薄板冲压

寸、公差及生产批量确定的。
(1) 冲裁
(2)弯曲
(3)拉深
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2.确定冲压工序的顺序与数目
(1) 对于有孔或有切口的平板零件，当采用单工序模冲裁时，一般应先落料， 后冲孔（或切口）；当采用连续模冲裁时，则应先冲孔（或切口）后落料。
(2) 对于多角弯曲件，当采用简单弯模分次弯曲成型时，应先弯外角，后弯内 角。对于孔位于变形区（或靠近变形区）或孔与基准面有较高的要求时，必须先 弯曲，后冲孔。否则，都应先冲孔，后弯曲。
M总= m1m2 m3 = 0.2
因为每拉深一次，材料便产生加工硬化，所以必须使m3＞m2＞m1，且 超过1～2次拉深后，应安排工序间的退火处理。
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合理设计拉深模工作零件
凸凹模的圆角半径。材料为钢的拉深件，取r凹=10s，而r凸=（0.6～1） r凹。这两个圆角半径过小，产品容易拉裂。
弯曲过程
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3.2.3 其它冲压成型
胀形主要用于平
板毛坯的局部胀形（或 叫起伏成型），如压制 凹坑，加强筋，起伏形 的花纹及标记等。另外， 管类毛坯的胀形（如波 纹管）、平板毛坯的拉 形等，均属胀形工艺。
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胀形
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翻边是在坯料的平面部分或曲面部分上使板料沿一定的曲
工形状复杂的零件。
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3.1 分离工序 3.2 变形工序 3.3 冲压工艺的制定过程 3.4 冲模的分类和结构
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3.1 分离工序
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。
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3.1.1 落料及冲孔
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;
落料过程仿真
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冲孔过程仿真
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落料与冲孔
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1 冲裁变形过程
弹性变形阶段 塑性变形阶段 断裂分离阶段
冲裁变形过程仿真
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冲裁变形区的应力与变形
要提高冲裁件的质量，就要增大光 面的宽度，缩小塌角和毛刺高度，并 减少冲裁件翘曲。
塌角a：它是在冲裁过程中刃口 附近的材料被牵连拉入变形（弯 曲和拉伸）的结果。 光面b：它是在塑性变形过程中 凸模（或凹模）挤压切入材料， 使其受到剪切应力τ和挤压应力σ 的作用而形成的。
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3.3.2 冲压件的精度和表面质量
落料不超过IT10，冲孔不超过IT9，弯曲不超过IT9～IT10。拉 深件高度尺寸精度为IT8～IT9，经整形工序后尺寸精度达 IT6～IT7。拉深件直径尺寸精度为IT9～IT10。
3.3.3 拟订冲压工艺方案 1.选择冲压基本工序
冲压基本工序的选择，主要是根据冲压件的形状、尺
间隙小
间隙适中
间隙大
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3 凸凹模刃口尺寸的确定
在冲裁件尺寸的测量和使用中，都是以光面的尺寸为基准。 落料件的光面是因凹模刃口挤切材料产生的，而孔的光面是凸模刃口挤切材 料产生的.
101-Z
Z/2
50.05 Z/2
101
50.05+Z
落料模
冲孔模
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（即用缩小凸模刃 口尺寸来保证间隙值）。
弯曲边过短不易弯成型，故应使弯曲边高度H ＞2s。若H＜2s，则必须压槽，或增加弯曲边高 度，然后加工去掉。
弯曲带孔件时，为避免 孔的变形，孔的边缘距弯 曲中心应有一定的距离。 图中L＞1.5～2s。
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。
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(3)对于旋转体复杂拉深件，一般是由大到小的顺序进行拉深，或先拉深大尺 寸的外形，后拉深小尺寸的内形；对于非旋转体复杂拉深件，则应先拉深小尺寸 的内形，后拉深大尺寸的外形。
(4) 对于有孔或缺口的拉深件，一般应先拉深，后冲孔（或缺口）。对于带底 孔的拉深件，有时为了减少拉深次数，当孔径要求不高时，可先冲孔，后拉深。 当底孔要求较高时，一般应先拉深后冲孔，也可先冲孔，后拉深，再冲切底孔边 缘达到要求。
3.3.6 编写冲压工艺文件
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3.4 冲模的分类和结构
3.4.1 简单冲模
在冲床的一次冲程中只完成一个工序的冲模，称为简单冲模。 模具简单，造价低。
简单冲模
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简单冲模
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拉深模
冲孔模
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弯曲模
落料模
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3.4.2 连续冲模（级进模）
冲床的一次冲程中，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。
连续冲模
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3.4.3 复合模
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
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3 对拉伸件的要求
拉深件外形应简单、对称，且不宜太高。以便使拉深次数 尽量少，并容易成型。
拉深件的圆角半径（如图示）应满足：rd≥S，R≥2S，r≥ （3-5）S。否则，应增加整形工序。
拉深件的壁厚变薄量一般要求不应超出拉伸工艺壁厚变化 的规律（最大变薄率约在10%～18%左右）。
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当间隙过大时，断面光面减小，塌 角与斜度增大，形成厚而大的拉长 毛刺，且难以去除，同时冲裁的翘 曲现象严重。外形尺寸缩小，内腔 尺寸增大，模具寿命较高。
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。零件的尺寸几 乎与模具一致，完全可以满足使用 要求。
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毛面（断裂带）c：它是由于刃 口处的微裂纹在拉应力σ作用下 不断扩展断裂而形成的。 毛刺d：冲裁毛刺是在刃口附近 的侧面上材料出现微裂纹时形成 的。
由圆角带、光亮带、撕裂带组成
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2 凸凹模间隙对冲裁件质量的影响
当间隙过小时，光面宽度增加，塌 角、毛刺、斜度等都有所减小，工 件质量较高。外表尺寸略有增大， 内腔尺寸略有缩小（弹性回复）。
冲孔的光面是凸模刃口 挤切材料产生的
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4 冲裁力的计算
平刃冲模的冲裁力按下式计算
P = KLsτ
式中：P——冲裁力N ； K——系数，常取1.3； L——冲裁周边长（mm）； s——坯料厚度（mm）； τ——材料抗剪强度（MPa），取τ= 0.8σb。
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5 冲裁件的排样
(5)校平、整形、切边工序，应分别安排在冲裁、弯曲拉深之后进行。
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3.3.4 确定模具类型与结构形式
根据确定的冲压工艺方案选用冲模类型，并进一步确定各零 件、部件的具体结构形式。
3.3.5 选择冲压设备
根据冲压工序的性质选定设备类型，根据冲压工序所需冲压 力和模具尺寸的大小来选定冲压设备的技术规格。
例题： 已知坯料直径D =100mm，工件直径d =20mm，求拉深次数及工艺。（材料为 塑性好的低碳钢）
解： m = d/D = 20/100 = 0.2 ＜ 0.5
不能一次拉深成形，须多次拉深。
m1 = d1/D = 50/100 = 0.5 m2 = d2/d1 = 30/50 = 0.6 m3 = d3/d2 = 20/30 = 0.66
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复合冲模
落料
拉深
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冲模
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典型冲压件生 产过程示例
不锈钢壶生产过 程见表
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滤水容器生产过程见下表
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易 拉 罐 生 产 过 程 说
明
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排样是指落料件在条料，带料或板料上合理布置的方法。 落料件的排样有两种类型：无搭边排样和有搭边排样。
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3.1.2 修整
修整是利用修整模沿冲裁件外缘或内孔刮削一薄层金属，以切掉普通 冲裁时在冲裁件断面上存留的剪裂带和毛刺，从而提高冲裁件的尺寸 精度和降低表面粗糙度。
修整后冲裁件公差等级达IT6～IT7，表面粗糙度Ra为0.8～1.6μm。
第3章 板料冲压
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概述
薄板的冲压成型是利用冲模使板料产 生分离或变形的加工方法。 这种加工方法通常是在常温下进行的， 所以又叫冷冲压或板料冲压。
板料冲压具有下列特点：
① 便于实现自动化，生产率很高，操 作简便。
② 节省原材料，节省能源消耗。 ③ 产品重量轻、强度高、刚性好。 ④ 产品尺寸稳定，互换性好，可以加
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（即用扩大凹模刃口尺
寸来保20证19/间11/7隙值）。
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落料凹模和冲孔凸模尺寸公差
落料凹模基本尺寸应取工件尺 冲孔凸模基本尺寸应取工件尺 寸公差范围内的较小的尺寸。 寸公差范围内的较大尺寸。
落料件的光面是因凹模 刃口挤切材料产生的
凸凹模间隙。一般取Zห้องสมุดไป่ตู้（1.1～1.2）s.
有压边圈的拉深
拉 深 起 皱 件
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注意润滑 拉深过程中另一种常 见缺陷是起皱。可采用 设置压边圈的方法解决， 也可以通过增加毛坯的 相对厚度或拉深系数的 途径来解决。
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3.2.2 弯曲变化过程
弯曲是将坯料弯成一定的角度，一定的曲率形成一定形状零 件的工序。
表示，即m = d/D。 拉深系数不小于0.5～0.8。坯料的塑性差取上限值，
塑性好取下限值。 如果拉深系数过小，不能一次拉深
成形时，则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
第几次拉深系数 mn = dn/dn-1
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总的拉深系数 m =m1×m2×m1n7
于板料厚度。拉深件的底部一般不变形，厚度 基本不变。直壁厚度有所减小。
圆筒形零件的拉深
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拉深中常见的废品及防止措施
拉伸件中最危险的部位是直壁与底部的过渡圆角处，
当拉应力超过材料的强度极限时，此处将被“拉
裂”。防止“拉裂”的措施有：
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 拉深废品
防止破裂，弯曲的最小半径应为rmin = （0.25～1）s。 s为金属板料的厚度。材料塑性好，则弯曲半径可小些。
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弯曲时还应尽可能使弯曲线与坯料纤维方向垂直。 回弹现象--由于弹性变形的恢复，坯料略微弹回一 点，使被弯曲的角度增大。一般回弹角为0～10°。
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利用率低
利用率高
零件形状与节约材料的关系
落料外形不 合理
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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。
冲孔件尺寸与厚度关系合理
冲裁件的结构尺寸（如孔径、 孔距等）必须考虑材料的厚度。
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2对弯曲件的要求
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。
率翻成竖立边缘的冲压成型方法。内孔翻边和外缘翻边。
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旋压
旋压的基本要点是： (1)合理的转速 (2)合理的过渡形状 (3)合理加力
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3.3 冲压工艺的制定过程
3.3.1 分析冲压件的结构工艺性
1.对冲裁件的要求
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。
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3.1.3 精密冲裁
改变冲裁条件，以增 大变形区的静水压作用， 抑制材料的断裂，使塑性 剪切变形延续到剪切的全 过程，在材料不出现剪裂 纹的冲裁条件下实现材料 的分离，从而得到断面光 滑而垂直的精密零件。
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3.2 变形工序
3.2.1 拉深变化过程
拉深过程及变形特点： 凸模和凹模有一定的圆角，其间隙一般稍大