第11章 板料冲压
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。
板料冲压性能试验
▪ 板材的拉伸试验也叫做单向拉伸试验或 简单拉伸试验。应用拉伸试验方法，可以 得到许多评定板材冲压性能的试验值，所 以应用十分普遍。
▪ 由于试验目的不同，板材冲压性能评价 用的拉伸试验方法和所得到的试验值均与 为评定材料强度性能的拉伸试验有所不同。 简单介绍如下 ：
1
拉伸实验试样
拉伸曲线
3
2、均匀延伸率u
▪ 拉伸试验中，试样拉断时的伸长率称总伸长率 或简称伸长率。
▪ 试样开始产生局部集中变形（缩颈时）的伸长 率称均匀伸长率u。
▪ u表示板料产生均匀的或稳定的塑性变形的能 力，它直接决定板料在伸长类变形中的冲压成形 性能，从实验中得到验证，大多数材料的翻孔变 形程度都与均匀伸长率成正比。可以得出结论： 即伸长率或均匀伸长率是影响翻孔或扩孔成形性 能的最主要参数。
越好。
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四、胀形性能试验
▪ 即杯突试验，测得凸 包高度，越高则胀形 成形性能越好。
▪ 板料试样被压紧在 凹模和压边圈之间， 凸模向上运动把试样 胀成凸包，直到破裂 为止。以凸包高度记 作试验值IE，
11
五、拉深胀形复合成形性能试验
▪ 即锥杯试验，测量杯口 最大直径和最小直径， 计算:
▪ CCV=(Dcmax+Dcmin)/2， 越大，其拉深胀形成形 性能越好。
4
3、硬化指数n
▪ 宏观上，材料受拉产生缩颈时，外载荷与名义 应力均出现最大值，见前拉伸曲线。而真实应力 则不同，在缩颈后，由于材料实际截面积减小， 真实应力会继续增加直到断裂。
Bn
5
▪ 实际板料拉伸时，整个变形过程是不均匀的。
一方面材料断面尺寸不断减小使承载能力降低， 另一方面由于加工硬化使变形抗力提高，又提高 了材料的承载能力。在变形的初始阶段，硬化的 作用是主要的，因此材料上某处的承载能力，在 变形中得到加强。板料的硬化是随变形程度的增 加而逐渐减弱，到一定时刻，最弱断面的承载能 力不再得到提高，于是变形开始集中在这一局部 地区地行，不能转移出去、发展成为缩颈，直至 拉断。
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。
冲压工艺第11章 冲压生产过程中的安全要求
为给劳动者创造一个符合劳动卫生要求、保护工人健康的生产环境和条件， 应将《冲压车间安全生产通则》这一强制性国家标准中所规定的各项安全规 则和要求作为安全生产和安全管理的规范和依据。冲压操作者应熟知这些内 容。
11.1冲压生产的环境要求 冲压生产场地应为操作者提供在生理上和心理上的良好作业环境，生产场地 的温度、通风、照明和噪声等符合劳动卫生要求，不仅有利于劳动者的安全 和健康，还有助于提高劳动生产率，对保证冲压件质量起到促进作用。 11.1.1冲压生产环境 （1）温度 ①室内工作地点的冬季空气温度应符合下列要求:轻作业不低于15 ℃；中作 业不低于12 ℃；轻作业与中作业交混的车间不低于15 ℃。
产中物流和安全操作。 （3）冲模库 生产场地使用的所有模具（含夹具）应整齐有序地存放在冲模库或固定的存 放地。 模具入库前必须清理干净，在工作面上、活动或滑动部分加注润滑或防锈油 脂。 各种冲模必须稳定地水平放置，不得直接垛放在地坪上。 ①大型冲模应垛放在楞木或垫铁上，每垛不得超过3层，垛高不应超过2.3 m 楞木或垫铁应平整、坚固，承重后不允许产生变形和破裂。 多层垛放的模具应是有安全栓或限位器的冲模，并不得因多层垛放而影响冲 模精度。无导向的模具不宜多层垛放。 ②小型冲模应存放在专用钢模架上，模架最上一层平面不应高于1.7 m。
产无关的障碍物，不允许有黄油、油液和水存在。 ②地面必须坚固，能承受规定的荷重。 ③压力机基础或地坑的盖板，必须是花纹钢板，或在平板上焊以防滑筋。 11.1.2冲压工作场地 工作场地应符合安全和卫生规定，工艺设备的平面布置除满足工艺要求外， 压力机的排列间距应有利于安全操作，车间通道的宽度有利于材料、模具和 冲压件的运输，不至于影响冲作者的安全。 （1）车间通道 车间通道必须畅通，通道宽度应符合如表11.5所示的规定。通道边缘200 mm 以内不允许存放任何物体。
第11章 板料冲压
思 考 题
1. 冲下列零件时，应采用哪些冲压工 序？饭盒；煤气罐封头；脸盆；硬币； 2.如何利用弯曲回弹现象设计弯曲 模，使工件得到准确的弯曲角度？ 3.成批大量生产外径为40mm、内径为 20mm、厚度为2mm的垫圈时，应选用何 种模具结构能够很好地保证孔与外圆的 同心度？
二、简化工艺及节省材料的设计
（1）复杂形状的冲压件，可分成几个简单的冲压件冲制， 然后再焊成所需的零件。
冲压—焊接结构零件 冲口工艺的运用
（2）采用冲口工艺，可减少组合件数量、节省材料和简化 工艺过程。
三、冲压件的厚度
在强度和刚度允许的条件下，应尽可能采用较薄的材料，以 减少金属的消耗。 对局部刚度不够的部位，可采用加强筋，以实现薄材料代替 厚材料。
落料和冲孔统称冲裁。 冲裁变形和分离过程可分弹性变形、塑性变形、断裂分离三个阶段。 板料分离后形成的断口区域包括:圆角、光亮带、断裂带和毛刺4部分。 要提高冲裁件的质量，就要增大光亮带的高度，缩小圆角带和毛刺高 度，并减少冲裁件翘曲。
4. 凸凹模刃口尺寸的确定
冲裁模刃口尺寸的计算直接关系到模具间隙和冲裁件的尺寸 精度，是模具设计中最重要的尺寸。 刃口尺寸计算的原则如下： (1)落料时，落料件的尺寸是由凹模刃口尺寸决定的，因此， 应以落料凹模为设计基准。
8. 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。
11.1.2 变形工序
使冲压坯料产生不破裂的塑性变形获得冲压件的工序称为 变形工序。 弯曲、拉深、起伏、翻边与翻孔、胀形等均属于变形工序。
3、对拉深件的要求
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。
金属压力加工培训教材
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金属工艺学
第三篇 金属塑性加工
金属压力加工大多属热变形，具有再结晶组织，热加工后 组织性能变化：
1、将铸锭加热进行压力加工后，由于金属经过塑性变形及再结晶， 从而改变了粗大的铸造组织，获得细化的再结晶组织。
2、同时铸锭中的气孔、缩松等经热塑变形后被压实或焊合在一起， 使金属组织更加致密，其力学性能会有很大提高。
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金属工艺学
第三篇 金属塑性加工
上次课内容的回顾
铸件壁厚的设计：
（1） 铸件壁厚应均匀、避免厚大截面
（2）铸件壁的连接： 1 ．铸件的结构圆角
2 ．避免锐角连接 3 ．厚壁与薄壁间的联接要逐步过渡 4 ．减缓筋、辐收缩的阻碍
特种铸造
型砂应具备的性能：强度、透气性、耐火性、退让性
常用的压力加工生产方式：
T再 = 0.4 T熔 (K)
经过回复处理能使冷变形后的金属恢复良好的塑性。
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金属工艺学
第三篇 金属塑性加工
金属的回复和再结晶示意图
5 . 冷变形及热变形
（1）冷变形：在再结晶温度以下的变形； 冷变形后金属强度、硬度较高，低粗糙度值。但变形程度
不宜过大，否则易裂。 （2）热变形：再结晶温度以上变形。
过烧：接近材料熔化温度，晶间的低熔点物质开始熔化，且晶界 上形成氧化层。金属失去锻造性能，一击便碎，无法挽回。
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金属工艺学
第三篇 金属塑性加工
始锻温度： 过热、过烧 缺陷 终锻温度： 加工硬化
45: 1200℃~800℃
②变形速度 ：单位时间的变形程度。 加工硬化积累↑→塑性↓，变形抗力↑，可锻性变差
板料冲压
冲压设备
剪床：为冲压准备毛坯或用于切断工序。
冲床：实现冲压工序，制成所需形状和尺寸 的成品零件。 冲模：由上下模坐组成的冲压模具。
板料冲压基本工序
冲裁：使板料沿封闭轮廓线分离的工序，包括冲 孔和落料。
弯曲：将平直板料弯成一定角度和圆弧的工序。
拉深：将板料加工成杯裃零件的工序，坯料在凸 模的作用下被压入凹模。未了避免被拉裂，凸模 和凹模转角处应为圆角。
成形
成形是使板料或半成品改变局部形状的工序。包 括压肋`压坑`胀形`翻边`缩口等。
压肋和压坑是压制出各种形状的凸起和凹陷的工 序。 胀形是利用模具使空心件或管状件由内向外扩张 的成形 方法。
5.2.4 板料冲压
板料冲压定义：
板料冲压是利用裃在冲床上的 冲模对金属板料加压，使之产生 形变或分离，从而获得零件或毛 坯的加工方法。 常用冲压材料有低碳钢`铜合金`镁 合金等。
板料冲压的特点及应用
特点：无需对毛坯加热，生产简单，生产 率高，容易实现自动化和机械化，可制造 形状复杂零件，废料少···等
翻边是将工件上的孔或边缘翻出竖立或有一定角 度的直边。
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。
板料冲压教案
板料冲压教案教案标题：板料冲压教案教案目标：1. 了解板料冲压的基本概念和工艺流程；2. 掌握板料冲压的操作步骤和安全注意事项；3. 发展学生的动手能力和问题解决能力。
教学重点：1. 板料冲压的基本概念和工艺流程；2. 板料冲压的操作步骤；3. 板料冲压的安全注意事项。
教学难点：1. 板料冲压的操作步骤；2. 板料冲压的安全注意事项。
教学准备：1. 板料冲压机；2. 板料冲压刀具；3. 板料冲压模具；4. 板料样品。
教学步骤：引入：1. 向学生介绍板料冲压的基本概念和应用领域；2. 引导学生思考板料冲压的重要性和优势。
展示：1. 展示板料冲压机的结构和工作原理；2. 展示板料冲压刀具和模具的种类和用途；3. 展示板料冲压样品的制作过程和成品。
讲解：1. 详细讲解板料冲压的操作步骤，包括：a. 板料的选择和准备；b. 模具的安装和调整；c. 冲压机的操作和调节；d. 冲压过程中的注意事项。
示范：1. 示范板料冲压的操作步骤，强调每个环节的关键点和技巧；2. 鼓励学生观摩示范，提出问题和疑问。
实践：1. 分发给学生板料样品和相关工具；2. 指导学生按照教学步骤进行实践操作；3. 在实践过程中及时纠正学生的错误和不规范操作。
总结：1. 回顾板料冲压的基本概念和工艺流程；2. 总结板料冲压的操作步骤和安全注意事项；3. 鼓励学生分享实践经验和感受。
拓展：1. 鼓励学生探索更复杂的板料冲压工艺；2. 引导学生思考板料冲压在工业生产中的应用和发展前景。
教学评估：1. 观察学生在实践操作中的表现和技能掌握程度；2. 收集学生提出的问题和解决方案；3. 进行小组或个人展示，评估学生对板料冲压的理解和应用能力。
教学延伸：1. 组织学生参观板料冲压加工厂，了解实际生产环境和技术应用；2. 鼓励学生进行板料冲压相关的科研项目或创新设计。
这个教案旨在通过引入、展示、讲解、示范、实践、总结等环节，帮助学生全面了解板料冲压的基本概念、工艺流程、操作步骤和安全注意事项。
第11章 板料冲压201309
冲裁件的排样
设计合理的冲裁件外形，有利于提高材料利用率。
修整：利用修整模沿冲裁件外缘或内孔刮削一薄层金属， 单边间隙0.001~0.01mm。
变形工序
变形工序：使冲压坯料产生不破 裂的塑性变形而获得冲压件工序。
弯曲是将坯料弯成一定的角度、 曲率的工序。
4.下列工件中，适合于自由锻的是( )，适合于板料冲压的是 （），适合于铸造的是（）
Ａ. 减速箱体 Ｂ. 电器箱柜 Ｃ. 车床主轴
当间隙过小时，出现第二光亮带。 摩擦严重，模具寿命低。冲裁力大。
当间隙过大时，产生第二次拉裂，
形成厚而大的拉长毛刺，冲裁的 翘曲现象严重。冲裁力较小。
间隙小 间隙适中 间隙大
对冲裁件断面质量要求高时，应选用较小的间隙值，否则， 尽可能加大间隙。
凸凹模刃口尺寸的确定
单边间隙的经验公式：
c = mδ
δ 板料厚度 m 系数，低碳钢 0.06-0.09
冲床的一次冲程中，在模具同一部位上同时完成数道冲 压工序的模具，称为复合模。精度高，模具复杂。
落料拉伸复合模
拉伸件
板料冲压模具
拉伸件
思考题
1. 冲下列零件，应采用哪些冲压工序？饭盒；合页？
2.如何利用弯曲回弹现象设计弯曲模，使工件得到 准确的弯曲角度？
3.成批大量生产外径为40mm、内径为20mm、厚度为2mm的垫 圈时，应选用何种模具结构能够很好地保证孔与外圆的同心度？
拉深中常见的废品及防止措施
正确选择拉伸系数
拉深件直径d与坯料直径 D的比值称为拉深系数，用m 表示，即m = d/D。
思考： 拉深系数越小，变形程度？
影响拉深系数的因素： 材料塑性好，m可小； 毛坯相对厚度t/D越大，抵抗失稳的能力大， m可小； 凸、凹模圆 角半径和间隙合适，合理的压边力和良
说明板料冲压及其特点、应用与基本工序
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板料冲压连接技术
板料冲压连接技术
以板料冲压连接技术为标题，本文将介绍板料冲压连接技术的原理、应用以及优势。
一、板料冲压连接技术的原理
板料冲压连接技术是一种利用冲压工艺连接板料的方法。
其原理是通过在板料上进行冲压，形成凸凹结构，使板料之间产生锁紧效果，从而实现连接。
板料冲压连接技术广泛应用于汽车、电子、家电等工业领域。
以汽车为例，板料冲压连接技术可用于汽车车身的连接，如车门、车顶等部件的连接。
此外，板料冲压连接技术还可应用于电子设备的外壳连接、家电产品的外壳连接等方面。
三、板料冲压连接技术的优势
1. 强度高：板料冲压连接技术能够在板料上形成凸凹结构，增加连接点的接触面积，从而提高连接的强度。
2. 节约材料：与传统焊接技术相比，板料冲压连接技术无需额外添加焊接材料，可以节约材料成本。
3. 无污染：板料冲压连接技术不需要使用焊接材料，避免了焊接过程中可能产生的有害气体和废水，对环境友好。
4. 生产效率高：板料冲压连接技术可以通过自动化设备实现大规模生产，提高生产效率。
5. 重量轻：板料冲压连接技术可以实现薄板间的连接，从而减少整体产品的重量。
6. 外观美观：板料冲压连接技术可以实现零件的无缝连接，使产品外观更加美观。
板料冲压连接技术是一种应用广泛且具有优势的连接技术。
在各个工业领域中，板料冲压连接技术能够实现强度高、节约材料、无污染、生产效率高、重量轻、外观美观等优点，为产品的制造和设计提供了便利。
随着工艺的不断发展和技术的进步，相信板料冲压连接技术将在未来得到更广泛的应用，并为各行各业的发展带来更多的机遇和挑战。
板料冲压教案
板料冲压教案教案标题：板料冲压教案教案目标：1. 了解板料冲压的基本概念和工艺流程。
2. 掌握板料冲压的操作技巧和安全注意事项。
3. 培养学生的动手能力和解决问题的能力。
教案内容：一、导入（5分钟）1. 引入板料冲压的概念，介绍其在制造业中的重要性和应用领域。
2. 提问学生对板料冲压的了解程度，引发学生的兴趣和思考。
二、理论知识讲解（15分钟）1. 介绍板料冲压的基本工艺流程，包括模具设计、材料选择、工艺参数等。
2. 解释板料冲压的原理和作用，以及其与其他加工方式的区别。
3. 讲解板料冲压中常用的设备和工具，如冲床、模具等。
三、实践操作（30分钟）1. 分发给学生板料冲压的实践材料和工具。
2. 指导学生如何正确使用冲床和模具，包括调整冲床参数、安装模具等。
3. 演示板料冲压的操作步骤，并让学生跟随操作。
4. 强调操作中的安全注意事项，如佩戴防护眼镜、注意手指安全等。
四、实践应用（15分钟）1. 提供一个实际的板料冲压问题，要求学生运用所学知识解决。
2. 引导学生分析问题，确定合适的冲床参数和模具设计。
3. 学生进行实际操作，并记录操作过程和结果。
五、总结和评价（10分钟）1. 学生针对实践应用中遇到的问题进行讨论和总结。
2. 教师对学生的实践操作进行评价，并提供指导和改进建议。
3. 引导学生思考板料冲压的发展趋势和应用前景。
教案扩展：1. 鼓励学生进行更复杂的板料冲压操作，如多级冲压、冲裁等。
2. 引导学生学习相关的数控冲压技术，了解自动化生产的发展。
3. 组织学生参观实际的板料冲压加工厂，加深对板料冲压的理解和认识。
教案评价：1. 学生是否能够理解和掌握板料冲压的基本概念和工艺流程。
2. 学生是否能够熟练操作冲床和模具，注意安全事项。
3. 学生是否能够运用所学知识解决实际的板料冲压问题。
4. 学生是否能够进行有效的总结和评价，展示对板料冲压的理解和思考能力。
板 料 冲 压
锻压成形
板料冲压
1. 板料冲压的特点及应用
(2)板料冲压的应用
板料冲压在工业生产中有着广泛的应用,特别是在汽车、拖 拉机、航空、电器、仪表等工业中占有极其重要的位置。这种 工艺方法用于大批量生产时才能使冲压产品成本降低。
机械制造基础
锻压成形
❖ 板料冲压
板料冲压是指使板料经分离或变形而得到制件的加工方法。 板料冲压一般是在常温下进行的,故又称冷冲压,简称冲压。如板 料厚度超过8～10mm时,才用热冲压。冲压也属于金属塑性加工。
锻压成形
❖ 板料冲压
冲床
剪床
锻压成形
板料冲压
1. 板料冲压的特点及应用
(1)板料冲压的特点
板料冲压
2. 冲压成型基本工序
(2)变形工序
拉深是使坯料变形成开口空心零件的工序
图5.17 拉深过程简图
锻压成形
板料冲压
2. 冲压成型基本工序
(2)变形工序
弯曲是使坯料的一部分相对于另一部分弯曲成一定角度的工序
图5.18 弯曲过程简图
锻压成形
板料冲压
2. 冲压成型基本工序
(2)变形工序
塑性弯曲时,材料产生的变形由塑性变形和弹性变形两个 部分组成。外载荷去除后,塑性变形保留下来,弹性变形消失, 被弯曲材料的形状和尺寸发生与加载时变形方向相反的变化, 从而消去一部分弯曲变形的效果。这种现象称为回弹
锻压成形 板料冲压
2. 冲压成型基本工序
(2)变形工序
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落料件是因凹模刃口挤切材料产生的，而孔是 凸模刃口挤切材料产生的。
设计落料模时，应先按落料件确定凹模刃口 尺寸，取凹模作设计基准件，然后根据间隙Z 确定凸模尺寸。
设计冲孔模时，先按冲孔件确定凸模尺寸， 取凸模作设计基准件，然后根据间隙Z确定凹 模尺寸。
落料凹模和冲孔凸模尺寸
工件尺寸 φ50+−00..0055
冲压件的结构工艺性
对拉深件的要求
Ø 拉深件外形应简单、对称，且不宜太高(最好小于筒 壁0.7倍)。以便使拉深次数尽量少，并容易成型。 Ø 拉深件圆角半径满足：rd≥t，R≥2t，r≥（3-5）t，否 则，应增加整形工序。垂直壁距孔中心应有一定的距离 。
冲压件的结构工艺性
冲压件的精度和表面质量
落料件不超过IT10，冲孔件不超过IT9，弯曲件不 超过IT9～IT10。
冲床的一次冲程中，在模具同一部位上同时完成数道冲 压工序的模具，称为复合模。精度高，模具复杂。
落料拉伸复合模
拉伸件
板料冲压模具
拉伸件
思考题
1. 冲下列零件时，应采用哪些冲压工序？ 饭盒；合页？
2.如何利用弯曲回弹现象设计弯曲模， 使工件得到准确的弯曲角度？
3.成批大量生产外径为40mm、内径 为20mm、厚度为2mm的垫圈时，应 选用何种模具结构能够很好地保证孔 与外圆的同心度？
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。 两种类型：无搭边排样和有搭边排样。
有搭边排样毛刺小且在 同一平面上，尺寸准确、 质量高，模具寿命长，材 料利用率低。
无搭边排样材料利用率 高，毛刺不在同一平面上， 尺寸精度不高。
冲裁件的排样
设计合理的冲裁件外形，有利于提高材料利用率。
设置压边圈的方法解决； 增加毛坯的相对厚度（T/D）； 增大拉深系数。
拉深中常见的废品及防止措施
正确选择拉伸系数
拉深件直径d与坯料直径 D的比值称为拉深系数，用m 表示，即m = d/D。
思考： 拉深系数越小，变形程度？
影响拉深系数的因素： 材料塑性好，m可小； 毛坯相对厚度t/D越大，抵抗失稳的能力大， m可小； 凸、凹模圆 角半径和间隙合适，合理的压边力和良
重点内容：
1.初步掌握分离工序和变形 工序的种类、特点及应用。
2.根据各种工序的特点，合 理地选择冲压工艺参数，正 确设计冲压件结构；
3.了解常用冲压模具的结构、 特点及工作原理。
难点： 冲裁模刃口尺寸设计，拉深过程中起皱的原因。
第十一章 板料冲压
冷冲压：厚度小于4mm的金属薄板通常在常温下进行。 热冲压：当板料厚度超过8~10mm。
板料冲压模具 简单模
在压力机的一次行程中只完成一个冲压工序的模具， 称为简单冲模。模具简单，造价低。
简单冲模
冲孔模 落Leabharlann 模弯曲模 反拉深模板料冲压模具
连续模（级进模） 压力机的一次行程中，在模具不同部位上同时完成数道冲 压工序的模具，称为连续模。生产率高，要求定位精度高。
连续模
复合模
板料冲压模具
断裂带：刃口处的微裂纹在 拉应力σ下扩展断裂形成。 毛刺：材料断裂而形成。在 普通冲裁中，毛刺不可避免。
四个特征区中，光亮带质 量最佳。
凸凹模间隙对冲裁件质量的影响
间隙大小影响断面质量、尺寸精 度、冲裁力，模具寿命等。
当间隙合适时，这时光面约占板 厚的1/2～1/3左右，切断面的塌 角、毛刺和斜度均很小。
当间隙过小时，出现第二光亮带。 摩擦严重，模具寿命低。冲裁力大。
当间隙过大时，产生第二次拉裂，
形成厚而大的拉长毛刺，冲裁的 翘曲现象严重。冲裁力较小。
间隙小 间隙适中 间隙大
对冲裁件断面质量要求高时，应选用较小的间隙值，否则， 尽可能加大间隙。
凸凹模刃口尺寸的确定
单边间隙的经验公式：
c = mδ
δ 板料厚度 m 系数，低碳钢 0.06-0.09
落料外形不 合理
冲压件的结构工艺性
对弯曲件的要求
Ø 弯曲件形状应尽量对称，弯曲半 径不能小于材料允许的最小弯曲半 径，并应考虑材料纤维方向，以免 成型过程中弯裂。
Ø 弯曲边过短不易弯成型，故应使 弯曲边高度H＞2t。若H＜2t，则必 须压槽，或增加弯曲边高度。
Ø 弯曲带孔件时，孔的边缘距弯曲 中心应有一定的距离。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，应弯曲后再冲孔。
落料及冲孔
板料冲压的基本工序
落料是被分离的部分为成品，而周边是废料；
冲孔是被分离的部分为废料，而周边是成品; 落料与冲孔的模具结构及变形过程均相同。
落料过程
冲孔过程
板料冲压的基本工序
落料与冲孔
冲裁变形过程
Ø弹性变形阶段
板料冲压的基本工序
Ø塑性变形阶段 Ø断裂分离阶段
板料分离后形成的 断口区域包括：塌 角、光亮带、断裂 带和毛刺。
修整：利用修整模沿冲裁件外缘或内孔刮削一薄层金属， 单边间隙0.001~0.01mm。
变形工序
变形工序：使冲压坯料产生不破 裂的塑性变形而获得冲压件工序。
弯曲是将坯料弯成一定的角度、 曲率的工序。
防止破裂，弯曲的最小半径应为 rmin = （0.25～1)t。t为金属板料 的厚度。材料塑性好，则弯曲半 径可小些。另外还与坯料的厚度 和弯曲角度有关。
第十一章 板料冲压
主要内容 11.1.板料冲压的基本工序 11.2 冲压件结构设计要求 11.3 板料冲压设备 11.4冲压模具
冲压件的结构工艺性
对冲裁件的要求 Ø 冲裁件的形状应力求简单、对称，有利于材料的合理利 用，同时应避免长槽与细长悬臂结构，否则制造模具困难。 Ø 冲裁件的内、外形转角处，要尽量避免尖角，应以圆弧 连接。以避免尖角处应力集中被冲模冲裂。 Ø冲孔件尺寸、孔间距、孔边距与厚度关系合理。
冲裁件断面质量及其影响因素
塌角：凸模刚压入板料时， 刃口附近产生弯曲和伸长。
光面：在塑性变形过程中板 料与模具侧面挤压而形成的 光亮垂直的断面。
v 塑性好的材料，裂纹出现较 迟，圆角、光亮带比较大，断 裂带比较窄，毛刺比较长。
v 塑性差的材料，圆角、光亮 带比较小，大部分是有斜度的 粗糙的断裂带，毛刺比较小,穹 弯小。
拉深工序
拉深过程：板料被拉入凸模和凹模的间隙中，形成中空零件。
拉深缺陷
拉深工序
拉裂：凸模圆角处承受拉应力，容易拉裂。
凸、凹模必须有一定圆角，r=5-10t；
凸、凹模间隙应合适,一般取 Z=（1.1～1.2)t。
控制拉深系数，采用多次拉深和涂敷润滑剂。
拉深缺陷
拉深工序
起皱：凸缘在圆周切线受压应力，压应力过大时发生折皱。
好的润滑条件， m可小。
要尽量减少拉深次数，采用较小的拉深系数。
拉深工序
拉深系数过小，不能一次拉深 成形时，可采用多次拉深工艺。 第一次拉深系数 m1 = d1/D 第二次拉深系数 m2 = d2/d1 第n次拉深系数 mn = dn/dn-1 总的拉深系数 m总 = m1×m2×mn = dn/D
冲压原材料必须具有足够的塑性。常用的低碳钢、高塑 性合金钢、铜合金、铝合金、镁合金等，非金属的纸板、 胶木等进行冲裁。
分离工序：落料、冲孔、切断等
冲压
变形工序：弯曲、拉深、翻孔、缩口等
板料冲压的基本工序
分离工序是使坯料的一部分与另一部分相互分离的工序。 如落料、冲孔、切断、精冲等。 冲裁是落料和冲孔工序的统称。
拉深件高度尺寸精度为IT8～IT9，拉深件直径尺寸 精度为IT9～IT10。经整形工序后尺寸精度达IT6～IT7。
复杂形状冲压件，可 分成几个简单的冲压件冲 制，然后再焊成所需零件。
第十一章 板料冲压
主要内容 11.1.板料冲压的基本工序 11.2 冲压件结构设计要求 11.3 板料冲压设备 11.4 冲压模具
最小弯曲半径越小，变形程度？
弯曲变化过程
由于材料的弹性，为了获得 准确的形状，凸、凹模要比 所弯的角度小一回弹角。
弯曲变化过程
弯曲时还应尽可能使弯曲线与坯料纤维方向垂直。
金属的纤维组织 与弯曲方向垂直 时，最小弯曲半 径可以取小一些。
拉深工序
拉深(拉延)：在凸模的作用下，使平板料(或浅的空心坯)成 形为开口的空心件或深的空心件。 可以生产筒形、锥形、球形、方盒形等中空零件。
m总>m1时，零件可以一次拉出。 多次拉深容易产生加工硬化，拉深系数一次比一次大些。
其它冲压成型
起伏
在板料或制品表面上通过局部变 薄获得各种形状的凸起与凹陷的 成形方法。
胀形
利用模具迫使板料厚度减薄， 表面积增大的冲压加工方法。 主要用于圆柱形空心毛坯。
翻边
其它冲压成型
在成形板料的边缘，沿一定的曲线翻出竖立边缘的冲 压成型方法。内孔翻边和外缘翻边。 弯曲时折弯线是直线，折弯线为圆弧或曲线时是翻边。
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。
冲裁力的计算
冲裁力：冲裁时材料对凸模的最大抗力。是合理选择冲 压设备和检验模具强度的一个重要依据。
平刃冲模的冲裁力按下式计算: P = KLtτ0＝Ltσb
P 冲裁力N ； L 冲裁周边长（mm）； t 坯料厚度（mm）； K系数，常取1.3； τ0材料抗剪强度（MPa），取σb＝1.3 τ0 。
冲压成型
冲压：使板料经分离或变形而得到制件的加工方法。 板料冲压具有下列特点： ①可加工形状复杂、尺寸精度高，表面质量好的零件。 ②产品重量轻、强度高、刚性好。 ③操作简便，便于实现自动化，生产率很高。
第十一章 板料冲压
主要内容 11.1.板料冲压的基本工序 11.2 冲压件结构设计要求 11.3 板料冲压设备 11.4冲压模具