冲压工艺教案

冲压工艺

培训教材

魏龙

2004-5

第一章绪论

冷冲压是一种先进的金属加工方式，它是成立在金属塑性变形的基础上，利用模具和冲压设备对板料金属进行加工，以取得所需要的零件形状和尺寸。

冲压工艺应用范围十分普遍，在国民经济各个部门中，几乎都有冲压加工产品，如汽车、飞机、拖沓机、电机、电器、仪表、铁道、邮电、化工和轻工日用产品中均占有相当大的比重。

冷冲压和切削加工比较，具有生产率高、加工本钱低、材料利用率高、产品尺寸精度稳固、操作简单、容易实现机械化和自动化等一系列优势，专门适合大量量生产。

一、冲压工序的分类

冷冲压工艺按其变形性质可分为分离工序和成形工序两大类。分

离工序又可分为落料、冲孔和切边等，如表1-1所示。成形工序可分为弯曲、拉深、翻孔、翻边、胀形、扩口、缩口和旋压等，如表1-2所示。依照产品零件的形状、尺寸精度和其他技术要求，可别离采纳各类工序对板料毛坯进行加工，以取得中意的零件。

表1-1 分离工序

表1-2 成形工序

第二章冲裁

冲裁是利用模具使板料产生分离的冲压工序，包括落料、冲孔、

切口、剖切、修边等。用它能够制作零件或为弯曲、拉深、成形等工序预备毛坯。

一、落料

从板料上冲下所需形状的零件（或毛坯）叫落料。如图2-1所示。

图2-1 落料

图2-2 冲孔

二、冲孔

在工件上冲出所需形状的孔（冲去的为废料）叫冲孔。如图2-2所示。

三、冲裁的进程

冲裁既是分离工序，工件受力时必然从弹、塑性变形开始，以断裂告终。当凸模下降接触板料，板料即受到凸、凹模压力而产生弹性变形，板料产生弯曲，即从模具表面上翘起（图2-3-1）。随着凸模下压，模具刃口压入材料，内应力状态知足塑性条件时，产生塑性变

形（图2-3-2）。塑性变形从刃口开始，随着刃口的深切，变形区向板料的深度方向进展、扩大，直到在板料的整个厚度方向上产生塑性变形，板料的一部份相关于另一部份移动。当切刃周围材料各层中达到极限应变与应力值时，便产生微裂（图2-3-3），裂纹产生后，沿最大剪应变速度方向进展，直至上、下裂纹会合，板料就完全分离。

简而言之，即：弹性变形——塑性变形——裂纹产生——裂纹扩展——产生断裂。

图2-3-1 弹性变形

图2-3-2 塑性变形

图2-3-3 产生裂纹

四、冲裁零件断面分析

图2-4 冲裁零件的断面

一、断面分析

由于冲裁变形的特点，使冲出的工件断面明显的分成四个特点区，即圆角带、光亮带、断裂带与毛刺区域。

1）、圆角带

圆角带俗称塌角，它是当凸模下降，刃口刚压入板料时，刃口周围产生弯曲和伸长变形，刃口周围的材料被带进模具间隙的结果。2）、光亮带

那个区域发生在塑性变性时期。主若是由于金属板料产生塑性剪切的材料在和模具侧面接触中被模具侧面挤光而形成的光亮垂直的断面。通常占整个断面的1/2～1/3。

3）、断裂带

那个区域是在断裂时期形成的，是由刃口处的微裂纹在拉应力的作用下，不断扩展而形成的撕裂面，其断面粗糙，具有金属本色，且带有斜度。

4）、毛刺

毛刺的形成是由于在塑性变形时期后期，凸模和凹模的刃口切入被加工材料必然深度时，刃口正面材料被紧缩，刃尖部份为高静水平压应力状态，使裂纹起点可不能在刃尖处发生，而是在模具侧面距刃尖不远的地址发生，在拉应力作用下，裂纹加长，材料断裂而产生毛刺。裂纹的产生点和刃尖的距离成为毛刺的高度。

在一般冲裁中，毛刺是不可幸免的。

二、阻碍各断面区域的因素

阻碍圆角带大小的因素有材料本身的性质，工件的轮廓形状，凸凹模的间隙等等；阻碍光亮带的因素有材料自身塑性的好坏，（塑性越好，光亮带越大），模具凸凹模间隙及刃口磨损程度等等；阻碍断裂带的因素有材料自身的塑性等等（塑性越差，断裂带越大）；毛刺是塑性变形后期的结果，一般冲裁中，毛刺是不可幸免的。

五、阻碍冲裁件质量的因素

冲裁件质量是指其切断面质量、尺寸精度、及形状误差。

高质量的冲裁件应具有的条件有：切断面应平直、光洁，无裂纹、撕裂、夹层，毛刺尽可能小；零件表面应尽可能平整；零件尺寸应符合要求。

阻碍冲裁件质量的因素有：凸凹模的间隙大小及散布的均匀性；

模具的刃口状态；模具的结构和制造精度；材料的性质（包括机械性能、化学成份等等）。其中，凸凹模间隙的大小及散布的均匀性是阻碍断面质量的要紧因素。

六、冲裁件的简单排样

1、排样

在冲压零件本钱中，材料费占60％以上，因此材料的经济利用是一个重要问题。

冲裁件在条料或板料上的布置方式叫排样。

排样不合理就会浪费材料，衡量排样经济性的标准是材料利用率，也确实是工件的实际面积与板料面积的比值，即：

材料利用率＝（工件实际面积/板料面积）x100％

由材料利用率的计算公式可看出，假设能减少废料面积，那么可提高材料利用率。废料分为工艺废料和结构废料两种。搭边和余料属于工艺废料，这是与排样形式及冲压方式有关的废料；结构废料是由工件的形状特点决定的，一样不能改变。因此只有设计合理的排样方案，减少工艺废料，才能提高材料利用率。

搭边：工件与工件及工件与板料侧边留下的余料称为搭边。

搭边取值过小，容易损伤模具，阻碍零件最终的断面质量。

2、排样例如

1）、一般排样（如图2-6-2-1）

图2-6-2-1 一般排样

2）、对头排样（如图2-6-2-2）

图2-6-2-2 对头排样

3）、公司现生产零件（如图2-6-2-3）

以下图为武汉东风冲压件有限公司现生产中的神龙富康轿车零件——螺母板（80）的落料冲孔工序示用意