冲压工艺学
冲压工艺学弯曲工艺与模具设计
冲压工艺学弯曲工艺与模具设计引言冲压工艺是一种常用的金属板材成型方法，其中弯曲工艺是常见的冲压工艺之一。
通过弯曲工艺，可以将金属板材弯折成所需的形状，用于制造各种零部件和产品。
而在冲压弯曲过程中，模具的设计和选择对于成品质量和效率起着至关重要的作用。
本文探讨了冲压工艺学中的弯曲工艺以及与之相关的模具设计原则和要点。
冲压弯曲工艺冲压弯曲是通过施加压力使金属板材弯曲或折叠成所需形状的一种工艺。
其主要过程包括：切割、弯曲和折叠。
下面分别介绍这些过程的一些关键要点。
切割切割是冲压弯曲的第一步，它的目的是从金属板材中切割出所需的形状。
常用的切割方法有剪切、切割、切割和激光切割等。
选择合适的切割方法要考虑到金属板材的材料、厚度和形状等因素。
弯曲弯曲是冲压弯曲的核心过程，通过施加力使金属板材弯曲成所需的形状。
弯曲的关键要点包括：弯曲角度、弯曲半径和弯曲方向。
弯曲角度是指金属板材与原始平面之间的夹角；弯曲半径是指弯曲过程中模具与金属板材之间的半径；弯曲方向是指金属板材弯曲时所受到的外力相对于模具的位置。
合理选择这些参数，可以保证弯曲后的金属板材符合设计要求。
折叠折叠是将金属板材通过弯曲工艺折叠成所需形状的过程。
折叠通常需要搭配使用额外的模具来实现。
在折叠过程中，要注意保持金属板材的平整和对称性，以确保成品的质量。
模具设计原则模具是冲压工艺中不可或缺的一部分，其设计对于冲压弯曲工艺的成功与否起着决定性作用。
以下是一些模具设计的原则和要点。
弯曲角度和半径在设计模具时，要根据产品的要求确定弯曲角度和半径。
合理选择弯曲角度和半径可以避免金属板材在弯曲过程中的过度拉伸、裂纹和变形等问题。
模具结构模具的结构设计要简单、实用，并考虑到易于加工和维修。
模具应具备足够的刚度和强度，以抵抗弯曲过程中产生的冲击力和压力。
此外，模具的表面也应平整、光滑，以确保成品的表面质量。
润滑剂在冲压弯曲过程中，使用适量的润滑剂可以减少摩擦力和磨损，提高金属板材的表面质量和模具的使用寿命。
冲压工艺学(冲裁)
概括计算原则如下： 概括计算原则如下：
1、 依据 落料 —— 由凹模决定 冲孔 —— 由凸模决定 2、考虑磨损问题 落料时， 落料时，凹模为工件的最小尺寸 冲孔时， 冲孔时，凸模为工件的最大尺寸 3、制模精度 模具精度比零件的精度高2 模具精度比零件的精度高2 ～ 3级，即： 1/3） δ模 =（1/4 ～ 1/3）△件
§2-1 冲裁变形机理
一、冲裁变形过程 二、冲裁力与凸模行程之间的关系曲线 冲裁件（ 三、冲裁件（孔）的冲切断面
一、冲裁变形过程
1、弹性变形阶段：材料内压力达到弹性极 弹性变形阶段： 限小于屈服极限。 限小于屈服极限。 特点：挤入部位形成圆角，材料略微弯曲。 特点：挤入部位形成圆角，材料略微弯曲。 ---形成圆角带 形成圆角带。 ---形成圆角带。
§2-2 冲裁间隙值的确定
冲裁间隙： 冲裁间隙：凸凹模刃口工作部分同位尺寸 差称为冲裁间隙(Z) (Z)。 差称为冲裁间隙(Z)。 最小合理间隙值用于设计制造模具， 最小合理间隙值用于设计制造模具，最大 合理间隙用于控制模具寿命。 合理间隙用于控制模具寿命。因此目前 模具制造难点之一就是保证合理均匀的 模具间隙。 模具间隙。 实际间隙是模具制造完成后使用一段时间 后实际度量间隙值。 后实际度量间隙值。
1、理论计算法
Z/2=(tZ/2=(t-h0)*tgβ => Z=2t(1Z=2t(1-h0/t)tgβ
令 K= 2(1-h0/t)tgβ 2(1得： Z = Kt 其中K 其中K值与材料有关
β h0
dp Z/2 Dd t
断裂时剪切深度； h0: 断裂时剪切深度； 刃口尖点连线与垂线之间的夹角； β：刃口尖点连线与垂线之间的夹角； 由于测试技术的限制， 由于测试技术的限制，h0与β之值还不 能准确测定，所以大多采用—— 能准确测定，所以大多采用 经验确定间隙的方法
冲压工艺学4成形工序胀形课件
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第五章 胀形
2）软模胀形 1) 毛坯两端不固定，允许轴向收缩 2) 毛坯两端固定，不产生轴向收缩
p
t r
s
p
(
t r
t R
)
s
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3）球体胀形
第五章 胀形
p
2t r
s
200立方米液化石油气储罐 （直径7.1米，材料16MnR，壁厚24毫米，三类容器）
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第五章 胀形
3.毛坯计算
一般情况下毛坯两端不固定，以减轻材料变薄，
H L(1 c ) b
式中 L－工件母线长； －工件切向最大延伸率； b－切边余量，一般取10~20 mm； c－系数，一般取0.3~0.4。
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第五章 胀形
小结（小结）
掌握胀形的概念和平板胀形变形特点 成形极限图
第五章 胀形
2) 绘制方法
一般通过试验的方法获得成形极限线，如半球形胀性试验和圆柱形凸模 胀形试验等。
首先在毛坯上制好网格，再改变润滑条件、毛坯尺寸、成形力等，以建立 不同双向拉应力比值 2 1 下的实验变形条件，以获得不同的极限变形时的 2 1
值。测量成形后的网格尺寸，以确定 x、 y 的极限值，得到一系列 x、 y ，
2
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第五章 胀形
2）变形区受两向拉应力作用，属伸长类变形，其成形极限 与材料塑性及塑性成形稳定性有关，破坏特点主要是拉裂。
3）由于受双向拉应力，而且沿厚度分布均匀，因此不易失 稳起皱，弹复小，尺寸精度高，表面质量好。
3
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第五章 胀形
2.成形极限图（FLD）
《冲压工艺学》本科教学大纲
《冲压工艺学》教学大纲课程编号：E0331144学时数：48学分数：3适用专业：材料成型及控制工程（本科、模具方向）先修课程：《机械制造基础》、《机械设计基础》、《金属塑性成形原理》、《认识实习》考核方式：平时成绩（实验、作业、课堂提问、考勤）占30%，期末考试占70%。
一、本课程的性质和任务性质：本课程是材料成型及控制工程专业的一门专业课。
通过本课程学习和课程设计，能掌握分析、制定工艺方案和设计冲压模具的方法。
任务：1、初步掌握冲压成形的原理、板料成形规律及其与冲压工艺和模具设计的关系；2、掌握冲压工艺过程的设计方法，具有设计中等复杂程度冲压工艺过程的能力；3、掌握冲压模具的设计方法，具有设计中等复杂程度的冲模及必要的辅助机构的能力；4、具有应用冲压成形基本原理，冲压工艺及冲模设计方法的知识，分析和解决冲压生产中常见的产品质量和模具方面技术问题的能力；5、了解冲压新工艺、新型模具及冲压技术的发展方向。
二、课程内容和要求（一）、理论教学：48学时第一章绪论（2学时）教学内容1、本课程的性质和任务2、冲压加工的地位、种类和发展教学要求1、明确本课程的研究对象和内容，以及学习本课程的目的。
2、了解本课程在培养材料成型专业工程技术人才的地位、任务和作用。
3、了解冲压技术的发展趋势。
第二章冲裁（8学时）教学内容1、冲裁变形机理2、模具间隙3、凸. 凹模刃口尺寸的计算4、冲裁力的计算及降低冲裁力的方法5、排样6、精密冲裁7、其它冲裁法教学要求1、掌握冲裁变形机理和工艺分析方法。
2、掌握冲裁模具设计要点和方法。
3、了解其他冲裁技术。
第三章弯曲（6学时）教学内容1、板料的弯曲现象及其原因2、窄板弯曲和宽板弯曲时的应力应变状态分析3、宽板弯曲时的应力（σθ. σρ. σb）4、弯曲力计算和设备选择5、弯曲件毛坯长度计算6、最小相对弯曲半径rmin/t7、弯曲回弹8、弯曲模工作部分的尺寸计算教学要求1、了解板料的弯曲现象及其原因，能分析板料弯曲时的应力应变状态。
锻造冲压工艺学
4.1 锻锤 利用冲击能量，结构简单，工艺适应 性好，用于锻造。
• 缺点：振动/噪音大，因此大吨位锤受到限 制。
• 中国：蒸汽-空气锤在16T以下。对大吨位 的对击锤（国内1000KJ，国外1400KJ）， 因其不利因素（噪音/振动）被抑制 。
例如上海交通大学和华中科技大学的模具中心；哈尔滨工 业大学精密热加工中心。
F 锻造新工艺：精锻、等温成形、精密碾压、电墩、旋锻、 辊锻、摆动碾压、超塑性成形等。
冲压新工艺：软模成形、差温拉深法、爆炸成形、电水成 形、电磁成形、旋压
4、锻压设备
• 锻压设备是制造产品的工具。 • 原机械部把锻压设备分为八大类，但是从
例如铸锻厂、汽车 锻件厂、机床铸造厂。 • 以加工和装配车间为主的机制厂。
例如冲压件厂、拖拉机配件厂、电机厂等。
6.2 锻压车间及其生产特点
根据生产特点，将锻压车间分为大锻件自由锻车间、中小 锻件自由锻车间、热模锻车间、冷锻和冲压车间。 • I 大锻件自由锻车间
产品：几吨到几百吨的大型自由锻件。目前自由锻 的锻件重达260吨。 原材料：钢锭 生产方式：单件/小批量 设备：水压机（30-120MN） • II中小锻件自由锻车间 产品：小于1.5吨的自由锻件。 原材料：棒材或小钢锭 生产方式：小批量 设备：1-5T蒸汽-空气锤、65-750kg空气锤
的锻造开坯，之后才进行轧或挤成板棒材。 • 锻造在机械厂应用：主要为重要零件准备毛
坯。例如圆饼→锻造成齿轮毛坯→……。 • 冲压应用：制备各工业领域的零件。
5.2 工艺流程
• 视具体零件加工/毛坯加工而定。但可以提炼 出模锻一般的工艺：下料→加热→模锻→ （切边、冲孔）→酸洗与清理→热处理→去 氧化皮（打磨或刮削）→涂漆→检验等。
冲压工艺学
绪论内容简介：本章讲述冲压及模具的概念；冲压的特点、发展及应用，冲压工序的分类及基本冲压工序。
学习目的与要求：1、掌握冲压及模具的概念；2、了解冲压冲压的特点、发展及应用；3、掌握冲压工序的分类，认识基本冲压工序。
重点：冲压及模具的概念、冲压的特点、发展及应用，冲压工序的分类。
难点：冲压基本工序。
1.1 冲压的概念1.1.1 冲压冲压：在室温下，利用安装在压力机上的模具对被冲材料施加一定的压力，使之产生分离和塑性变形，从而获得所需要形状和尺寸的零件（也称制件）的一种加工方法。
因为通常使用的材料为板料，故也常称为板料冲压。
冲压成形产品示例一——日常用品：易拉罐、餐盘、垫圈等。
冲压成形产品示例二——兵器产品：子弹壳等。
冲压成形产品示例三——高科技产品：汽车覆盖件、飞机蒙皮等。
1.1.2 冲模冲压模具：将材料加工成所需冲压件的一种工艺装备，称为冲压模具（俗称冲模）1.1.2 冲压生产的三要素：冲压生产的三要素：合理的冲压工艺、先进的模具、高效的冲压设备1.2 冲压加工特点与应用1.2.1 冲压加工的特点（1）生产率高、操作简单。
高速冲床每分钟可生产数百件、上千件。
（2）一般无需进行切削加工，节约原料、节省能源。
（3）冲压件的尺寸公差由冲模来保证，产品尺寸稳定、互换性好。
“一模一样”（4）冲压产品壁薄、量轻、刚度好，可以加工形状复杂的小到钟表、大到汽车纵梁、覆盖件等。
局限性：由于冲模制造是单件小批量生产，精度高，是技术密集型产品，制造成本高。
因此，冲压生产只适应大批量生产。
1.2.2 冷冲压的应用由于冷冲压在技术上和经济上的特别之处，因而在现代工业生产中占有重要的地位。
在汽车、拖拉机、电器、电子、仪表、国防、航空航天以及日用品中随处可见到冷冲压产品。
如不锈钢饭盒，搪瓷盆，高压锅，汽车覆盖件，冰箱门板，电子电器上的金属零件，枪炮弹壳等等。
据不完全统计，冲压件在汽车、拖拉机行业中约占60%，在电子工业中约占85%，而在日用五金产品中占到约90%。
《冲压工艺学》教学大纲讲课教案
《冲压工艺学》教学大纲《冲压工艺及模具设计》教学大纲开课单位：材料工程系学分：3 总学时：48H（理论教学48学时）课程类别：选修考核方式：考试课程编号：00000000基本面向：材料成型与控制工程专业一、本课程的目的、性质及任务本课程是“材料成型及控制工程”专业三个方向的主干专业课之一，它是一门理论与实践联系很紧密的课程。
冲压工艺理论是模具设计的基础，而模具设计则是实现冲压工艺的核心，学生在学习中两者不可偏废。
本课程的主要任务是使学生掌握各种冲压成形的变形规律，掌握工艺计算方法，判断板料成形难易程度以及掌握各种模具结构与设计要点。
通过学习，能够对中等难度冲压零件进行工艺分析、设计，基本能确定各种冲压零件生产的最佳工艺方案并能够设计冲压模具。
二、本课程的基本要求1、了解国内外冲压工艺及模具技术的发展现状和趋势。
2、掌握冲压工艺的基本成形理论、分析各类冲压件成形工艺特点，具有初步分析各种常见冲压缺陷和提出生产中解决措施的基本能力。
3、能够运用冲压参考书籍和资料，对中等程度的冲压零件进行工艺分析，拟定工艺路线和确定工艺参数，并能设计出技术上可靠、经济上合理的冲压模具。
4、熟悉冲压模具与各种压力机的连接要求。
5、通过冲压理论课程学习和冲压实验课动手能力培养，使学生具有一定的设计能力和科研能力。
三、本课程与其它课程的关系先修课程：《机械制图C》、《机械设计A》、《金属材料及热处理》、《互换性与测量技术基础a》、《机械制造技术基础C》、《材料成形原理》、《材料成形设备》、《模具CAD/CAM》。
在学本课程同时应学《模具制造技术》、《材料成形CAE》《汽车覆盖件模具设计与制造》、《锻造工艺及模具设计》、《塑料成型工艺及模具设计》、《模具寿命及失效分析》、《特种塑性成形技术》、《材料成形技术的新发展(讲座)》。
四、本课程的教学内容第一章绪论（一）冲压生产在国民经济中的地位和作用，冲压生产的特点及优越性，国内外冲压技术的现状及发展趋势；（二）冲压工艺的分类及特点；（三）本课程的基本内容及学习方法。
冲压工艺学知识要点
第二章 冲裁工艺与模具设计
1冲裁变形分离过程大致可分为3个阶段。 弹性变形阶段, 塑性变形阶段,断裂分离阶段 2冲裁断面可明显地分成4个特征区， 即圆角带、光亮带、断裂带和毛刺 3降低冲裁力的方法:阶梯凸模冲裁, 斜刃口冲裁 4凸模侧面的磨损最大，是因为从凸模上卸料，长 距离摩擦加剧了侧面的磨损. 5确定合理间隙的理论计算法依据主要是：在合理 间隙情况下冲裁时，材料在凸、凹模刃口产生 的裂纹成直线会合.
8.模具工作部分尺寸及公差的计算方法可 分为两类。 ⑴.凸模与凹模分开加工 是指凸模和凹模分别按图样加工至尺寸。此种 方法适用于圆形或形状简单的工件 ⑵.凸模和凹模配合加工 对于冲制形状复杂或薄板制件的模具，其凸、 凹模往往采用配合加工的方法。 9.搭边―排样中相邻两工件之间的余料或工件与 条料边缘间的余料称为搭边。搭边的作用是补 偿定位误差，防止由于条料的宽度误差、送料 步距误差、送料歪斜误差等而冲裁出的废品。
6. 冲裁模刃口尺寸确定
(1)落料模先确定凹模刃口尺寸，其标称尺寸应取 接近或等于制件的最小极限尺寸，凸模刃口的 标称尺寸比凹模小一个最小合理间隙。 (2)冲孔模先确定凸模刃口尺寸，其标称尺寸应取 接近或等于制件的最大极限尺寸，凹模刃口的 标称尺寸应比凸模大一个最小合理间隙。 7.“入体”原则 是指标注工件尺寸公差时应向材 料实体方向单向标注，即：落料件正公差为零， 只标注负公差；冲孔件负公差为零，只标注正 公差。
第四章
拉深工艺与模具设计
1.拉深 是利用模具使平板毛坯变成为开口的空心零件的 冲压加工方法。 2.拉深件各部分的厚度是不一致的。一般是： 底部略为变薄，但基本上等于原毛坯的厚度； 壁部上段增厚，越靠上缘增厚越大； 壁部下段变薄，越靠下部变薄越多； 壁部向底部转角稍上处，则出现严重变薄，甚至断裂。 3.毛坯划分为5个区域： ⑴．平面凸缘区(｜σ 1｜＝｜σ 3｜，有R＝0．61Rt), ⑵. 凸缘圆角区, ⑶．筒壁区, ⑷．底部圆角区, ⑸．筒底部分
《冲压工艺学》全册配套完整教学课件 (一)
《冲压工艺学》全册配套完整教学课件 (一)
《冲压工艺学》是我国工科类学生必修的一门课程，它是机械工程类
相关专业重点课程之一。
为了更好地掌握这门课程的知识，在学习过
程中，配套的完整教学课件是非常必要的。
下面，我将从以下几个方
面来详细介绍一下《冲压工艺学》全册配套完整教学课件。
一、概述
《冲压工艺学》全册配套完整教学课件包括47节课，每节课都详细介
绍了所涉及的知识点。
该课件具有逻辑性强、条理清晰、容易理解等
特点，让学生能够更好地掌握和理解该门课程的知识点。
二、内容
该课件详细介绍了《冲压工艺学》中的概念、工艺流程、模具设计、
材料选用、冲压加工工艺参数设计等多个方面的知识点。
同时，还配
有大量的案例、图示和实验展示，让学生更加深入地理解所涉及的知
识点。
三、特点
该课件的特点在于其系统性和全面性。
它将冲压工艺学的理论知识与
实践操作相结合，让学生完全掌握和了解冲压工艺的相关知识和技能。
同时，课件的交互功能和多媒体功能极大地提升了学生的学习积极性，让学生能够更加轻松、快捷地获取所需知识。
四、使用
该课件适用于机械工程、金属材料工程、机械设计制造及其自动化等相关专业的学生。
学生们可以根据自己的需要和进度，选择相应的章节进行学习，或者按照整册课件进行学习。
学生们还可以通过在线学习、下载等多种方式获取相关学习资源。
总之，该课件具有许多突出优点，使学生们能够更好地掌握和理解《冲压工艺学》的知识点。
我相信，在《冲压工艺学》的学习中，配套完整的教学课件将成为学生们的得力助手，帮助他们更好地掌握所需知识。
冲压工艺学
冲压工艺学冲压工艺学是一门在车身、船舶等制造业中应用极为广泛的工艺技术，可分为冲压材料与工艺、冲压设备、模具设计与制造三大部分。
本文介绍了常见冲压件的成形方法，并对冲压过程中的基本变形规律作了初步探讨，希望对同行有所帮助。
车身制造过程中的冲压生产，首先必须从毛坯制造开始，然后再依次加工出覆盖件、翼子板、前端板、中隔板、前围板、后端板等各种不同的零件，而每个零件的形状又决定于它的制造顺序。
冲压技术是金属塑性加工中较为简单的一种方法，它主要用于冷冲件的成形加工。
车身制造中的冲压生产，由于冲压生产时需要进行强烈的挤压、剪切和弯曲，因此在模具中采用了多刃口的薄壁凸模和凹模。
在冲压过程中，毛坯始终受到周期性的交变载荷的作用，这种交变载荷称为冲裁载荷。
这类载荷的作用方式也有两种，即冲裁载荷以剪切方式作用在毛坯上，或者说冲裁载荷使毛坯产生局部变形。
按照变形的特点可分为剪切型和弯曲型。
剪切型冲裁载荷的作用方式很象剪切模具的剪刀口，所以称为剪切型冲裁载荷。
冲压生产过程中最基本的参数之一就是变形力和变形速度，而且两者间存在着密切的关系，因此确定合理的变形力和变形速度非常重要。
1）板料的平衡方法：根据工件的材料特性和板料尺寸，通过合理选择变形区内各点的应力、应变来达到平衡的目的。
2）压边力：增加压边力能减少工件毛坯面积、增加防止飞边的能力；适当降低压边力能提高毛坯质量。
但应该注意压边力过小会增加材料消耗，过大则可能产生翻边现象。
3）卸料力：如果卸料力过小，易引起侧向翘曲；卸料力过大会使飞边增加。
8）焊接方法：利用电阻焊、气焊等方法对管子进行连接，同时将连接处的外表面加工成圆角以提高焊接的密封性和美观性。
9）压印加工：在拉深件的内孔上冲出一条细长沟槽，既保证了孔的位置精度，又改善了润滑情况，还便于检验内孔的尺寸及其形状精度。
10）涨形：拉深件经过冲压后，沿拉深方向伸长，这种现象叫做涨形。
11）胀形：拉深件经过冲压后，在垂直于拉深方向收缩，这种现象叫做胀形。
冲压工艺学4弯曲课件
第四章 弯曲
第三节 最小弯曲半径
最小弯曲半径的近似计算：
断面收缩率可表示为：
弯曲最外侧的拉伸应变
=
1+
t
2
1 2 r 1
t
r=( 1 1)t
2
r =( 1 1)
t 2
实际应用： 最小弯曲半径rmin =t Kmin
其中,最小弯曲系数Kmin
1
2max
1,
不必计算，查表4-1可得。
第四章 弯曲
第四节 弯曲卸载后的回弹
二、回弹值的确定（续）
１．大半径自由弯曲（ 弯曲系数K r / t 10 ）时的回弹值
K>10时，弯曲半径较大，弯曲变形程 度较小，弹性变形的影响较大，回弹 明显。
凸模工作部分的圆角半径可按下式
进行计算：
卸载前弯曲半径,
rp
即凸模圆角半径
卸载后弯曲半径
rp
1
r
第四章 弯曲
第三节 最小弯曲半径
2．提高弯曲极限变形程度的方法 （1）经冷变形硬化的材料，可热处理后再弯曲。 （2）清除冲裁毛刺，或将有毛刺的一面处于弯曲受压的内缘。 （3）对于低塑性的材料或厚料，可采用加热弯曲。 （4）采取两次弯曲的工艺方法，中间加一次退火。 （5）对较厚材料的弯曲，如结构允许，可采取开槽后弯曲。
三、影响回弹值的因素
１．材料的力学性能 S / E 越大，回弹越大。
材料的力学性能对回弹值的影响 1、3－退火软钢 2-软锰黄铜 4-经冷变形硬化的软钢
第四章 弯曲
第四节 弯曲卸载后的回弹
三、影响回弹值的因素（续）
２．弯曲系数 K r / t
Ｋ越大，弹性变形在总变形 的比例越大，回弹就越大。
冲压工艺学(第一章绪论)
冷冲压基本工序分类图
•冷冲压工序
•分分离工序 变形工序 复合工序 装配工 序
• 冲裁 弯曲 拉延 成形 体积冲压
剪落 冲切切弯 扭拉起成压冲 裁料 孔口边曲 曲延伏形印眼
1、分离工序(shearing)
是指板料受力后，应力超过材料的强度 极限σb ，而使板料产生剪裂或局部剪裂。
其目的是在冲压过程中，使冲压件与板 料沿一定的轮廓线相互分离，同时，冲压 件分离断面的质量也要满足一定的要求。
* 拉深 —— 把平板毛坯冲制成各种空心的零 件，也有称之为拉延、压延、引伸
* 变薄拉深 —— 把拉深加工后的空心半成品 进一步加工成底部厚度大于侧壁厚度的零件
* 成形 —— 把弯曲和拉深以外的许多变形类 工序统称为成形。包括：翻边、局部成形、 胀形、扩口、缩口、旋压、强力旋压、校平 与整形等。
—— 成形（forming）
* 翻边 —— 把板料的边缘按曲线翻成竖立的 边缘，可分为内孔翻边和外缘翻边 内孔翻边 —— 圆孔翻边、异形孔翻边 外缘翻边 —— 凸曲线翻边、凹曲线翻边
冲压工艺学课件(PPT 35张)
毛坯计算具体过程
将毛坯分为三个部分 进行计算,第一部分的 是:L1=l1+l2+π*α* （r+x0t）/180°其中 l1=62.9，l2=12.1， α=110°，查表得 x0=0.5
解得L1=87.5mm
第二部分的是一段 圆弧
L2=（β/180°） *π*（r+x0t）其中β 为140°，x0查表 可知为0.5，代入数 据解得 L2=37.9mm
模具设计方案制定 试件分析
模具设计方案制定 试件分析
模具设计方案制定 方案一
模具设计方案制定 方案二
模具设计方案制定 最佳方案
模具设计方案制定 最佳方案改进设计
模具设计方案制定 最佳方案改进设计
模具的零件和三维绘制
此部分内容包括上模座、螺钉、模柄、止 动销、销钉、导套、垫板、导柱、凸模固 定板、固定板、凹模、下模座、上垫板、 橡胶、下垫板、顶杆、凸模、顶件板等零 件图的三维绘制以及整体装配图。
弯曲力计算
对于v形件，最大自由弯曲力为 F自=0.6kbt*tσb/（r+t）其中材料的σb是为 325MPa，材料宽度b取为30mm,k为安全系 数一般取为1.3.其中r取得最小弯曲半径 代入各数解得
校正弯曲力的计算， 取P为90MPa，投 影部分的最大面积 为半径为15mm处 的，酸的F校为
ΔK=1/ρ0-1/ρ0´
Δα=ΔKα0ρ0
α0´=Δα+α0 其中 t…………厚度 E…………弹性模量 σs…………08钢的屈服强度 ρ0…………弯曲前曲率半径 ρ0´…………弯曲后曲率半径 α0 ………… 弯曲前弯曲角 α0´………… 弯曲后弯曲角
弹性回弹理论计算分析一
冲压工艺学课程
冲压工艺学课程冲压工艺学是一门涉及金属加工的学科，主要研究金属材料在冲压过程中的变形行为、切削力学和冲压工艺参数的选择等内容。
冲压工艺学在制造业中扮演着重要的角色，可以用于生产各种金属制品，如零部件、汽车车身、家电等。
在冲压工艺学课程中，学生将学习冲压的基本原理和应用。
首先，学生将学习金属材料的特性和性能，如硬度、塑性和强度等。
他们还会了解金属材料的各种类型，如冷轧钢板、不锈钢和铝合金等。
接下来，课程将介绍冲压加工的各个阶段。
这包括模具设计、材料选择和切割方法等。
学生将学习如何设计和制造冲压模具，并了解不同的切割技术，如剪切、冲孔和剪裁等。
冲压工艺学课程还会探讨冲压过程中的变形行为和应力分析。
学生将学习如何计算金属材料的弯曲和拉伸应力，并进行相关的工艺参数的选择。
他们还将了解如何使用计算机辅助设计（CAD）软件来模拟冲压过程，并分析其影响因素。
除了理论知识，冲压工艺学课程还包括实践方面的学习。
学生将有机会亲自操作冲压设备，并进行模具的制造和测试。
他们将学习如何调整冲压工艺参数，以获得所需的成品。
在学习完冲压工艺学课程后，学生将具备以下能力：具备良好的金属材料知识和分析能力；掌握冲压模具的设计和制造技术；了解冲压过程中的变形行为和应力分析；掌握冲压工艺参数的选择和调整方法。
总而言之，冲压工艺学课程是一门重要的学科，对于金属制造行业具有重要意义。
通过学习该课程，学生将获得丰富的冲压技术知识，并具备在实践中应用所学知识的能力。
这将为未来在制造业领域找到工作或进一步深造奠定坚实的基础。
冲压工艺学课程是机械类专业中的重要课程之一，其涉及的知识和技术在工业生产中起到了举足轻重的作用。
本文将继续探讨冲压工艺学课程的相关内容，包括冲压的基本原理、模具设计与制造、工艺参数的选择与调整等。
首先，冲压工艺学课程将对冲压的基本原理进行详细介绍。
学生将学习冲压的工作原理、基本工艺流程和设备概述。
冲压是一种以模具为工具，将金属材料进行切割、成形和结合的加工方法。
冲压工艺学(3篇)
第1篇一、引言冲压工艺学是研究金属板材、带材、型材等在压力作用下产生塑性变形，制成所需形状和尺寸的零件或制品的一门综合性学科。
随着工业技术的不断发展，冲压工艺在汽车、家电、电子、建筑、航空、航天等众多领域得到广泛应用。
本文将从冲压工艺的基本原理、工艺流程、设备、模具、材料及质量控制等方面进行详细阐述。
二、冲压工艺的基本原理1. 塑性变形：冲压工艺主要是利用金属的塑性变形原理，将金属材料在压力作用下产生塑性变形，从而实现零件的形状和尺寸变化。
2. 塑性极限：在一定的温度、应力和应变条件下，金属材料能够承受的最大变形量称为塑性极限。
在冲压过程中，金属材料的塑性极限是决定冲压变形程度的关键因素。
3. 塑性变形规律：金属材料的塑性变形规律主要包括应变硬化、应变软化、屈服现象等。
在冲压过程中，合理地利用这些规律，可以提高冲压生产效率和产品质量。
三、冲压工艺流程1. 下料：将金属材料按照设计图纸要求，切割成所需尺寸的板材、带材或型材。
2. 调整：将下料后的金属材料进行校准，确保尺寸精度。
3. 冲压：将调整后的金属材料在压力机上进行冲压，使其产生塑性变形，达到所需形状和尺寸。
4. 翻边：在冲压过程中，对部分零件进行翻边处理，以增加零件的强度和刚度。
5. 成品检验：对冲压后的零件进行质量检验，确保其符合设计要求。
6. 后处理：对冲压后的零件进行表面处理、热处理等，以提高其性能。
四、冲压设备1. 冲压设备按工作原理可分为机械压力机、液压压力机、曲柄压力机等。
2. 冲压设备按结构形式可分为开式压力机、闭式压力机、折弯机、剪板机等。
3. 冲压设备按自动化程度可分为手动、半自动、全自动等。
五、冲压模具1. 冲压模具是冲压工艺中的关键工具，主要包括冲模、凹模、导向装置等。
2. 冲压模具的设计应遵循以下原则：结构合理、制造方便、使用可靠、寿命长、成本低。
3. 冲压模具的材料主要有碳素钢、合金钢、高速钢等。
六、冲压材料1. 冲压材料主要有低碳钢、低合金钢、不锈钢、铝及铝合金、铜及铜合金等。
冲压工艺学课件(53页)
3）间隙对冲裁力的影响
， 当间隙小于或大于合理间隙时：冲裁力F↑ 上、下模裂纹不重合，剪切
力冲阶段性下降。
4）间隙对模具寿命的影响。
提高模具寿命一般采用较大的模具间隙，若采用较小间隙，就必须提高模
具的硬度与模具制造光洁度、精度，改善润滑条件，以减少磨损。
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第二章 冲裁
在长期的研究中发现影响的规律各不相同。能同时满足冲裁件断面质量最佳、尺寸精 度最高、寿命最长、冲裁力最小等各方面要求。在实际生产中，间隙的选用主要考虑 降低冲裁力和模具寿命这两个主要因素，它与生产成本和产品质量密切相关。因此， 并不存在一个绝对合理的间隙值，只能给出一个合理的间隙范围供选择。
用。
优点：不仅容易保证凸、凹模间隙很小,而且制造还可以放大基准件的制造公 差,使制造容易。
适用于：异形或复杂刃口。 设计时：基准件的刃口尺寸及制造公差应详细标注，非基准件上只标注公 称尺寸，但在图样上注明：“凸(凹)模刃口按凹(凸)模实际刃口尺寸配作，保 证最小双面合理间隙值。”
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3） 考虑到冲模的磨损，落料凹模刃口尺寸应靠近落料件公差范 围内的最小尺寸，冲孔凸模刃口尺寸应靠近孔的公差范围内的最 大尺寸。
4）凸凹模间隙取最小合理间隙
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第二章 冲裁
当凸模与凹模分开加工时，其公差应保证有如下关系：
p d ZmaxZmin或 p0.4(ZmaxZmi)n或 d0.6(Zma x Zmi)n
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第二章 冲裁
间隙过大：材料弯曲与拉伸增大，拉应力增大，材料易被撕裂，塌角（圆 角带）与撕裂斜度都增大，毛刺大而厚。
间隙适中：制件断面有一定斜度，比较平直，光洁，毛刺很小，且冲裁力 小。
冲压工艺学
因此，在近代机器制造业中，冲压工艺被得到广泛
应用。很多机器中，冲压件占有相当大的比重，例如 在汽车工业中比重占50～75％，在电机制造业中比 重占60～80％，在电子工业中比重占70～80％，在 金属制品工业中占95％。
板料冲压主要的缺点如下： 1、模具制造周期长，费用高。因此，在小批量生产 中受到一定的限制。 2、冲压适于批量生产，且大部分是手工操作，这样 如果不重视安全生产和缺乏必要的防护装置，就易发 生事故。因此，提高冲压操作的机械化和自动化，减 轻工人劳动强度，确保安全生产，是一个很重要的问 题。
接触处形成很小的圆角。
②塑性变形阶段：当凸模继续下压，板料应力超过了
屈服极限，部分金属被挤入凹模洞口，产生塑性剪切
变形，形成光亮的剪切断面。
③剪裂阶段：凸模继续下压，凸凹模刃口处出现微小
裂纹不断向材料内部扩展，若凸模间隙合理时，上，
下裂纹重合，板料被拉断分离。
零件
零件
零件
凹模
板料 凹模
板料 凹模
板料
冲压工艺学
2017年 农机自动
冲压工 理论培训
第一章：冲压工艺基础
前言：冲压：是利用冲模在压力机上对板 料施加压力使其变形或分离，从而获得 具有一定形状、尺寸的零件的一种压力 加工方法。
冲压主要用于加工板料制件，所以有 时也叫板料冲压。常温下进行的板料冲 压叫泠冲压，我公司的农机零件，大多 数为冷冲压，在本次培训中的内容，仅 限于冷冲压。
二、冲裁间隙：凹模与凸模之间的尺寸差。
间隙的影响：冲裁间隙的大小对冲裁件断面质量和尺寸精度、 冲裁力、卸料力以及模具寿命均有较大的影响。所以对冲裁 工序来说，冲裁间隙是一个极为重要的工艺参数。
间隙合理：上、下面出现的裂纹相互重合，所得断面光洁、 略带斜度，见图a。间隙过小：上、下两裂纹相互不重合，隔 着一定的距离，互相平行，最后形成毛刺和层片，并产生两 个光亮带，见图b。间隙过大：，会使薄料拉入间隙中，形成 拉长的毛刺，对于厚料，则形成很大的塌角，见图c。
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绪论内容简介：本章讲述冲压及模具的概念；冲压的特点、发展及应用，冲压工序的分类及基本冲压工序。
学习目的与要求：1、掌握冲压及模具的概念；2、了解冲压冲压的特点、发展及应用；3、掌握冲压工序的分类，认识基本冲压工序。
重点：冲压及模具的概念、冲压的特点、发展及应用，冲压工序的分类。
难点：冲压基本工序。
1.1 冲压的概念1.1.1 冲压冲压：在室温下，利用安装在压力机上的模具对被冲材料施加一定的压力，使之产生分离和塑性变形，从而获得所需要形状和尺寸的零件（也称制件）的一种加工方法。
因为通常使用的材料为板料，故也常称为板料冲压。
冲压成形产品示例一——日常用品：易拉罐、餐盘、垫圈等。
冲压成形产品示例二——兵器产品：子弹壳等。
冲压成形产品示例三——高科技产品：汽车覆盖件、飞机蒙皮等。
1.1.2 冲模冲压模具：将材料加工成所需冲压件的一种工艺装备，称为冲压模具（俗称冲模）1.1.2 冲压生产的三要素：冲压生产的三要素：合理的冲压工艺、先进的模具、高效的冲压设备1.2 冲压加工特点与应用1.2.1 冲压加工的特点（1）生产率高、操作简单。
高速冲床每分钟可生产数百件、上千件。
（2）一般无需进行切削加工，节约原料、节省能源。
（3）冲压件的尺寸公差由冲模来保证，产品尺寸稳定、互换性好。
“一模一样”（4）冲压产品壁薄、量轻、刚度好，可以加工形状复杂的小到钟表、大到汽车纵梁、覆盖件等。
局限性：由于冲模制造是单件小批量生产，精度高，是技术密集型产品，制造成本高。
因此，冲压生产只适应大批量生产。
1.2.2 冷冲压的应用由于冷冲压在技术上和经济上的特别之处，因而在现代工业生产中占有重要的地位。
在汽车、拖拉机、电器、电子、仪表、国防、航空航天以及日用品中随处可见到冷冲压产品。
如不锈钢饭盒，搪瓷盆，高压锅，汽车覆盖件，冰箱门板，电子电器上的金属零件，枪炮弹壳等等。
据不完全统计，冲压件在汽车、拖拉机行业中约占60%，在电子工业中约占85%，而在日用五金产品中占到约90%。
如一辆新型轿车投产需配套2000副以上各类专用模具；一台冰箱投产需配套350副以上各类专用模具；一台洗衣机投产需配套200副以各类专用模具。
可以这么说，一个国家模具工业发展的水平能反映出这个国家现代化工业化发展的程度。
对于一个地区来说也是如此。
目前世界各主要工业国，其锻压机床的产量和拥有量都已超过机床总数的50%以上，美国、日本等国的模具产值也已超过机床工业的产值，在我国，近年来锻压机床的增长速度已超过了金属切削机床的增长速度，板带材的需求也逐年增长，据专家预测，今后各种机器零件中粗加工的75%，精加工有50%以上要采用压力加工，其中冷冲压占有相当的比例。
1.3 冲压技术的现状与发展趋势1.3.1 我国冲压技术的历史与现状据考古发现，早在2000多年前，我国已有冲压模具被用于制造铜器，证明我国古代冲压成型和冲压模具方面的成就已处于世界领先。
但是，由于众所周知的原因，近代工业水平一直处于落后状态。
1949年新中国成立后，在前苏联的帮助下，我国的近代工业才开始起步。
1953年，XX第一汽车制造厂首次建立了冲模车间，于1958年开始制造汽车覆盖件模具，60年代开始生产精冲模具。
在国家产业政策的正确引导下（退税），经过多年努力，现在我国冲压模具的设计与制造能力已达到较高水平，已形成了300多亿元各类冲压模具的生产能力。
大型冲压模具已能生产单套重量达50多吨的模具；为中档轿车配套的覆盖件模具内也能生产了；精度达到1~2μm，寿命2亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产；表面粗糙度达到Ra≤1.5μm的精冲模，大尺寸（φ≥300mm）精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。
但是，与发达国家相比，我国模具设计、制造能力仍有较大差距。
差距主要表现在：①在高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模的模具结构与生产周期方面存在一定差距。
②在标志冲模技术先进水平的多工位级进模的制造精度、使用寿命、模具结构和功能上存在一定差距。
1.3.2 冲压技术的发展趋势（1）冲压工艺方面为了提高生产率和产品质量，降低成本和扩大冲压工艺的应用X围，研究和推广各种冲压新工艺是冲压技术发展的重要趋势。
目前，国内外涌现并迅速用于生产的冲压先进工艺有：精密冲压、柔性模（软模）成形、超塑性成形、无模多点成形、爆炸和电磁等高能成形、高效精密冲压技术以及冷挤压技术等。
（2）冲模设计与制造方面在冲模设计与制造上，有两种趋向应给予足够的重视。
①模具结构与精度正朝着两个方向发展一方面为了适用高速、自动、精密、安全等大批量自动化生产的需要，冲模正向高效、精密、长寿命、多工位、多功能方向发展。
另一方面，为适用市场上产品更新换代迅速的要求、各种快速成形方法和简易经济冲模的设计与制造也得到迅速发展。
②模具设计与制造的现代化计算机技术、信息技术等先进技术在模具技术中得到广泛的应用，使得模具设计与制造水平发生了深刻的革命性的变化。
目前，最为突出的是模具CAD/CAE/CAM。
在这个方面，国际上已有许多应用成熟的计算机软件。
我国不但能消化、应用国外的软件，不少单位还自行开发了模具CAD/CAE/CAM软件，如CAXA。
模具的加工方法迅速现代化。
各种加工中心、高速铣削、精密磨削、电火花铣削加工、慢走丝线切割、现代检测技术等已全面走向数控（NC）或计算机数控化（C）。
在模具材料及热处理、模具表面处理等方面，国内外都进行了不少研制工作，并取得了很好的实际效果。
冲模材料的发展方向是研制高强韧性冷作模具钢，如65Nb、LD1、LM1、LM2等就是我国研制的性能优良的冲模材料。
模具的标准化和专业化生产，已得到模具行业的广泛重视。
模具标准化是组织模具专业化生产的前提，模具专业化生产是提高模具质量、缩短模具制造周期、降低成本的关键（先进国家模具标准化已达到70~80%）。
（3）冲压设备及冲压自动化方面性能良好的冲压设备是提高冲压生产技术水平的基本条件。
高效率、高精度、长寿命的冲模需要高精度、高自动化的冲压设备与之相匹配；为了满足新产品小批量生产的需要，冲压设备朝多功能、数控方向发展；为了提高生产效率和安全生产，应用各种自动化装置、机械手乃至机器人的冲压自动生产线和高速压力机纷纷投入使用。
（4）冲压基本原理的研究冲压工艺、冲模设计与制造方面的发展，均与冲压变形基本原理的研究进展密不可分。
例如，板料冲压工艺性能的研究，冲压成形过程应力应变分析和计算机模拟，板料变形规律的研究，从坯料变形规律出发进行坯料与冲模之间相互作用的研究，在冲压变形条件下的摩擦、润滑机理方面的研究等，这都为逐步建立起紧密结合生产实际的先进冲压工艺及模具设计方法打下了基础。
1.4 冲压工序分类冷冲压加工的零件，由于其形状、尺寸、精度要求、生产批量、原材料性能等各不相同，因此生产中所采用的冷冲压工艺方法也是多种多样，概括起来分为两大类，即分离工序和成形工序。
分离工序的目的，是在冲压过程中使冲压件与板料沿一定的轮廓线相互分离，同时，冲压件分离断面的质量，也要满足一定的要求。
成形工序的目的，是使冲压毛坯在不破坏的条件下发生塑性变形，成为所要求的成品形状，同时也达到尺寸精度方面的要求。
在实际生产中，当生产批量大时，往往采用组合工序，即把两个以上的单独工序组成一道工序，构成复合、级进、复合-级进的组合工序。
为了进一步提高劳动生产率，充分发挥冲压的优点，还可以利用冲压方法进行产品的某些装配工作。
如，微型电机定、转子铁芯的冲压与叠装。
常见的冷冲压基本工序见表1-1。
表1-1 常见冲压工序分类表冲压类别序号工序名称工序简图定义分离工序1切断将材料沿敞开的轮廓分离，被分离的材料成为零件或工序件2落料将材料沿封闭的轮廓分离，封闭轮廓线以内的材料成为零件或工序件3冲孔将材料沿封闭的轮廓分离，封闭廓线以外的材料成为零件或工序件4切边切去成形制件不整齐的边缘材料的工序5切舌将材料沿敞开轮廓局部而不是完全分离的一种冲压工序6剖切将成形工序件一分为几的工序7整修沿外形或内形轮廓切去少量材料,从而降低边缘粗糙度和垂直度的一种冲压工序,一般也能同时提高尺寸精度8精冲是利用有带齿压料板的精冲模使冲件整个断面全部或基本全部光洁成9弯曲利用压力使材料产生塑性变形，从而获得一定曲率、一定角度的形状的制件1卷边将工序件边缘卷成接近封闭圆形的工序形工序11拉弯是在拉力与弯矩共同作用下实现弯曲变形，使整个横断面全部受拉伸应力的一种冲压工序12扭弯是将平直或局部平直工序件的一部分相对另一部分扭转一定角度的冲压工序13拉深将平板毛坯或工序件变为空心件，或者把空心件进一步改变形状和尺寸的一种冲压工序14变薄拉深将空心件进一步拉伸，使壁部变薄高度增加的冲压工序15翻孔沿内孔周围将材料翻成侧立凸缘的冲压工序16翻边沿曲线将材料翻成侧立短边的工序17卷缘将空心件上口边缘卷成接近封闭圆形的一种冲压工序18胀形将空心件或管状件沿径向向外扩X的工序19起伏依靠材料的延伸使工序件形成局部凹陷或凸起2扩口将空心件敞开处向外扩X的工序21缩口将空心件敞口处加压使其缩小的工序22校形校平是提高局部或整体平面型零件平直度的工序；整形是依靠材料流动，少量改变工序件形状和尺寸，以保证工件精度的工序2 3旋压用旋轮使旋转状态下的坯料逐步成形为各种旋转体空心件的工序2 4冷挤压对模腔内的材料施加强大压力，使金属材料从凹模孔内或凸、凹模间隙挤出的工序1.5 本课程的学习要求与学习方法1.5.1 学习要求：（1）掌握冲压成形的基本原理；（2）掌握冲压工艺过程设计和冲模设计的基本方法；（3）具有设计中等复杂程度冲压件的工艺过程和冲模的能力。
（4）能运用已学知识，分析和创造性地解决生产中常见的产品质量、工艺及模具方面的技术问题；（5）能合理选择冲压设备和设计自动送料和自动出件装置（6）了解冲压新工艺，新模具及其发展动向。
1.5.2 学习方法：由于冲压工艺及模具设计是一门实践性和使用性很强的学科，而且又是以金属材料及热处理、金属塑性成型原理等工程技术基础学科为基础，与冲压设备、模具制造工艺学密切相关，因此在学习时注意理论联系实际，认真参加实验、实习、设计等重压教学环境，注意综合运用基础学科和相关学科的基本知识。
第2章冷冲压变形基础知识内容简介：本章讲述冲压变形的基础知识。
涉及塑性变形、塑性、变形抗力、主应力状态、主应变状态等概念；冲压成形基本原理和规律；冲压成形性能及常见冲压材料及其在图纸上的表示等。
学习目的与要求：1、掌握塑性变形、塑性、变形抗力、主应力状态、主应变状态等概念；2、掌握屈服准则、塑性变形时应力应变关系、体积不变条件、硬化规律、卸载弹性恢复规律和反载软化现象、最小阻力定律等冲压成形基本规律；3、了解冲压成形性能指标，认识常见冲压材料；重点：塑性变形、塑性、变形抗力、主应力状态、主应变状态等概念、冲压成形基本规律及应用、冲压成形性能指标、常见冲压材料及其在图纸上的表示；难点：冲压成形基本规律、冲压成形性能。