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冲压工艺设计流程

冲压生产中必须保证产品质量，必须考虑经济效益和操作的方便安全，全面兼顾生产组织各方面的合理性与可行性。这一切就是冷冲压工艺规程的制定。

冷冲压工艺规程包括原材料的准备，获得工件所需的基本冲压工序和其它辅助工序（退火、表面处理等），制定冷冲压工艺规程就是针对具体的冲压件恰当的选择各工序的性质，正确确定坯料尺寸、工序数目、工序件尺寸，合理安排冲压工序的先后顺序和工序的组合形式，确定最佳的冷冲压工艺方案。

一、收集并分析有关设计的原始资料

1、原始资料的收集：

冲压工艺规程的制定应在收集、调查研究并掌握有关设计的原始资料基础上进行，冲压工艺设计的原始资料主要包括：冲压件的产品图及技术条件；原材料的尺寸规格、性能及供应状况；产品的生产批量；工厂现有的冲压设备条件；工厂现有的模具制造条件及技术水平；其他技术资料等。

(1) 冲压件的产品图及技术要求

产品图是制定冲压工艺规程的主要依据。产品图应表达完整，尺寸标注合理，符合国家制图标准。技术条件应明确、合理。由产品图可对冲压件的结构形状、尺寸大小、精度要求及装配关系、使用性能等有全面的了解。以便制定工艺方案，选择模具类型和确定模具精度。当产品只有样机而无图样时，应对样机测绘后绘制图样，作为分析与设计的依据。

(2) 产品原材料的尺寸规格、性能及供应情况

原材料的尺寸规格是指坯料形式和下料方式，冲压材料的力学性能、工艺性能及供应状况对确定冲压件变形程度与工序数目、冲压力计算等有着重要的影响。(3) 产品的生产批量及定型程度

产品的生产批量及定型程度，是制定冲压工艺规程中必须考虑的重要内容。它直接影响到加工方法的确定和模具类型的选择。

(4) 冲压设备条件

工厂现有冲压设备状况，不但是模具设计时选择设备的依据，而且对工艺方案的制定有直接影响。冲压设备的类型、规格、先进与否是确定工序组合程度、选择各工序压力机型号、确定模具类型的主要依据。

(5) 模具制造条件及技术水平

工厂现有的模具制造条件及技术水平，对模具工艺及模具设计都有直接的影响。它决定了工厂的制模能力，从而影响工序组合程度、模具结构及加工精度的确定。

(6) 其它技术资料

主要包括与冲压有关的各种手册（冲压手册、冲模设计手册、机械设计手册、材料手册）图册、技术标准（国家标准、部颁标准及企业标准）等有关的技术参考资料。制定冲压工艺规程时利用这些资料，将有助于设计者分析计算和确定材料及精度等，简化设计过程，缩短设计周期，提高生产效率。

2、如何正确选用冲压材料

(1)冲裁工序不宜使用脆，硬性材料

冲孔，落料及切边等冲裁工序，不宜使用脆性及硬度过高的材料。材料越脆，冲裁中越易产生撕裂；材料过硬，例如高碳钢，冲裁断面平面度很大，对厚材料冲裁尤为严重。弹性好，流动极限高的材料，可以得到良好的断面。尤其像低锌黄铜等软材料，能冲裁出光滑而倾斜度很小的断面。

(2)弯曲工序不宜使用高弹性材料

弯曲工序不宜使用高弹性的材料。材料的弹性越大，弯曲后成形件向原来状态方向的回弹越大，致使工件达不到预定形状，需要多次试模，修模。弯曲工序的材料，应具有足够的塑性，较低的屈服点和较高的弹性模量。前者保证不开裂，后者使工件容易达到准确的形状。最适于弯曲的材料有低碳钢，纯铜和纯铝。

(3)拉深工序不宜采用塑性差的材料

由于低塑性材料允许的变形程度小，需要增加拉深工序及中间退火次数。拉深用的材料要求塑性高，屈服点低和稳定性好。拉深材料的屈服点与抗拉强度的比值越小，则拉深性能越好，一次变形的极限程度越大。常用于拉深的材料有低碳钢，低锌黄铜及吕合金，奥氏体不锈钢。

(4)冷挤压工序不宜使用高强度，低塑性的材料

冷挤压不宜使用机械强度高，塑性低的材料，以免增加变形抗力及产生裂纹。冷挤材料要求有高塑性，低屈服点及低的加工加工硬化敏感性。最适宜的材料有纯铝及

铝合金，黄铜，锡磷青铜，镍，锌及锌镉合金，低碳钢等

二、产品零件的冲压工艺性分析与审查

1、冲压工艺性:是指冲压件对冲压工艺的适应性，即冲压件的结构形状、尺寸大小、精度要求及所用材料等方面是否符合冲压加工的工艺要求。

2、工艺性良好:可保证材料消耗少，工序数目少，模具结构简单，产品质量稳定，成本低，还能使技术准备工作和生产的组织管理做到经济合理。

3、冲压工艺性分析的目的:就是了解冲件加工的难易，为制定冲压工艺方案奠定基础。

4、产品零件冲压工艺性分析的依据：

以产品零件图为依据，认真分析研究该零件的形状特点、尺寸大小、尺寸标注及精度要求、生产批量、板料性能、分析冲压生产产生各种质量问题的可能性。特别要注意零件的极限尺寸(如最小冲孔尺寸，最小窄槽宽度，最小孔间距和孔边距，最小弯曲半径，最小拉深圆角半径等)、尺寸公差、设计基准及其他特殊要求。因为这些要素对所需的工序性质、数量、排列顺序的确定以及冲压定位方式，模具结构形式与制造精度的选择均有显著影响。

经过上述的分析研究，如果发现冲压件的工艺性不合理，则应会同产品设计人员，在不影响产品使用要求的前提下，对冲压件形状、尺寸、精度要求乃至原材料的选用等进行适当的修改。

5、冲压件的工艺分析

工艺分析包括经济和技术两方面的内容。

(1) 经济

根据产品图纸，了解冲压件的使用要求及功用，根据冲压件的结构形状特点、尺寸大小、精度要求、生产批量及原材料性能，分析材料的利用情况；是否简化模具设计与制造；产量与冲压加工特点是否适应；采用冲压加工是否经济。

(2) 技术

根据产品图纸，对冲压件的形状特点、尺寸大小、精度要求、材料性能等因素进行分析，判断是否符合冲压工艺要求；裁定该冲压件加工的难易程度；确定是否需要采取特殊的工艺措施。凡经过分析，发现冲压工艺性不好的（如产品图中零件形状过于复杂，尺寸精度和表面质量太高，尺寸标注及基准选择不合理以及材料选择不当等），可会同产品设计人员，在保证使用性能的前提下，对冲压件的形状、尺寸、精度要求及原材料作必要的修改。

总之，冲压件的工艺分析，主要讨论在不影响零件使用的情况下，能否以最简单最经济的方法冲压出来，能够做到，说明该冲压件的工艺性号，反之，工艺性差。三、工艺计算

1、排样与裁板方案的确定

根据冲压工艺方案，确定冲压件或坯料的排样方案，确定条料宽度和步距，选择板料规格确定裁板方式，计算材料利用率。

2、冲压工序件的形状和工序尺寸计算

对每个冲压件而言，总可以分成两个组成部分：已成形部分和待成形部分。前者的形状和尺寸与成品零件相同，在后续工序中应作为强区不再变形；后者的形状和尺寸与成品零件不同，在后续工序中应作为弱区有待于继续变形，是过渡性的。冲压工序件是毛坯和冲压件之间的过渡件，它的形状与尺寸对每道冲压工序的成败和冲压件的质量具有极其重要的影响，必须满足冲压变形的要求。

工序件形状与尺寸的确定应遵循下列基本原则：

(1) 根据极限变形系数确定工序尺寸

不同的冲压成形工序具有不同的变形性质，其极限变形系数也不同。工程中受极限变形系数限制的成形是很多的，如拉深、胀形、翻边、缩口等。它们的直径、高度、圆角半径等都受到极限变形系数的限制;

(2) 工序件的过渡形状应有利于下道工序的冲压成形;

(3) 工序件的过渡形状与尺寸应有利于保证冲压件表面的质量。为保证质量应注意：

①工序件的某些过渡尺寸对冲压件表面质量的影响例如多次拉深的工序件圆角半径太小，会在零件表面留有圆角出的弯曲与变薄的痕迹。

②工序件的过渡形状对冲压件表面的质量的影响，例如拉深锥角大的深锥形零件，若采用阶梯形状过渡，所得锥形件表面留有明显的印痕；尤其当阶梯处的圆角半径较小时，表面质量更差。如采用锥面逐步成形法或锥面一次成形，可获得较好的成形质量。

(4) 工序件的形状和尺寸应能满足模具强度和定位方便的要求

①确定工序件尺寸时，应满足模具强度的要求若冲孔件直径过大时，落料—冲孔复合模的凸凹模壁厚减小，影响模具强度。

②确定工序件形状和尺寸时，应考虑定位的方便冲压生产中，在满足冲压要求的前提下，确定工序件形状和尺寸时，优先考虑冲压定位的方便。

四、制定最佳的冲压工艺方案

工艺方案确定是在对冲压件的工艺性分析之后，再根据产品图纸，进行必要的工艺计算（如毛坯展开尺寸、拉深次数等），在分析冲压性质、冲压次数、冲压顺序和工序组合方式的基础上，提出各种可能的冲压工艺方案。然后根据生产批量和企业现有生产条件（如产品质量、生产效率、设备条件、模具制造和寿命、操作和安