第七章冲压工艺过程的制定
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7.2冲压工艺过程与冲模设计要点
必须指出，冲压件的各项工艺性要求并不是绝对的，尤其在 当前冲压技术迅速发展的情况下，应根据生产的实际需要和 可能，综合应用各种冲压技术，合理选择冲压方法，正确进 行冲压工艺与冲模设计，做到既满足产品技术要求，又满足 冲压工艺性要求。
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7.1 制定冲压工艺过程的基础
3．冲压成形中变形的趋向性及其控制 在冲压过程中，经常会遇到这样的情况，即成形坯料的各个
部分在同一模具的作用下，却有可能发生不同的变形，也就 是具有不同的变形趋向性。 控制坯料的变形趋向性措施主要有以下几方面 (1)合理地确定坯料的尺寸 实践证明，变形坯料各部分的相对尺寸关系，是决定变形趋 向性的最重要的因素。通过改变坯料的尺寸，是控制坯料变 形趋向性的有效方法。 (2)正确设计模具工作部分的几何形状和尺寸 这也是控制坯料变形趋向性的一种常用方法。如图7 -2(a)
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7.1 制定冲压工艺过程的基础
以上原理可以用两句话来概括：坯料在冲压成形时“弱区必 先变形，变形区应为弱区”；“强区不变形，传力应为强 区”。
以上基本原理在冲压生产中具有重要的实际意义，这是确定 一些冲压工艺的极限变形参数的依据；是设计冲压工艺过程、 选定工艺方案、确定工序及工序间尺寸必须遵循的原则。
第7章 冲压工艺过程的制定
7.1 制定冲压工艺过程的基础 7.2 冲压工艺过程与冲模设计要点 7.3 冲压工艺过程制定实例
7.1 制定冲压工艺过程的基础
7.1.1 工艺设计的原始资料 在制定冲压件工艺过程之前必须明确冲压件的生产批量，了
解冲压件的结构与在机器中的装配关系及技术要求，原材料 的规格、状态，生产车间的平面布置，设备技术参数及负荷 情况，工人技术水平等。 7. 1.2 掌握变形规律，正确制定工艺过程 金属材料在冲压过程中的变形规律，是制定冲压工艺过程及 设计模具极为重要的基础。 1．冲压成形时坯料各区的划分 在冲压成形时，可以把成形过程的坯料划分为变形区与非变 形区。图7 -1是拉深、翻孔、缩口三种工序在成形过程中
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7.1 制定冲压工艺过程的基础
所示，如果增大凸模的圆角半径，减小凹模的圆角半径，可 使翻孔变形的阻力减小，拉深阻力增大，所以有利于翻孔变 形的实现。 (3)改变坯料与模具接触表面之间的摩擦阻力 生产中常用这种方法控制坯料的变形趋向。如图7 -2所示， 如果加大工序件与压料圈和工序件与凹模端面之间的摩擦力 （加大压料力或减少润滑），则不利于实现拉深变形而有利 于实现翻孔变形和胀形变形。 (4)降低变形区的变形抗力，增大传力区的强度 这种方法是使变形区产生变形的抗力减小，使之易于进入塑 性状态，而不让传力区进入塑性状态。
为了保证冲压工艺过程的顺利进行，防止破裂或起皱的发生， 保证产品质量，应该提高材料的极限变形程度。由于上述
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7.1 制定冲压工艺过程的基础
两类成形的变形性质和出现的问题完全不同，因而影响成形 极限的因素，提高成形极限的方法就不同。伸长类变形的极 限变形参数主要决定于材料的塑性，而且可以用材料的塑性 指标（简单拉伸试验中的伸长率或断面收缩率）直接或间接 地表示。 至于有的板料成形工序，在其变形区中既有伸长类变形又有 压缩类变形，则必须区别不同情况，采取不同措施来解决成 形中出现的问题。如果以伸长类变形为主，如弯曲、锥形件 拉深等，其变形区中伸长类变形部分出现的破裂问题是主要 的，可以用解决伸长类成形问题的方法来解决。
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7.1 制定冲压工艺过程的基础
变形区的应力状态可以归纳为四类，即两向受拉、两向受压、 经向拉纬向压、经向压纬向拉。而变形情况则比较复杂，在同 一工序的变形区内，往往存在不同性质的变形，如弯曲、拉深、 扩口等。
对于两类成形，由于应力状态和变形性质不同，因而产生的问 题和解决问题的方法也不同。在伸长类成形中，变形区的拉应 力占主导地位，厚度变薄，表面积增大，有产生破裂的可能性； 在压缩类成形中，变形区内压应力占主导地位，厚度增厚，表 面积减少，有产生失稳起皱的可能性。
7.2冲压工艺过程与冲模设计要点
7.2.1对零件图的分析 1．冲压生产经济性的分析 零件的生产批量对冲压加工的经济性起着决定性的作用。必
须根据零件的生产批量和零件质量要求，确定是否采用冲压 加工，用何种冲压工艺方法加工。 2.冲压件的工艺性分析 冲压件工艺性，体现在零件的形状特点、尺寸大小、设计基 准、公差等级和形位公差要求、材料厚度及成形后允许的变 薄量、材料的力学性能和冲压性能、在冲压过程中产生回弹 与翘曲的可能性、毛刺大小和方向要求等方面。
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7.2冲压工艺过程与冲模设计要点
冲压工艺与冲模设计过程如下。 ①对零件图的分析。 ②冲压件总体工艺方案的确定。 ③坯料形状、尺寸的确定。 ④冲压工序性质、数目和顺序的确定。 ⑤冲模类型和结构形式的确定。 ⑥冲压设备的选择。 ⑦冲模设计计算。 ⑧冲压工艺文件的编写。
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7.1 制定冲压工艺过程的基础
坯料变形区与非变形区的划分，其中A区为变形区，其他区 域为非变形区。 2．冲压成形坯料变形区的应力、应变与分类 从冲压各工序的变形分析中可以看出，本质上讲，各种冲压 成形的过程就是坯料变形区在力的作用下产生变形的过程， 所以坯料变形区的受力情况和变形特点是决定各种冲压变形 性质的主要依据。 板料冲压中，一般可以近似地认为在板厚方向上的应力数值 为零，使坯料变形区产生塑性变形是板料平面上两个互相垂 直的主应力作用的结果。
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7.2冲压工艺过程与冲模设计要点
良好的冲压工艺性表现在材料消耗少，冲压成形时不必采取 特殊的控制变形的措施，工艺过程简单，模具结构简单而且 寿命长，产品质量稳定，操作方便等。如果发现零件工艺性 差，则应该在不影响使用要求的前提下对零件的形状、尺寸 及其他要求作必要的修改。
另外，冲压件工艺性与生产批量有一定关系。有的冲压件的 工艺性在小批量生产情况下还可以，但在大批量生产情况下 则很差。
7.2冲压工艺过程与冲模设计要点
必须指出，冲压件的各项工艺性要求并不是绝对的，尤其在 当前冲压技术迅速发展的情况下，应根据生产的实际需要和 可能，综合应用各种冲压技术，合理选择冲压方法，正确进 行冲压工艺与冲模设计，做到既满足产品技术要求，又满足 冲压工艺性要求。
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7.1 制定冲压工艺过程的基础
3．冲压成形中变形的趋向性及其控制 在冲压过程中，经常会遇到这样的情况，即成形坯料的各个
部分在同一模具的作用下，却有可能发生不同的变形，也就 是具有不同的变形趋向性。 控制坯料的变形趋向性措施主要有以下几方面 (1)合理地确定坯料的尺寸 实践证明，变形坯料各部分的相对尺寸关系，是决定变形趋 向性的最重要的因素。通过改变坯料的尺寸，是控制坯料变 形趋向性的有效方法。 (2)正确设计模具工作部分的几何形状和尺寸 这也是控制坯料变形趋向性的一种常用方法。如图7 -2(a)
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7.1 制定冲压工艺过程的基础
以上原理可以用两句话来概括：坯料在冲压成形时“弱区必 先变形，变形区应为弱区”；“强区不变形，传力应为强 区”。
以上基本原理在冲压生产中具有重要的实际意义，这是确定 一些冲压工艺的极限变形参数的依据；是设计冲压工艺过程、 选定工艺方案、确定工序及工序间尺寸必须遵循的原则。
第7章 冲压工艺过程的制定
7.1 制定冲压工艺过程的基础 7.2 冲压工艺过程与冲模设计要点 7.3 冲压工艺过程制定实例
7.1 制定冲压工艺过程的基础
7.1.1 工艺设计的原始资料 在制定冲压件工艺过程之前必须明确冲压件的生产批量，了
解冲压件的结构与在机器中的装配关系及技术要求，原材料 的规格、状态，生产车间的平面布置，设备技术参数及负荷 情况，工人技术水平等。 7. 1.2 掌握变形规律，正确制定工艺过程 金属材料在冲压过程中的变形规律，是制定冲压工艺过程及 设计模具极为重要的基础。 1．冲压成形时坯料各区的划分 在冲压成形时，可以把成形过程的坯料划分为变形区与非变 形区。图7 -1是拉深、翻孔、缩口三种工序在成形过程中
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7.1 制定冲压工艺过程的基础
所示，如果增大凸模的圆角半径，减小凹模的圆角半径，可 使翻孔变形的阻力减小，拉深阻力增大，所以有利于翻孔变 形的实现。 (3)改变坯料与模具接触表面之间的摩擦阻力 生产中常用这种方法控制坯料的变形趋向。如图7 -2所示， 如果加大工序件与压料圈和工序件与凹模端面之间的摩擦力 （加大压料力或减少润滑），则不利于实现拉深变形而有利 于实现翻孔变形和胀形变形。 (4)降低变形区的变形抗力，增大传力区的强度 这种方法是使变形区产生变形的抗力减小，使之易于进入塑 性状态，而不让传力区进入塑性状态。
为了保证冲压工艺过程的顺利进行，防止破裂或起皱的发生， 保证产品质量，应该提高材料的极限变形程度。由于上述
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7.1 制定冲压工艺过程的基础
两类成形的变形性质和出现的问题完全不同，因而影响成形 极限的因素，提高成形极限的方法就不同。伸长类变形的极 限变形参数主要决定于材料的塑性，而且可以用材料的塑性 指标（简单拉伸试验中的伸长率或断面收缩率）直接或间接 地表示。 至于有的板料成形工序，在其变形区中既有伸长类变形又有 压缩类变形，则必须区别不同情况，采取不同措施来解决成 形中出现的问题。如果以伸长类变形为主，如弯曲、锥形件 拉深等，其变形区中伸长类变形部分出现的破裂问题是主要 的，可以用解决伸长类成形问题的方法来解决。
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7.1 制定冲压工艺过程的基础
变形区的应力状态可以归纳为四类，即两向受拉、两向受压、 经向拉纬向压、经向压纬向拉。而变形情况则比较复杂，在同 一工序的变形区内，往往存在不同性质的变形，如弯曲、拉深、 扩口等。
对于两类成形，由于应力状态和变形性质不同，因而产生的问 题和解决问题的方法也不同。在伸长类成形中，变形区的拉应 力占主导地位，厚度变薄，表面积增大，有产生破裂的可能性； 在压缩类成形中，变形区内压应力占主导地位，厚度增厚，表 面积减少，有产生失稳起皱的可能性。
7.2冲压工艺过程与冲模设计要点
7.2.1对零件图的分析 1．冲压生产经济性的分析 零件的生产批量对冲压加工的经济性起着决定性的作用。必
须根据零件的生产批量和零件质量要求，确定是否采用冲压 加工，用何种冲压工艺方法加工。 2.冲压件的工艺性分析 冲压件工艺性，体现在零件的形状特点、尺寸大小、设计基 准、公差等级和形位公差要求、材料厚度及成形后允许的变 薄量、材料的力学性能和冲压性能、在冲压过程中产生回弹 与翘曲的可能性、毛刺大小和方向要求等方面。
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冲压工艺与冲模设计过程如下。 ①对零件图的分析。 ②冲压件总体工艺方案的确定。 ③坯料形状、尺寸的确定。 ④冲压工序性质、数目和顺序的确定。 ⑤冲模类型和结构形式的确定。 ⑥冲压设备的选择。 ⑦冲模设计计算。 ⑧冲压工艺文件的编写。
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7.1 制定冲压工艺过程的基础
坯料变形区与非变形区的划分，其中A区为变形区，其他区 域为非变形区。 2．冲压成形坯料变形区的应力、应变与分类 从冲压各工序的变形分析中可以看出，本质上讲，各种冲压 成形的过程就是坯料变形区在力的作用下产生变形的过程， 所以坯料变形区的受力情况和变形特点是决定各种冲压变形 性质的主要依据。 板料冲压中，一般可以近似地认为在板厚方向上的应力数值 为零，使坯料变形区产生塑性变形是板料平面上两个互相垂 直的主应力作用的结果。
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7.2冲压工艺过程与冲模设计要点
良好的冲压工艺性表现在材料消耗少，冲压成形时不必采取 特殊的控制变形的措施，工艺过程简单，模具结构简单而且 寿命长，产品质量稳定，操作方便等。如果发现零件工艺性 差，则应该在不影响使用要求的前提下对零件的形状、尺寸 及其他要求作必要的修改。
另外，冲压件工艺性与生产批量有一定关系。有的冲压件的 工艺性在小批量生产情况下还可以，但在大批量生产情况下 则很差。