板料冲压工艺
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。
板料冲压
(6) 修整 是利用修整模沿冲裁件外缘或内孔刮削一薄层 金属，去掉剪裂带和毛刺，提高冲裁件的尺寸精度 和表面精度。
2. 变形工序
—— 是使坯料的一部分相对于另一部分产生
位移而不破坏的工序。
如:拉深，弯曲，翻边，胀形等。
(1) 弯曲 ——是将坯料的一部分相对于另一部分弯曲成 一定角度的冲压加工方法。被弯材料可是板料、型 材或管料。
可采用加强筋措施 以薄材代替厚材。
3. 冲压件的精度和表面质量
在满足需要的前提下，尽量降低精度要求，而且 一般不要超过原材料的表面质量。
4.
简化工艺、节约材料
(1) 采用冲—焊结构
用于复杂冲压件，可分别冲 压成几个简单件，然后焊接 成整体，简化工艺
(2) 采用冲口工艺 ——可以减少组合件数量
(3)在不改变使用性能的前提下，简化拉深件结构， 可减少工序并节约材料。
落料和冲孔的区别在于： 落料：冲落部分为成品，周边是废料； 冲孔：是为了获得带孔的冲裁件，冲落部分为 废料。
(1) 冲裁分离过程
冲裁时板料的变形和分离过程对冲裁件质量有 很大的影响。其过程可分为三个阶段。
弹性变形阶段→塑性变形阶段→断裂分离阶段
冲裁出的工件断面分为四个特征区，分别为圆 角带（塌角）、光亮带、剪裂带和毛刺。
板厚越大，m取 值应越大。
设计落料模时，取凹模作为设计基准，然后根 据间隙确定凸模尺寸。设计冲孔模时，取凸模作为 设计基准，然后根据间隙确定凹模尺寸。
(3) 凸凹模刃口尺寸的确定
落料件尺寸会随凹模刃口磨损而增大，因此，加
工凹模刃口时取落料件公差范围的最小尺寸；
冲孔件尺寸会随凸模刃口磨损而减小，因此，加
压边圈——防止工件起皱 压边力不能太 大，一般为 2~3MPa。
板料冲压知识点总结
板料冲压知识点总结一、板料冲压的基本原理板料冲压是一种利用模具对金属板料进行加工成型的工艺方法，它通过对金属板料施加压力，使其产生塑性变形，从而得到所需的形状和尺寸。
在板料冲压的过程中，金属板料会经历拉伸、挤压、弯曲等变形，因此需要设计合适的模具来完成这些变形过程。
板料冲压的基本原理包括以下几个方面：1. 材料选择：板料冲压所使用的金属材料通常包括冷轧钢板、热轧钢板、不锈钢板、铝合金板等。
在选择材料时需要考虑其机械性能、成本、加工性能等因素。
2. 模具设计：模具是板料冲压的关键，它影响着成型件的形状精度、表面质量及加工效率。
模具设计需要考虑材料的选择、结构的设计、工艺的优化等因素。
3. 冲压工艺：冲压工艺包括冲程、冲次、冲压速度、冲压压力等参数的选择。
通过优化冲压工艺可以有效控制成型件的形状和尺寸精度。
4. 设备选型：板料冲压过程需要使用冲床、模具、送料装置等设备。
选择合适的设备可以提高加工效率，并保证成型件的质量。
二、板料冲压的工艺流程板料冲压的工艺流程通常包括以下几个步骤：1. 材料准备：选择合适的金属板料，并进行切割、清洗等准备工作。
2. 模具设计：根据成型件的要求设计模具，包括上模、下模、模具座等部件。
3. 冲压工艺设计：确定冲程、冲次、冲压速度等工艺参数，进行工艺计算及优化。
4. 模具加工：制作模具并进行调试，保证其精度和可靠性。
5. 材料送料：将切好的板料通过送料装置送入冲床内，准备开始冲压。
6. 冲压成型：通过冲床对金属板料进行塑性变形，得到所需的形状。
7. 成品处理：对冲压成型后的零件进行去毛刺、喷漆等处理，提高表面质量。
8. 质量检验：检验成型零件的形状和尺寸精度，确保其符合要求。
9. 成品包装：对合格的成品进行包装、标识等处理，准备发货或存储。
三、板料冲压常见问题及解决方法在板料冲压加工过程中，常常会出现一些问题，如变形不良、裂纹、气泡等。
以下是一些常见问题及解决方法：1. 变形不良：板料在冲压过程中出现变形不良的现象，可以采取调整冲床参数、优化模具结构等方法解决。
什么是冲压工艺
什么是冲压工艺？冲压工艺是一种金属加工方法，它是建立在金属塑性变形的基础上，利用模具和冲压设备对板料施加压力，使板料产生塑性变形或分离，从而获得具有一定形状、尺寸和性能的零件(冲压件)。
冲压成形工艺在汽车车身制造工艺中占有重要的地位，特别是汽车车身的大型覆盖件，因大多形状复杂，结构尺寸大，有的还是空间曲面，并且表面质量要求高，所以用冲压加工方法来制作这些零件是用其它加工方法所不能比拟的。
载重货车的驾驶室、车前钣金件、货厢板以及轿车的各种车身覆盖件和客车的各种骨架等，几乎全都是用冲压加工方法制作的。
其特点：（1）冲压是一种高生产效率、低材料消耗的加工方法。
冲压工艺适用于较大批量零件制品的生产，便于实现机械化与自动化，有较高的生产效率，同时，冲压生产不仅能努力做到少废料和无废料生产，而且即使在某些情况下有边角余料，也可以充分利用。
（2）操作工艺方便，不需要操作者有较高水平的技艺。
（3）冲压出的零件一般不需要再进行机械加工，具有较高的尺寸精度。
（4）冲压件有较好的互换性。
冲压加工稳定性较好，同一批冲压件．可相互交换使用，不影响装配和产品性能。
（5）由于冲压件用板材作材料，它的表面质量较好，为后续表面处理工序(如电镀、喷漆)提供了方便条件。
（6）冲压加工能获得强度高、刚度大而重量轻的零件。
（7）用模具批量生产的冲压件成本低廉。
（8）冲压能制造出其它金属加工方法难加工出的形状复杂的零件。
冲压工序：冲压工序可分为四个基本工序：冲裁：使板料实现分离的冲压工序(包括冲孔、落料、修边、剖切等)。
弯曲：将板料沿弯曲线弯成一定的角度和形状的冲压工序。
拉深：将平面板料变成各种开口空心零件，或把空心件的形状、尺寸作进一步改变的冲压工序。
局部成形：用各种不同性质的局部变形来改变毛坯或冲压件形状的冲压工序(包括翻边、胀形、校平和整形工序等)。
生产中为满足冲压零件形状、尺寸、精度、批量、原材料性能等方面的要求，采用多种多样的冲压加工方法。
板料冲压成形工艺
板料冲压成形工艺板料冲压成形工艺是一种常见的金属加工方式，广泛应用于各个行业。
通过冲压工艺，可以将平板金属材料以定型的方式快速、高效地加工成各种形状的产品。
首先，板料冲压成形工艺需要选取适合的板料材料。
常见的板料有钢板、铝板、铜板等，选择不同的材料可以根据产品的需求来确定。
一般来说，冲压需要的板料应具有良好的可塑性、韧性和强度，以确保成形过程中不会出现断裂、崩裂等问题。
其次，冲压成形前需要进行设计和制作模具。
模具是冲压成形的重要工具，直接影响产品的质量和成形效果。
模具的设计应考虑到产品形状、尺寸和精度要求等因素，制作出合适的模具来保证冲压过程中产品的准确性和一致性。
接下来，进行板料的冲压加工。
冲压加工一般包括料加工、冲压和退料三个过程。
在料加工过程中，将原材料按照尺寸要求进行裁剪和整理。
在冲压过程中，将模具和板料放入冲床中，通过上下冲击力使板料在模具中形成所需的形状。
在退料过程中，将成形好的产品从模具中取出，并对模具和产品进行检查和修整。
最后，对成形后的产品进行表面处理。
根据产品的要求，可以选择进行喷涂、电镀、镀锌等表面处理，以提高产品的美观度和耐腐蚀性。
总之，板料冲压成形工艺是一种非常重要的金属加工方式。
通过选择适合的板料材料、设计和制作合适的模具，以及进行冲压和表面处理，可以实现高效、快速、精确地生产出各种形状的金属制品。
这种工艺不仅广泛应用于汽车、家电、电子、航空等行业，而且在工业制造中也发挥着重要的作用。
板料冲压成形是一种基于金属板材的加工技术，广泛应用于汽车制造、家电制造、航空航天等众多行业。
它可以通过冲压机械设备将板材经过一系列的工艺步骤转化为所需的形状和尺寸。
在工业制造中，板料冲压成形是一种高效、成本低、质量可控的加工方式。
首先，板料冲压成形需要选取适合的板料材料。
不同材料具有不同的物理和化学特性，选择合适的板料可以达到产品的设计要求。
常用的板材材料有冷轧板、热轧板、镀锌板、铝板等。
板料冲压
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。
板料的冲压工艺
（3）间隙合适 ）
裂纹重合一线，冲裁力、卸料力、 间隙合适—上、下裂纹重合一线，冲裁力、卸料力、推件 力适中，模具寿命足够，零件尺寸几乎与模具一样。 力适中，模具寿命足够，零件尺寸几乎与模具一样。 较小的间隙有利于提高冲裁件的质量。 较小的间隙有利于提高冲裁件的质量。 有利于提高冲裁件的质量 较大的间隙则有利于提高模具的寿命。 较大的间隙则有利于提高模具的寿命。 则有利于提高模具的寿命 间隙合理模具有足够长的寿命， 间隙合理模具有足够长的寿命，零件的 模具有足够长的寿命 尺寸几乎与模具一致。 尺寸几乎与模具一致。 冲裁模合理间隙值见表8-1 冲裁模合理间隙值见表
10
光亮带：塑性变形过程中凸模 或凹模）挤压切入材料， 凸模（ ② 光亮带：塑性变形过程中凸模（或凹模）挤压切入材料，使其 受到剪切和挤压应力的作用而形成。表面光滑，断面质量最好。 受到剪切和挤压应力的作用而形成。表面光滑，断面质量最好。 剪裂（断裂） 由于刃口处的微裂纹 拉应力作用下不断扩 刃口处的微裂纹在 ③ 剪裂（断裂）带：由于刃口处的微裂纹在拉应力作用下不断扩 展断裂而形成。表面粗糙，略带斜度。 展断裂而形成。表面粗糙，略带斜度。 毛刺：微裂纹出现时产生,冲头继续下行时被拉长。 ④ 毛刺：微裂纹出现时产生,冲头继续下行时被拉长。
第八章 板料的冲压工艺
板料冲压：是利用装在冲床上的冲模对金属板料 板料冲压：是利用装在冲床上的冲模对金属板料 冲床上的冲模 加压，使之产生变形 分离， 变形或 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。 的加工方法。 板料冲压通常在室温下进行，故又称冷冲压 冷冲压。 板料冲压通常在室温下进行，故又称冷冲压。 当板料厚度超过8∼10 mm 时，需采用热冲压。 需采用热冲压 热冲压。 当板料厚度超过 ∼
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。
板料冲压成形工艺课件
板料冲压成形工艺课件引言板料冲压成形工艺是一种常用于工业生产中的成形方法，通过对金属板材进行冲击、压制、拉伸等方法，将板材加工成所需的形状和尺寸。
本课件将介绍板料冲压成形工艺的基本原理、工艺流程和相关设备等内容。
一、基本原理板料冲压成形工艺基于金属板材的塑性变形特性，通过外力的作用，使板材在模具的作用下发生塑性变形。
其基本原理可以简述为：11.应用外力：通过机械力或液压力等作用于金属板材上，使其变形。
2.模具的应用：通过合适的模具，使板材在其作用下发生塑性变形，得到所需的形状。
3.板材的弹性回复：在施加外力后，板材会发生弹性回复，形成最终的成形件。
二、工艺流程板料冲压成形工艺通常包括以下几个主要的工艺步骤：21.板材切割：将原材料的金属板材按照所需的尺寸进行切割。
2.冲孔和开槽：根据产品的要求，在板材上冲孔或开槽，以便后续的成形。
3.弯曲和拉伸：通过模具的作用，使板材发生弯曲或拉伸变形，得到所需的形状。
4.敲凸和冲切：对成形件进行敲凸或冲切，去除多余的材料，得到最终的成形件。
5.表面处理：对成形件进行表面处理，如打磨、喷漆等，提高其外观质量。
三、常用设备在板料冲压成形工艺中，常用的设备有：31张伟、陈静. 金属板材冲压成形的原理与方法[J]. 机械工程, 2010, 10.2曾志伟、刘洪聪. 机械冲压工艺基础[M]. 机械工业出版社, 2017.1.冲床：用于施加冲击力和压力，将金属板材塑性变形。
2.模具：用于加工金属板材的工具，决定成形件的形状和尺寸。
3.剪切机：用于板材的切割，将金属板材按照所需尺寸进行切割。
4.折弯机：用于将金属板材进行弯曲，得到所需的形状。
5.敲料机：用于敲凸和冲切，去除多余的材料。
四、注意事项在进行板料冲压成形工艺时，需要注意以下几个事项：41.板材的选择：选择合适的板材材料和厚度，以满足产品的要求。
2.模具的设计：合理设计模具，确保成形件的质量和尺寸准确。
3.工艺参数的控制：控制冲床的冲击力、压力等工艺参数，以达到最佳的成形效果。
板料冲压工艺及冲模设计
图9－8
冲裁模间隙
式中:Z—— 双边间隙； t —— 材料厚度； h0 ——裂纹重合时，模具 进入材料的深度； h0/t —— 裂纹重合时，模具 进入材料的相对深度； β——剪裂纹与垂线间的夹 角。
（2）经验确定法
• 经验公式计算法：
将式（9－1）简化为： （9－2） 式中:m——系数，与材料厚度及材料性能有关。 对于较薄的材料，可能先用下列数值： 软钢、纯铁： Z (6% ~ 9%)t 铜合金、铝合金： Z (6% ~ 10%)t 硬钢： Z (8% ~ 12%)t 当材料厚度大于3mm 时，可以适当放大到1.5倍。
断面 质量
冲裁力 模具寿命 降 低
小 有提高
适 中 适 中 降
大 低
• 合理间隙：
指能够使断面质量、尺寸精度、 模具寿命和冲裁力等方面得到最佳效 果的间隙。 合理间隙值的确定方法有两种： • 理论确定法 • 经验确定法
(1) 理论确定法
如图9－8所示的几何关系有：
tg 2 t h0 Z
ho Z 2(t h0 )tg 2t 1 tg t
• 冲压技术是以模具为中心，
以产品为龙头，结合现代科学技 术的应用，在巨大的产品市场的 导引和推动下发展起来的一门先 进制造技术。
• 在国民经济中的地位 (1)
全球钢产量2005年达到8.86亿吨，中国的产量约为2.2~3.5亿吨。
钢带 50 钢板 17 棒材 13 型材 9 占全年钢产量 % 线材 管材 其它 7 2 2
• 成 形 工 序是在冲压过程中，使毛坯在不破坏的条件
应力特征：［б b］ ＞б ≥ ［б ｓ］
下发生塑性变形，成为所要求的形状，同时，冲压件应该满 足尺寸精度方面的要求。
冲压工艺
设备
冲压设备 • 机械压力机 • 液压机
冲压材料
• 板材 • 带材 • 管材及其他型材
冲压零件
冲压模具
材料
模具
• 冲压加工的主要工艺装备 • 冲压件质量与模具关系最大
冲压概述
3.冲压加工特点
• • • • • • • • 产品尺寸稳定，重量轻，刚度好 表面质量和精度较好 操作简单，易于实现自动化 生产效率高 适于大批量生产 大批量生产时加工费用较低 依赖设备与模具 投产周期较长，初始投入大
工序名 称
代号
切角 翻孔 扣合 落料 弯曲 分离 CT BU HEM BL BE SEP
二、冲压工序
1.分离工序
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。
分离条件：变形材料内部的应力超过强度极限σb。
二、冲压工序
1.1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。
六、缺陷及分析 (2)变形
压料板与凹模型面配合不好；间隙过大等 凹模或凸模缺损； 定位销造成（放偏或走料）
(3)表面划伤
操作时有拖、拉等现象； 板料在剪切过程中划伤等；
六、缺陷及分析 (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； 行程不到位。
冲压工艺及缺陷分析
目录
一 二 三 四 五 六 冲压概述 冲压工序 冲压模具 冲压设备
冲压材料
缺陷及分析
一、冲压概述
1.什么是冲压？
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，从而获得一定几何形状和尺寸精度的机械 零件或制品的一种压力加工方法。 冲压通常在常温下进行，主要用于金属板料成型加工，故 又称为冷冲压。
冲压工艺--板料的冲压成形性能与成形极限
2福井、吉田扩孔试验 鉴于板材冲压成形性能的不断提高，在标准的
KWI扩孔试验装置上进行扩孔试验，某些塑性很高的 板料无法分出优劣。因此，为了加大各种板材的试验 差值，提高试验精度，日本的福井伸二、吉田清太提 出了另一种型式的扩孔试验——利用球形冲头的扩孔 试验。
t0
Dp
备注
0.5以下 10.~20 2ri≈0.2Dp 0.5~2.0 30~50 D0≥2.5Dp 2.0以上 50~100
3杯形件拉深试验（Swift试验）
Swift试验是以求极限拉深比LDR作为评定板材拉 深性能的试验方法。 试验所用装置与试验标准分别见图和表。
Swinft试验装置（1-冲头 2-压边圈 3-凹 模 4-试件）
n i1 N
i1 i1 N
N (xi )2 ( xi )2
i 1
i 1
r值测量计算 根据r值的数学定义，有：
r=εb/εt 式中：r 塑性应变比 εb、εt 试样宽度、厚度方向的真实应变 b 试样拉伸变形后标距内的宽度 b0 试样标距内的原始宽度 t 试样拉伸变形后的厚度 t0 试样原始厚度
1 扩孔试验 KWI 扩孔试验
KWI扩孔试验是由德国的KWI研究所首先提出。 扩孔试验作为评价材料的翻边性能的模拟试验方 法，
是采用带有内孔直径为d0的圆形毛坯，在图 所示的模具中进行扩孔，直至内孔边缘出现裂纹 为止。测量此时的内孔直径d f，并用下式计算 极限扩孔系数λ
式中：do—试样内孔的初始直径（mm）； df—孔缘破裂时的孔径平均值（mm）。
法，简单、可靠，并能清楚反映材料受外力时 表现出的弹性、塑性和断裂三个过程。因此， 拉伸试验是评价板材基本力学性能及成形性能 的主要试验方法。
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。
金属工艺学-板料冲压
落料凹模和冲孔凸模尺寸
落料凹模基本尺寸应取 工件尺寸公差范围内的 较小的尺寸。
冲孔凸模基本尺寸应取 工件尺寸公差范围内的 较大尺寸。
二、修整 （1）外缘修整：修整冲裁件外形 （2）内孔修整：修整冲裁件内孔
三、切断
4.冲裁件的排样 排样方式：有搭边排样、无搭边排样
第二节 变形工序
变形工序是使坯料一部分相对于另一部分产 生位移而不破裂的工序。
（4）当凸、凹模采用配制加工时，刃口尺寸的制 造公差一般为冲裁件公差的1/4~1/3。
如果凸、凹模分别加工时，其制造公差之和应 小于或等于最大与最小间隙之差的绝对值，即： （δ凹+δ凸）≤│Zmax －Zmin│。
（5）刃口尺寸计算要根据模具制造特点，冲裁件 的形状简单时，其模具采用分别加工法计算， 冲裁件形状复杂时，其模具用配制法计算。
弯曲边高
带孔弯曲件
3）弯曲带孔零件时，为避免孔的变形，孔的位置 如图所示，L＞（1.5～2）s
4）当L过小时,可在弯曲线上冲工艺孔,如对零件孔 的精度要求较高，则应弯曲后再冲孔。
3.对拉伸件的要求
1）外形应简单、对称； 2）应尽量避免直径小而深度过深； 3）底部与侧壁、凸缘与侧壁应有足够的圆角；
2、材料的利用率高，一般可达70—80%；
3、适应性强，金属及非金属均可用冲压方法加工 ，零件可大可小。
4、生产率高，每分钟可冲压小件数千件，易实 现机械化和自动化。
5、模具结构复杂、制造成本高。
三、冲压的基本工序
基本工序
分离工序 变形工序
剪切 冲裁 切口 修边 剖切
弯曲 拉伸 翻边 成形
落料 冲孔
1、拉深过程
拉深中常见的缺陷
1）拉穿
板料冲压主要工序的特点和应用范围
板料冲压主要工序的特点和应用范围英文回答：Stamping Processes and Their Applications.Metal stamping is a sheet metal forming process that involves applying pressure to a sheet of metal to create the desired shape. This process is widely used in the manufacturing industry, particularly for producing high-volume parts such as automotive components, electrical enclosures, and medical devices.There are various types of stamping processes, each with its own unique characteristics and applications. Some of the most common types include:Blanking: This process involves cutting a shape out of a sheet of metal using a die and punch. Blanking is typically used to create flat parts with simple shapes.Piercing: Similar to blanking, piercing involves creating a hole in a sheet of metal using a die and punch. However, unlike blanking, the material removed in piercing is not retained.Bending: Bending involves forming a sheet of metalinto a desired angle or shape. This process is used to create parts such as brackets, chassis, and enclosures.Drawing: Drawing involves stretching a sheet of metal over a die to create a hollow part. This process is used to produce parts such as cups, cans, and containers.Embossing: Embossing involves pressing a design or pattern into a sheet of metal. This process is used to create decorative parts or to add rigidity to a component.Each stamping process has its own unique advantages and applications. Blanking is ideal for creating flat parts with simple shapes, while piercing is used to create holes in a variety of materials. Bending is suitable for forming angles or shapes in sheet metal, while drawing is used toproduce hollow parts. Embossing is primarily used for decorative purposes or to add rigidity to a component.中文回答：板料冲压的主要工序及应用范围。
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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。