冲 压 工 艺 设 计 及 案 例 分 析
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学习单元一 工艺方案的制定
• 工序数量的确定，应遵循以下原则。 • （ １） 冲 裁 形 状 简 单 的 工 件 采 用 单 工 序 模 具 完 成 。 冲 裁
形 状 复 杂 的 工 件 ， 由 于 模 具 的 结构 或 强 度 受 到 限 制 ， 其 内外轮廓应分成几部分冲裁，需采用多道冲压工序。 对 于 平 面 度 要 求较 高 的 工 件 ， 可 在 冲 裁 工 序 后 再 增 加 一 道校平工序。 • （ ２） 弯 曲 件 的 工 序 数 量 主 要 取 决 于 其 结 构 形 状 的 复 杂 程 度 ， 根 据 弯 曲 角 的 数 目 、 相 对位 置 和 弯 曲 方 向 而 定 。 当弯曲件的弯曲半径小于允许值时，则在弯曲后增加 一道整形工序。
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学习单元一 工艺方案的制定
• １） 工 序 性 质 应 与 工 艺 性 状 相 吻 合 • 工艺性状：是指制件的材料性能和几何形状对某工序
成 形 的 适 应 状 态 。 在 一 定 条 件 下 ，每 种 冲 压 工 序 都 有 在 其变形规律支配下的工艺性状范围，只要材质性能和 冲 压 件 形 状 与 之 适应 ， 该 制 件 就 可 由 该 工 序 成 形 。 从 坯 料向零件成形的多道工序中，这种材料性能和工序件 形状 在 每 一 冲 压 工 序 后 都 会 发 生 变 化 ， 因 而 前 道 工 序 的 性 质 应 能 保 证 制 件 的 工 艺 性 状 变 化 适 合于 下 道 工 序 的 工 艺性状范围。依此安排各个工序，使坯料得以顺利地 向 零 件 转 化 。 由 此 ， 冲压 件 本 身 在 很 大 程 度 上 就 决 定 了 工序的性质，但有时又不十分明显，需要通过工艺计 算 才 能确 定 。
• ３） 工 序 性 质 应 保 证 零 件 的 质 量 • 冲压件的几何形状或尺寸精度要求较高时，必须增加
校 形 工 序 或 其 他 工 序 。例 如 ， 如 图 ８－３ 所 示 ， 若 竖 边 的 厚 度 不 允 许 变 薄 ， 就 不 能 采 用 翻 边 工 序 。 又 如 图 ８－ ５所 示 的 平 板 压 筋 件 ， 由 于 筋 离 平 板 边 缘 很 近 ， 将 使 压 筋 变 形 不 均 匀 ， 制 件 产 生 较 大 的 翘 曲 或皱 折 ， 因 而 必 须 增加拉深工序，提高制件周边的刚度后再压筋，压筋 后 则 需 修 边 。 这 里 拉 深和 修 边 工 序 便 是 保 证 零 件 质 量 而 增加的工序。
模块八 冲压工艺设计及案例分 析
• 学习单元一 工艺方案的制定 • 学习单元二 冲压工艺实例
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学习单元一 工艺方案的制定
• 一、制定工艺方案的原则
• 在对冲压件进行工艺分析的基础上，考虑冲压工序的 性 质 、 数 量 、 顺 序 、 组 合 方 式 以 及其 他 辅 助 工 序 的 安 排，拟定出最佳工艺方案。
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学习单元一 工艺方案的制定
• 又 如图 ８－４ 所 示 ， 为 了 增 加 成 形 高 度 ， 预 先 在 毛 坯 上 制 孔 ， 使 底 部 成 为 弱 区 。 成 形 后 ， 孔 扩大 补 偿 了 外 部 材 料的不足，从而增大了成形高度。冲孔便是增加的工 序 ， 所 冲 的 孔 称 为变 形 减 轻 孔 。
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学习单元一 工艺方案的制定
• ４） 工 序 性 质 应 保 证 变 形 区 不 断 转 移 • 如 图 ８－６ 所 示 的 冲 压 件 ， 单 纯 拉 深 需 四 道 工 序 ， 必 须
中 间 退 火 ， 否 则 高 度 尺 寸 难 以 达到 。 若 采 用 两 次 拉 深 ， 把变形区转移到底部冲孔翻边；然后对筒部缩口，则 不 需 中 间 退 火 ，也 能 达 到 规 定 的 高 度 。 后 一 种 方 案 既 转 移了变形区又充分利用了材料的性质。 • ２.工 序 数 量 的 确 定 • 工序数量：是指冲压件在加工整个过程中所需要的工 序 数 （ 包 括 辅 助 工 序 ） 的 总 和 。冲 压 工 序 数 量 主 要 根 据 工件几何形状的复杂程度、尺寸精度要求和材料性质 来 确 定 ， 在 具 体情 况 下 还 应 考 虑 生 产 批 量 、 实 际 制 造 模 具 的 能 力 、 冲 压 设 备 的 条 件 以 及 工 艺 稳 定 性 等 多 种 因素 的影响。在保证冲压件质量的前提下，为提高经济效 益 和 生 产 效 率 ， 工 序 数 量 应 尽 可 能少 些 。
• １.工 序 性 质 的 确 定 • 工序性质：是指某种冲压件所需要的冲压工序的种类，
如 分 离 工 序 中 的 冲 孔 、 落 料 、 切边 ， 成 形 工 序 中 的 弯 曲、翻边、拉深等。工序性质的确定主要取决于冲压 件 的 结 构 形 状 、 尺寸 精 度 ， 同 时 需 要 考 虑 工 件 的 变 形 性 质和具体的生产条件。 • 工序性质的确定，应遵循以下原则。
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学习单元一 工艺ห้องสมุดไป่ตู้案的制定
• ２） 工 序 性 质 应 保 证 变 形 区 为 弱 区 • 弱 区 ： 是 指 变 形 抗 力 小 的 区 域 ， 根 据 阻 力 最 小 定 律 ，应
使 变 形 区 为 弱 区 ， 以 达 到 变 形 容易 ， 同 时 又 保 证 不 变 形 区的相对稳定。 • 如 图 ８－２ 所 示 的 起 伏 件 ， 若 外 形 有 效 尺 寸 Ｄ 很 大 ， 则 平 板 外 圈 部 分 与 所 要 胀 出 的 凸 起内 圈 相 比 强 弱 明 显 ， 起 伏时外缘就不会发生收缩变形。若Ｄ很小，则不能保 证 不 变 形 区 的稳 定 ， 只 好 改 变 工 序 性 质 。 • 有时变形区与非变形区强弱对比不明显，为了使变形 区 为 弱 区 ， 就 需 要 增 加 工 序 。 如图 ８－３ 所 示 的 冲 压 件 ， 外 径 尺 寸 是 １００ ｍｍ， 翻 边 时 产 生 收 缩 变 形 。 当 改 为 １１５ ｍｍ 时 ，翻 边 时 外 径 不 再 收 缩 ， 最 后 切 边 保 证 外 径 尺 寸 １００ ｍｍ， 切 边 工 序 就 是 附 加 的 工 序。
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• 工序数量的确定，应遵循以下原则。 • （ １） 冲 裁 形 状 简 单 的 工 件 采 用 单 工 序 模 具 完 成 。 冲 裁
形 状 复 杂 的 工 件 ， 由 于 模 具 的 结构 或 强 度 受 到 限 制 ， 其 内外轮廓应分成几部分冲裁，需采用多道冲压工序。 对 于 平 面 度 要 求较 高 的 工 件 ， 可 在 冲 裁 工 序 后 再 增 加 一 道校平工序。 • （ ２） 弯 曲 件 的 工 序 数 量 主 要 取 决 于 其 结 构 形 状 的 复 杂 程 度 ， 根 据 弯 曲 角 的 数 目 、 相 对位 置 和 弯 曲 方 向 而 定 。 当弯曲件的弯曲半径小于允许值时，则在弯曲后增加 一道整形工序。
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• １） 工 序 性 质 应 与 工 艺 性 状 相 吻 合 • 工艺性状：是指制件的材料性能和几何形状对某工序
成 形 的 适 应 状 态 。 在 一 定 条 件 下 ，每 种 冲 压 工 序 都 有 在 其变形规律支配下的工艺性状范围，只要材质性能和 冲 压 件 形 状 与 之 适应 ， 该 制 件 就 可 由 该 工 序 成 形 。 从 坯 料向零件成形的多道工序中，这种材料性能和工序件 形状 在 每 一 冲 压 工 序 后 都 会 发 生 变 化 ， 因 而 前 道 工 序 的 性 质 应 能 保 证 制 件 的 工 艺 性 状 变 化 适 合于 下 道 工 序 的 工 艺性状范围。依此安排各个工序，使坯料得以顺利地 向 零 件 转 化 。 由 此 ， 冲压 件 本 身 在 很 大 程 度 上 就 决 定 了 工序的性质，但有时又不十分明显，需要通过工艺计 算 才 能确 定 。
• ３） 工 序 性 质 应 保 证 零 件 的 质 量 • 冲压件的几何形状或尺寸精度要求较高时，必须增加
校 形 工 序 或 其 他 工 序 。例 如 ， 如 图 ８－３ 所 示 ， 若 竖 边 的 厚 度 不 允 许 变 薄 ， 就 不 能 采 用 翻 边 工 序 。 又 如 图 ８－ ５所 示 的 平 板 压 筋 件 ， 由 于 筋 离 平 板 边 缘 很 近 ， 将 使 压 筋 变 形 不 均 匀 ， 制 件 产 生 较 大 的 翘 曲 或皱 折 ， 因 而 必 须 增加拉深工序，提高制件周边的刚度后再压筋，压筋 后 则 需 修 边 。 这 里 拉 深和 修 边 工 序 便 是 保 证 零 件 质 量 而 增加的工序。
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• 一、制定工艺方案的原则
• 在对冲压件进行工艺分析的基础上，考虑冲压工序的 性 质 、 数 量 、 顺 序 、 组 合 方 式 以 及其 他 辅 助 工 序 的 安 排，拟定出最佳工艺方案。
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• 又 如图 ８－４ 所 示 ， 为 了 增 加 成 形 高 度 ， 预 先 在 毛 坯 上 制 孔 ， 使 底 部 成 为 弱 区 。 成 形 后 ， 孔 扩大 补 偿 了 外 部 材 料的不足，从而增大了成形高度。冲孔便是增加的工 序 ， 所 冲 的 孔 称 为变 形 减 轻 孔 。
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• ４） 工 序 性 质 应 保 证 变 形 区 不 断 转 移 • 如 图 ８－６ 所 示 的 冲 压 件 ， 单 纯 拉 深 需 四 道 工 序 ， 必 须
中 间 退 火 ， 否 则 高 度 尺 寸 难 以 达到 。 若 采 用 两 次 拉 深 ， 把变形区转移到底部冲孔翻边；然后对筒部缩口，则 不 需 中 间 退 火 ，也 能 达 到 规 定 的 高 度 。 后 一 种 方 案 既 转 移了变形区又充分利用了材料的性质。 • ２.工 序 数 量 的 确 定 • 工序数量：是指冲压件在加工整个过程中所需要的工 序 数 （ 包 括 辅 助 工 序 ） 的 总 和 。冲 压 工 序 数 量 主 要 根 据 工件几何形状的复杂程度、尺寸精度要求和材料性质 来 确 定 ， 在 具 体情 况 下 还 应 考 虑 生 产 批 量 、 实 际 制 造 模 具 的 能 力 、 冲 压 设 备 的 条 件 以 及 工 艺 稳 定 性 等 多 种 因素 的影响。在保证冲压件质量的前提下，为提高经济效 益 和 生 产 效 率 ， 工 序 数 量 应 尽 可 能少 些 。
• １.工 序 性 质 的 确 定 • 工序性质：是指某种冲压件所需要的冲压工序的种类，
如 分 离 工 序 中 的 冲 孔 、 落 料 、 切边 ， 成 形 工 序 中 的 弯 曲、翻边、拉深等。工序性质的确定主要取决于冲压 件 的 结 构 形 状 、 尺寸 精 度 ， 同 时 需 要 考 虑 工 件 的 变 形 性 质和具体的生产条件。 • 工序性质的确定，应遵循以下原则。
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• ２） 工 序 性 质 应 保 证 变 形 区 为 弱 区 • 弱 区 ： 是 指 变 形 抗 力 小 的 区 域 ， 根 据 阻 力 最 小 定 律 ，应
使 变 形 区 为 弱 区 ， 以 达 到 变 形 容易 ， 同 时 又 保 证 不 变 形 区的相对稳定。 • 如 图 ８－２ 所 示 的 起 伏 件 ， 若 外 形 有 效 尺 寸 Ｄ 很 大 ， 则 平 板 外 圈 部 分 与 所 要 胀 出 的 凸 起内 圈 相 比 强 弱 明 显 ， 起 伏时外缘就不会发生收缩变形。若Ｄ很小，则不能保 证 不 变 形 区 的稳 定 ， 只 好 改 变 工 序 性 质 。 • 有时变形区与非变形区强弱对比不明显，为了使变形 区 为 弱 区 ， 就 需 要 增 加 工 序 。 如图 ８－３ 所 示 的 冲 压 件 ， 外 径 尺 寸 是 １００ ｍｍ， 翻 边 时 产 生 收 缩 变 形 。 当 改 为 １１５ ｍｍ 时 ，翻 边 时 外 径 不 再 收 缩 ， 最 后 切 边 保 证 外 径 尺 寸 １００ ｍｍ， 切 边 工 序 就 是 附 加 的 工 序。