冲压工艺介绍

• 点焊是将焊件装配成搭接接头，并压紧在 两柱状电极之间，利用电阻热熔化母材金 属，形成焊点的电阻焊方法。点焊主要用 于薄板焊接。 点焊的工艺过程： 1、预压，保证工件接触良好。 2、通电，使焊接处形成熔核及塑性环。 3、断电锻压，使熔核在压力继续作用下 冷却结晶，形成组织致密、无缩孔、裂纹 的焊点。 凸焊是点焊的一种变型形式;在一个工件上 有预制的凸点，凸焊时，一次可在接头处 形成一个或多个熔核。
冲压工艺介绍
目录
• • • • • • • • • 冲压工艺介绍 冲压设备介绍 精冲技术简介 焊接简介 振光、喷砂、抛丸简介 镀锌介绍 冲压件成本核算模型 典型瓶颈零件介绍 工厂考察的注意点
工艺介绍
冲裁
• 冲裁件内外形的经济度不高欲IT11级。一般要求落料件精度最好低欲 IT10级，冲孔件最好低于IT9级。
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焊接
• 高频焊 • 利用流经焊件连接面的高频电流所产生的电阻热作为热源 ，使焊件待焊区表层被加热到熔化或塑性状态，同时通过 施加（或不加）顶锻力，使焊件达到金属间结合的一种焊 接方法。
电阻焊
焊件组合后通过电极施加压力，利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生 的电阻热进行焊接的方法。 电阻焊方法主要有四种，即点焊、缝焊、凸焊、对焊
冲裁
一般冲裁件剪断面的表面粗糙度
材料厚度t/mm <1 >1~2 6.3 >2~3 12.5 >3~4 25 >4~5 50
表面粗糙度Ra/μm 3.2
冲裁件孔中心距公差
料厚 t <1 1~2 2~4 4~6 <50 ±0.10 ±0.12 ±0.15 ±0.20 普通冲裁 孔距尺寸 50~150 ±0.15 ±0.20 ±0.25 ±0.30 150~300 ±0.20 ±0.30 ±0.35 ±0.40 <50 ±0.03 ±0.04 ±0.06 ±0.08 高级冲裁 孔距尺寸 50~150 ±0.05 ±0.06 ±0.08 ±0.10 150~300 ±0.08 ±0.10 ±0.12 ±0.15
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摩擦压力机与液Βιβλιοθήκη Baidu机
• 摩擦压力机的工作原理是：利用飞 • 轮和摩擦盘的接触传动，并借助螺 杆与螺母的相对运动原理而工作的。 液压压力机（简称液压机）是压力 机的一种类型，它通过液压系统产 生很大的静压力实现对工件进行挤 压、校直、冷弯等加工。
冲压模具介绍
冲裁模具的运动过程
冲压模具结构
模具结构详细
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冲压模具的热处理与表面处理
• • • 一般冲裁模、拉深模、折弯模等热处理硬度依次降低。 一般凸模的硬度比凹模略低一点。 为提高模具性能和使用寿命，模具表面强化处理应用越来越广。常用的表而 强化处理方法有：镀硬铬、镀钛、氮碳共渗、渗氮、渗硼、渗钒以及化学气 相沉积法(CVD)、物理气相沉积法(PVD)和表面浸镀碳化物法(TD)等。
拉深成形
• 一般情况下，拉深件的尺寸精度应在T13级以下，不宜高于IT11级。 拉深件壁厚公差要求一般不应超出拉深工艺壁厚变化规律。据统计 ，不变薄拉深，壁的最大增厚量约为（0.2～0.3）ｔ；最大变薄量约为 （0.10～0.18）ｔ（ｔ为板料厚度）。
胀形
• 胀形，就是在模具的作用下，迫使毛坯局部厚度减薄和表面积增大， 以获得需要的形状与尺寸。 • 起伏成形俗称局部胀形，可以压制加强筋、凸包、凹坑、花纹图案及 标记等。
光洁冲裁-负间隙冲裁
负间隙冲裁的凹模也带有小圆角，半 径为料厚的5%~10%。凸模比凹模要大 ，冲裁时凸模的下止点位置不能与凹 模接触，在下一道工序时再完全冲出 。冲裁力比普通的要大得多，且需要 良好润滑。凹模容易开裂，同样用于 较软材料。
精密冲压技术
• 对向凹模精冲法
1. 2. 3. 4. 由于剪切变形偏向搭边，工件冲裁面不产生撕裂，因而扩大了材料 的使用范围，能加工脆性材料、高强度材料和厚板。 在平滑的冲裁面内部，无不均匀变形，冷作硬化小。 冲裁时，二凹模间材料向外流动，无材料流入间隙，故塌角小。 冲裁力小，冲裁厚度仅为料厚的30%，提高了模具寿命。
注：适用于孔是同时冲出的。
弯曲成型
• 两道成形的
• 三道成形的
弯曲成形
• 弯曲件的精度受坯料定位、偏移、翘曲和回弹等因素的影响，弯曲的 工序数目越多，精度也越低。一般弯曲件的经济公差等级在IT13级以 下，角度公差大于15′。
拉深成形
• 典型拉深件如图 a. 旋转体拉深件 b. 盒型拉深件 c. 异形拉深件
胀形
• • • • 空心坯料胀形 1 凸模 2 分块凹模 3 橡胶
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加轴向液体胀形 1上模 2轴头 3下模 4管料 管内加液体
翻边
• 翻边是在模具的作用下，将坯料的孔缘或外边缘冲制成立边的方法。
• 翻边的模具。
缩口
• 缩口是将管坯或预先拉深好的圆筒形件通过缩口模将其口部直径缩小 的一种成形方法。缩口工艺在国防工业和民用工业中有广泛应用，如 枪炮的弹壳、钢气瓶等。
旋压成形
• 旋压是将平板或空心坯料固定在旋压机的模具上，在坯料随机床主轴 转动的同时，用旋轮或赶棒加压于坯料，使之产生局部的塑性变形。 在旋轮的进给运动和坯料的旋转运动共同作用下，使局部的塑性变形 逐步地扩展到坯料的全部表面，并紧贴于模具，完成零件的旋压加工 。 • 1，顶块 2，斡杆或旋轮 • 3，胎具 4，主轴
精密冲压技术
精冲和普通冲压的区别 精冲模具的构造
精密冲压技术
精密冲压的过程： a.模具初始位置 b.齿圈压入 c.冲裁 d.冲裁过程结束 e.模具开启 f.卸出冲孔废料 g.顶出零件及卸出带料 h.排出零件及废料，向前送料 精密冲压技术需要专用的精密冲压 设备，一般是三动液压机。
精密冲压技术
除了标准的精冲技术外，还有一些措施来处理变形要求不太高的工艺方法。
焊接
• 常用的有：电弧焊、氩弧焊、二氧化碳保护焊、电阻焊。 • 电弧焊：利用电弧放电（俗称电弧燃烧）所产生的热量将 焊条与工件互相熔化并在冷凝后形成焊缝，从而获得牢固 接头的焊接过程。
焊接
气体保护焊，常用的有氩弧焊、二氧化碳保护焊。
• MIG：又称为熔化极氩弧焊， 用纯氩气作为气源，主要用于 焊接有色金属，如 铝、不锈 钢、铜等，如果对焊缝质量要 求很高，请选用药芯焊丝。 MAG：又称为富氩弧,即 Ar80%+CO 220%的混合气体 焊接，主要用于焊接碳钢、不 锈钢等多种母材，此焊接工艺 ，可降低飞溅，焊缝成形美观 ，适用于薄板和中厚板，但是 焊缝熔深有点欠缺。 CO2：即纯CO2气体保护焊接 ，焊接时飞溅相对于MIG、 MAG焊接飞溅稍大，但熔深 大，适用于大电流焊接。
模具钢的材料
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碳素工具钢 在模具中应用较多的碳素工具钢为T8A、T10A等，优点为加工性能好，价格便宜。但 淬透性和红硬性差，热处理变形大，承载能力较低。 低合金工具钢 在碳素工具钢的基础上加入了适量的合金元素。与碳素工具钢相比，减少了淬火变形 和开裂倾向，提高了钢的淬透性，耐磨性亦较好。用于制造模具的低合金钢有 CrWMn 、9Mn2V、7CrSiMnMoV(代号CH-1)、6CrNiSiMnMoV(代号GD)等。 高碳高铬工具钢 常用的高碳高铬工具钢有Cr12和Cr12MoV、Cr12Mo1V1（代号D2），它们具有较好的 淬透性、淬硬性和耐磨性，热处理变形很小，为高耐磨微变形模具钢，承载能力仅次 于高速钢。但碳化物偏析严重，必须进行反复镦拔（轴向镦、径向拔）改锻，以降低 碳化物的不均匀性，提高使用性能。 高碳中铬工具钢 用于模具的高碳中铬工具钢有Cr4W2MoV、Cr6WV 、Cr5MoV等，它们的含铬量较低， 共晶碳化物少，碳化物分布均匀，热处理变形小，具有良好的淬透性和尺寸稳定性。 与碳化物偏析相对较严重的高碳高铬钢相比，性能有所改善。 高速钢 高速钢具有模具钢中最高的的硬度、耐磨性和抗压强度，承载能力很高。模具中常用 的有W18Cr4V（代号8-4-1）和含钨量较少的W6Mo5 Cr4V2（代号6-5-4-2，美国牌号为 M2）以及为提高韧性开发的降碳降钒 高速钢 6W6Mo5 Cr4V（代号6W6或称低碳M2） 。
冲压设备
• 冲床一般分机械压力机（型号Jxx表示）和 液压机（型号Yxx表示）。
• 机械压力机按驱动滑块机构可分为曲柄式 和摩擦式。 • 按滑块数量分单动、双动和多动。 • 按床身结构分开式和闭式。 • 按自动化程度分普通压机和高速压机。
机械压机-曲柄连杆压力机
工作原理
• 机械压力机的规格用公称工作力（千牛）表示， 它是以滑块运动到距行程的下止点约10～15毫米 处（或从下止点算起曲柄转角α约为15°～30°时） 为计算基点设计的最大工作力。 * 10KN=1T 机械压力机工作时,由电动机通过三角皮带驱动大 皮带轮（通常兼作飞轮）,经过齿轮副和离合器带 动曲柄滑块机构,使滑块和凸模直线下行。锻压工 作完成后滑块回程上行,离合器自动脱开，同时曲 柄轴上的自动器接通，使滑块停止在上止点附近。 机械压力机的载荷是冲击性的，即在一个工作周 期内锻压工作的时间很短。短时的最大功率比平 均功率大十几倍以上，因此在传动系统中都设置 有飞轮。按平均功率选用的电动机启动后，飞轮 运转至额定转速，积蓄动能。凸模接触坯料开始 锻压工作后，电动机的驱动功率小于载荷，转速 降低，飞轮释放出积蓄的动能进行补偿。锻压工 作完成后，飞轮再次加速积蓄动能，以备下次使 用。
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开式、闭式压机
• 开式压力机：应用最为广泛，多为立式。 机身呈C形，前、左、右三面敞开,结构简 单、操作方便、机身可倾斜某一角度,以便 冲好的工件滑下落入料斗,易于实现自动化。 但开式机身刚性较差，影响制件精度和模 具寿命，仅适用于40～4000千牛的中小型 压力机。 闭式压力机：机身呈框架形，机身前后敞 开，刚性好，精度高，工作台面的尺寸较 大，适用于压制大型零件，公称工作力多 为1600～60000千牛。冷挤压、热模锻和双 动拉深等重型压力机都使用闭式机身。
模具钢的材料
• 基体钢 在高速钢的基本成分上添加少量的其它元素，适当增减含碳量，以改善钢的性能。这 样的钢种统称基体钢。它们不仅有高速钢的特点，具有一定的耐磨性和硬度，而且抗 疲劳强度和韧性均优于高速钢，为高强韧性冷作模具钢，材料成本却比高速钢低。模 具中常用的基体钢有 6Cr4W3Mo2VNb（代号65Nb）、7Cr7Mo2V2Si（代号LD）、 5Cr4Mo3SiMnVAL（代号012AL）等。 硬质合金和钢结硬质合金 硬质合金的硬度和耐磨性高于其它任何种类的模具钢，但抗弯强度和韧性差。用作模 具的硬质合金是钨钴类，对冲击性小而耐磨性要求高的模具，可选用含钴量较低的硬 质合金。对冲击性大的模具，可选用含钴量较高的硬质合金。 新材料 目前冷作模具钢的发展趋势是在高合金钢D2（相当于我国Cr12MoV）性能基础上，分 为两大分支：一种是降低含碳量和合金元素量，提高钢中碳化物分布均匀度，突出提 高模具的韧性。如美国钒合金钢公司的8CrMo2V2Si、日本大同特殊钢公司的 DC53(Cr8Mo2SiV)等。另一种是以提高耐磨性为主要目的，以适应高速、自动化、大批 量生产而开发的粉末高速钢。如德国的320CrVMo13，等。 选用冲裁模具材料应考虑工件生产的批量，若批量不大就没有必要选择高寿命的模具 材料；还应考虑被冲工件的材质，不同材质适用的模具材料亦有所不同。对于冲裁模 具，耐磨性是决定模具寿命的重要因素，钢材的耐磨性取决于碳化物等硬质点相的状 况和基体的硬度，两者的硬度越高，碳化物的数量越多，则耐磨性越好。常用冲压模 具钢材耐磨性 的劣优依次 为碳素工具钢 — 合金工具钢 — 基体钢 — 高碳高铬钢 — 高 速钢 — 钢结 硬质合金 — 硬质合金。
• 整修
将普通冲压后的毛坯放在整修模具中，进行一次或多次整修加工，除去粗糙不平 的冲裁断面和锥度。 整修后，精度可以达到IT6~IT7，表面粗糙度可以达到Ra=0.4~0.8μm。 下图是常用的外缘修整和内缘修整。
精密冲压技术
光洁冲裁-小间隙圆角刃口冲裁
采用小圆角刃口和极小冲裁间隙。 落料时，凹模带有小圆角刃口；冲孔 时，凸模带有小圆角刃口。小圆角半 径一般取料厚的10%，间隙1~2丝。适 用于软吕、紫铜等软材料。制件公差 可达IT11~8级，粗糙度Ra=1.6~0.4μm 。冲裁力比普通冲裁大50%左右。