板料冲压

拉深变形过程
拉深也称拉延， 拉深也称拉延，是利用模具 使冲裁后得到的平面毛坯变成 为开口空心零件的冲压工艺。 为开口空心零件的冲压工艺。 拉深过程及变形特点： 拉深过程及变形特点： 拉深过程如图示， 拉深过程如图示，其凸模和 凹模有一定的圆角， 凹模有一定的圆角，其间隙一般 稍大于板料厚度。拉深件的底部 稍大于板料厚度。 一般不变形，厚度基本不变。 一般不变形，厚度基本不变。直 壁厚度有所减小。 壁厚度有所减小。
零件形状与节约材料的关系
落料外形不 合理
冲孔件尺寸与厚度关系合理
冲裁件的内、外形转角处，要尽量避免尖角， 冲裁件的内、外形转角处，要尽量避免尖角， 以圆弧连接。 应以圆弧连接。以避免尖角处应力集中被冲模冲 裂。
对弯曲件的要求
弯曲件形状应尽量对称， 弯曲件形状应尽量对称，弯曲半径不能小于材料允 最小弯曲半径， 纤维方向， 许的最小弯曲半径 并应考虑材料纤维方向 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。 型过程中弯裂。 弯曲边过短不易弯 成型， 成型，故应使弯曲 边高度H＞ 。 边高度 ＞2s。若H 压槽， ＜2s，则必须压槽， ，则必须压槽 或增加弯曲边高度， 或增加弯曲边高度， 然后加工去掉。 然后加工去掉。
第四章 板料冲压
板料冲压又叫冷冲压， 板料冲压又叫冷冲压，它是利用冲模使板 料产生变形或分离， 料产生变形或分离，从而获得具有一定形状和 尺寸的锻件的工艺方法。 尺寸的锻件的工艺方法。 冷冲压所用材料一般为小于4mm的板料、 冷冲压所用材料一般为小于4mm的板料、 4mm的板料 条料、带料等，所用设备为冲床和剪床。 条料、带料等，所用设备为冲床和剪床。
弯曲时还应尽可能使弯曲线与坯料纤维方 弯曲时还应尽可能使弯曲线与坯料纤维方 向垂直。 向垂直。 回弹现象--由于弹性变形的恢复 由于弹性变形的恢复， 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。 弹回一点，使被弯曲的角度增大。一般回弹角为 0～10°。 ～ °
与坯料纤维方向垂直
圆筒形零件的拉深
拉深中常见的缺陷有拉穿和起皱
从拉深过程中可以看到， 从拉深过程中可以看到，拉伸件中最危险的 部位是直壁与底部的过渡圆角处， 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“拉穿” 材料的强度极限时，此处将被“拉穿”。 防止“拉穿”的措施有： 防止“拉穿”的措施有：正确选择拉伸系数 合理设计拉深模工作零件 起皱是由于法兰部分在 起皱是由于法兰部分在 切向力的作用下导致的结 果。 为了防止起皱， 为了防止起皱，可用压 边圈把坯料压紧。 边圈把坯料压紧。
对拉伸件的要求
拉深件外形应简单、对称，且不宜太高。 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， 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： 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。 ， （ ） 。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）。 左右）。 厚变化的规律（最大变薄率约在 ～ 左右
连续冲模
3. 复合冲模
冲床的一次冲程中， 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。 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。 精度高，模具复杂。
落料拉伸复合冲模
拉伸件
锻造及冲压零件的结构工艺性
设计零件时， 设计零件时，不仅要保证其良好的使用性 还应考虑其锻造、冲压时的工艺性能。 能，还应考虑其锻造、冲压时的工艺性能。 为使零件的结构便于加工，降低成本， 为使零件的结构便于加工，降低成本，提 高生产效率，就要对被加工零件的毛坯在形状、 高生产效率，就要对被加工零件的毛坯在形状、 尺寸、精度等方面给于限定或规定。 尺寸、精度等方面给于限定或规定。
旋压
冲模的分类和构造
1.简单冲模 简单冲模
在冲床的 一次冲程中只 完成一个工序 的冲模， 的冲模，称为 简单冲模。 简单冲模。模 具简单， 具简单，造价 低。
简单冲模
2. 连续冲模（级进模） 连续冲模（级进模）
冲床的一 次冲程中， 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， 模具，称为连 续模。 续模。生产率 高，要求定位 精度高。 精度高。
2.翻边 翻边
翻边是在坯料的平面部 分或曲面部分上使板料沿一 定的曲率翻成竖立边缘的冲 压成型方法。 压成型方法。分内孔翻边和 外缘翻边两种。 外缘翻边两种。
翻边筒
3.旋压 旋压
旋压的基本要点是： 旋压的基本要点是： (1)合理的转速 合理的转速; 合理的转速 (2)合理的过渡形状 合理的过渡形状; 合理的过渡形状 (3)合理加力。 合理加力。 合理加力
胀形主要用于平 板毛坯的局部胀形 板毛坯的局部胀形 或叫起伏成型）， （或叫起伏成型）， 如压制凹坑，加强筋， 如压制凹坑，加强筋， 起伏形的花纹及标记 另外， 等。另外，管类毛坯 的胀形（如波纹管）、 的胀形（如波纹管）、 平板毛坯的拉形等， 平板毛坯的拉形等， 均属胀形工艺。 均属胀形工艺。
管坯胀形 1—凸模； 2—凹模；3—坯料； 凸模； 凹模； 坯料 坯料； 凸模 凹模 4—橡胶；5—外套 橡胶； 外套 橡胶
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， 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， 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。 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。 为 ～ 。
落料过程
冲孔过程
冲裁变形过程
冲裁变形过程包括三个阶段， 冲裁变形过程包括三个阶段，即弹性变形 阶段、塑性变形阶段、 阶段、塑性变形阶段、断裂分离阶段
凸凹模间隙对冲裁件质量的影响
间隙小
间隙适中
间隙大
凸凹模刃口尺寸的确定
设计落料模时 应先按落料件确定凹模刃 设计落料模时，应先按落料件确定凹模刃 落料模 按落料件确定 口尺寸，取凹模作设计基准件， 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 确定凸模尺寸（ 确定凸模尺寸 证间隙值）。 证间隙值）。 设计冲孔模时，先按冲孔件确定凸模尺寸， 设计冲孔模时 先按冲孔件确定凸模尺寸， 冲孔模 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 取凸模作设计基准件，然后根据间隙 确定凹 模尺寸（ 模尺寸（即用扩大凹模刃口尺寸来保证间隙 值）。
冷冲压的特点
（1）可生产形状复杂的零件、零件精度高、表 可生产形状复杂的零件、零件精度高、 面粗糙度低、互换性好。零件的强度高、 面粗糙度低、互换性好。零件的强度高、刚度 好。 材料的利用率高，一般可达70 80%。 70—80% （2）材料的利用率高，一般可达70 80%。 适应性强， （3）适应性强，金属及非金属均可用冲压方法 加工。零件可大可小。 加工。零件可大可小。 生产率高，每分钟可冲压小件数千件， （4）生产率高，每分钟可冲压小件数千件，易 实现机械化和自动化。 实现机械化和自动化。 模具结构复杂、制造成本高。 （5）模具结构复杂、制造成本高。
板料冲压的基本工序
板料冲压的基本工序包括分离工序和变形 工序两大类。其中分离工序包括剪切、冲裁（ 工序两大类。其中分离工序包括剪切、冲裁（ 分落料和冲孔）、切口、修边和剖切等。 ）、切口 分落料和冲孔）、切口、修边和剖切等。变形 工序包括弯曲、拉伸、翻边、成形等。 工序包括弯曲、拉伸、翻边、成形等。
如果拉深系数过小，不能一次拉深 如果拉深系数过小， 成形时，则可采用多次拉深工艺。 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 总的拉深系数 m = m1×m2×mn × ×
其它冲压成型
1.胀形 胀形
正确选择拉深系数
拉深件直径d与坯料直径 的比值称为拉深系数 拉深件直径 与坯料直径D的比值称为拉深系数， 与坯料直径 的比值称为拉深系数， 表示， 用m表示，即m = d/D。 表示 。 拉深系数不小于0.5～ 。坯料的塑性差取上限值， 拉深系数不小于 ～0.8。坯料的塑性差取上限值， 塑性好取下限值。 塑性好取下限值。
弯曲带孔件时，为避免孔的变形， 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（如图）。图中L＞ ～ 。 ）。图中 心应有一定的距离（如图）。图中 ＞1.5～2s。当L过 过 小时,可在弯曲线上冲工艺孔 可在弯曲线上冲工艺孔,如对零件孔的精度要求较 小时 可在弯曲线上冲工艺孔 如对零件孔的精度要求较 则应弯曲后再冲孔。 高，则应弯曲后再冲孔。
修整工序简图
变形工序
变形工序是使坯料一部分相 对于另一部分产生位移而不破裂 的工序。它包括弯曲、拉深、 的工序。它包括弯曲、拉深、翻 成形等工序。 边、成形等工序。
弯曲变化过程
弯曲是将坯料弯成一定的角度， 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。 曲率形成一定形状零件的工序。
板料冲压的基本工序 1.分离工序 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、 工序。如落料、冲 切断、精冲等。 孔、切断、精冲等。
落料及冲孔
落料是被分离的部分为成品，而周边是废料； 落料是被分离的部分为成品，而周边是废料； 是被分离的部分为成品 废料 冲孔是被分离的部分为废料，而周边是成品; 冲孔是被分离的部分为废料，而周边是成品 是被分离的部分为废料 成品
落料凹模和冲孔凸模尺寸
落料凹模基本尺寸应取 落料凹模基本尺寸应取 工件尺寸公差范围内的 较小的尺寸。 较小的尺寸。
冲孔凸模基本尺寸应取 冲孔凸模基本尺寸应取 工件尺寸公差范围内的 较大尺寸。 较大尺寸。
冲裁件的排样
排样是指落料 件在条料， 件在条料，带料或 板料上合理布置的 方法。 方法。 落料件的排样 有两种类型： 有两种类型：无搭 边排样和有搭边排 样。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
自由锻件上不应设计 出加强肋、凸台、 出加强肋、凸台、工字形截面
冲压件的结构工艺性
对冲裁件的要求 冲裁件的形状应力求简单、对称， 冲裁件的形状应力求简单、对称，有利于材料的合理 利用。 利用。 应避免长槽与细长悬臂结构，否则制造模具困难。 应避免长槽与细长悬臂结构，否则制造模具困难。
利用率低
利用率高
思考题
1. 工件拉深时为什么会起皱？为什么会 工件拉深时为什么会起皱？ 拉穿？采取什么措施解决上述问题？ 拉穿？采取什么措施解决上述问题？ 2.冲下列零件时，应采用哪些冲压工 冲下列零件时， 冲下列零件时 饭盒；煤气罐封头；脸盆；硬币。 序？饭盒；煤气罐封头；脸盆；硬币。 3.如何利用弯曲回弹现象设计弯曲模， 如何利用弯曲回弹现象设计弯曲模， 如何利用弯曲回弹现象设计弯曲模 使工件得到准确的弯曲角度？ 使工件得到准确的弯曲角度？
自由锻件的结构工艺性
自由锻造采用简单、通用的工具， 自由锻造采用简单、通用的工具， 锻件的形状和尺寸精度很大程度上取 决于锻工的技术水平， 决于锻工的技术水平，所以锻件的形 状不能复杂。 状不能复杂。
自由锻件的结构工艺性
避免锥体和斜面结构
几何体间的交接处 不应形成空间曲线
自由锻件的结构工艺性
截面变化大的锻件， 截面变化大的锻件， 采用组合连接