板料冲压工艺

板料冲压工艺
板料冲压是指用冲模使板料经分离或成形得到制件的工艺方法，它通常是在室温下进行，所以又称为冷冲压，简称冲压。

1、板料冲压的特点及应用
冲压用原材料必须具有足够的塑性，广泛应用的金属材料有低碳钢、高塑性合金钢、铝、铜及其合金等；非金属材料有石棉板、硬橡皮、绝缘纸、纤维板等。

他广泛应用于汽车、拖拉机、航空、电器、仪表、国防等工业部门。

板料冲压具有以下特点：
（1）冲压件的尺寸精度高，表面质量好，互换性好，一般不需切削加工即可直接使用，且质量稳定。

（2）可压制形状复杂的零件，且材料的利用率高、产品的重量轻、强度和刚度较高。

（3）冲压生产生产率高，操作简单，其工艺过程易于实现机械化和自动化，成本低。

（4）冲压用模具结构复杂，精度要求高，制造费用高。

冲压只有在大批量生产时，才能显示其优越性。

（5）冲压件的质量为一克至几十千克，尺寸为一毫米至几米。

2、冲压设备
（1）剪床
剪床的用途是把板料切成一定宽度的条料，以供下一步冲压工序之用。

（2）冲床
冲床将完成除剪切以外的其他冲压工作。

右图为单柱式冲床的外形及其传动简图。

电动机5带动飞轮4转动，当踩下踏板6时，离合器3使飞轮与曲轴2连接，因而曲轴随飞轮一起转动，通过连杆8带动滑块7作上下运动，从而进行冲压工作。

当松开踏板时，离合器脱开，曲轴不随飞轮转动，同时制动闸1使曲轴停止转动，并使滑块7停在上面位置
3、冲压模具
（1）简单冲模
简单冲模在冲床一次行程中只完成一道工序，见右图。

凸模1用压板6固定在上模板3上，通过模柄5与冲床滑块连接。

凹模2用压板7固定在下模板4上。

操作时，条料沿两导料板9之间送进，碰到挡料销10停止。

冲下部分落入凹模孔。

此时，条料夹住凸模一起返回，被卸料板8推下。

重复上述动作，完成连续冲压。

导柱12和导套11组成的导向机构可保证凸模、凹模的合模准确性。

简单冲模结构简单，容易制造，价格低廉，维修方便，生产率低，适用于小批量生产。

（2）连续冲模
连续冲模在冲床一次行程中，按着一定顺序，在模具的不同位置上，同时完成数道冲压工序，见右图。

操作时，条料7向前送进，送进距离由挡料销控制。

定位销2对准预先冲出的定位孔，上模向下运动时，冲孔凸模4进行冲孔，落料凸模1同时进行落料工序。

条料夹住模具返程时，被卸料板6推下，如此循环进行操作，完成连续冲压工序。

图中9是废料、8是成品、5是冲孔凹模、3是落料凹模。

连续冲模生产效率高，易于实现自动化，但定位精度要求高、结构复杂、制造成本高。

主要用于大批量生产精度要求不高的中、小型零件。

（3）复合冲模
复合冲模在冲床一次行程中，在模具的同一位置上，完成两道以上冲压工序。

此种模具具有生产率高，零件加工精度高，平正性好等优点，但结构复杂，成本高，主要适合批量大、精度高的冲压件的生产。

4、板料冲压的基本工序
（1）分离工序
分离工序是使坯料的一部分相对另一部分相互分离的工序，如剪切、落料、冲孔等。

1）剪切
剪切是使坯料按不封闭轮廓分离的工序，见右图。

其任务是将板料切成具有有一定宽度的坯料，主要用于为下一步工序备料。

2）落料和冲孔
落料和冲孔是坯料按封闭轮廓分离的工序，落料是为了获得冲下的部分即所要的工件，而周边是废料,见右图；冲孔则相反，冲下的部分是废料，周边为所需的零件, 见右图。

3）整修
整修是将冲裁件的余量以切削的形式切除，以提高加工精度、降低表面粗糙度值的工序，见右图。

主要用于精度和表面质量要求高的零件，经整修后，尺寸精度可达IT7～IT6，表面粗糙度值为1.6～0.8μm。

4）切口
切口是将坯料沿不封闭的曲线部分分离开的工序，见右图。

其分离部分的金属材料发生弯曲变形，最后在坯料上沿不封闭线冲出缺口。

（2）成形工序
成形工序是使坯料的一部分相对于另一部分发生位移而不破裂的工序，如弯曲、拉深等。

1）弯曲
弯曲是将板料、型材或管材在弯矩作用下弯成一定曲率和角度的工序，见图12.26。

弯曲时坯料外层受拉，内层受压，为防止外层拉裂，冲头的圆角半径R不能太小。

同时，应尽可能使弯曲部分的拉伸和压缩顺着坯料的纤维方向进行。

2）拉深
拉深是使坯料在一拉一压的应力状态作用下，变形成为中空形状零件而厚度基本不变的加工方法，见图11.27。

凸模与凹模的边缘均作成圆角，以免拉深时将坯料拉裂。

有些高度与直径之比较大的零件，一次不能拉成，则可分几次拉深，在多次拉深时，往往需要进行中间退火，以消除冷变形强化，恢复塑性。

在拉深时，由于坯料边缘在切线方向受到压缩，可能产生波浪形，最后形成折皱，见右图所示。

用压板把坯料周边压紧进行拉深，可防止这一现象出现。

如果拉应力超过拉深件底部的抗拉强度，拉深件底部会被拉裂。

3）缩口
缩口是将空心件或管件口部直径缩小的成形工序，见右图。

4）胀形
胀形是将空心件轴向方向上的局部区段直径胀大的成形工序，见右图。

5）翻边
翻边是使坯料、半成品沿其内孔或外缘的一定曲线翻成竖立边缘的成形工序，见右图。

6）起伏
起伏是使板料或制品表面上通过局部变薄获得各种形状的凸起或凹陷的成形工序，见右图。

他能提高局部变形部位的强度和刚度。

5、板料冲压件的结构工艺性
（1）落料和冲孔工序对零件的要求
（1）零件的形状应使排样时有可能将废料降低到最少，见下图1。

（2）零件的外形应避免长槽和细长悬臂零件，见见下图2（δ为板厚）。

（3）转角处圆角半径r与板厚δ有关，当α＞90°时，r≥（0.3～0.5）δ；当α＜90°时，r≥（0.6～0.7）δ，见下图3。

（4）孔间距离或孔与零件边缘的距离不宜过小，孔径也不能过小，否则会因凸模强度不够而发生折断。

一般a≥2δ，并保证a＞3～4mm，见下图4。

（2）弯曲工序对零件的要求
（1）弯曲半径不宜小于最小弯曲半径，以免弯裂。

Rmin≥（0.2～0.8）δ（顺着坯料的纤维方向弯曲）或Rmin≥（0.4～1.2）δ（垂直坯料的纤维方向弯曲）。

（2）弯曲边不能过短，一般h＞2δ，见图5。

否则难以获得形状准确的工件。

（3）如果弯曲附近有孔时，应使孔的位置离开弯曲变形区，否则孔容易变形。

一般l≥δ（δ小于2mm）或l≥2δ（δ不小于2mm），l是孔缘至弯曲半径中心的距离，见图6。

（3）拉深工序对零件的要求
（1）尽量减少拉深零件的高度，减少拉深次数。

一般d凸＜3d、h＜2d，见图7。

（2）弯曲处的圆角半径不宜过小，见图8。

一般r1＞2δ、r2＞（3～4）δ、r3＞3δ、r4＞0.15δ。

（3）对拉深零件的精度要求不宜过高。

（4）复杂的冲压件可采用冲－焊结构，简化冲压工艺，见图9。