.1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。
冲孔、落料
冲孔、剖切
5
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。 基本工序：弯曲、拉深、成形、冷挤压等。
27
缩口：指将预先拉深好的圆筒或管状坯料，通过 模具将其口部缩小的冲压工序。
28
整形：利用模具将弯曲或拉深件局部或整体产生 不大的塑性变形的冲压工序。
29
校平：指利用模具将有拱弯、翘曲的平板制件压 平的冲压工序。
30
4.2 冲压模具的基本结构组成
按模具零件的功能可分为工艺零件和结构零 件两部分。
较高
连续模 中、高级精度 条料或卷料
高
实现操作机械化 自动化的可能性
较易，尤其适合于 在多工位压力机上 实现自动化
难，只能在单机上 容易，尤其适合于在单 实现部分机械操作 机上实现自动化
生产通用性
好，适合于中、小 批量生产及大型件 的大量生产
较差，仅适合于大 较差，仅适合于中、小
批量生产
型零件的大批量生产