第一章冷冲压成形工艺概论讲述
冷冲压成型工艺概述-第1章
第1章冷冲压成形工艺概论冷冲压是塑性加工的基本方法之一，它是利用安装在压力机上的模具，在室温下对板料施加压力使其变形或分离，从而获得具有一定形状、尺寸和精度的零件的一种压力加工方法。
因为它主要用于加工板料零件，所以也称板料冲压。
在冷冲压加工中，将材料(金属或非金属)加工成零件(或半成品)的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具(俗称冷冲模)。
冷冲模在实现冷冲压加工中是必不可少的工艺装备，没有先进的模具技术，先进的冲压工艺就无法实现。
1.1 冷冲压加工的特点及在生产中的地位1.1.1 冷冲压加工的特点1.能冲压出其它加工工艺难以加工或无法加工的形状复杂的零件。
例如，从仪器仪表小型零件到汽车覆盖件、纵梁等大型零件，均由冲压加工完成。
2.冲压件质量稳定，尺寸精度高。
由于冲压加工是靠模具成形，模具制造精度高、使用寿命长，故冲压件质量稳定，制件互换性好。
尺寸精度一般可达到ITl0~IT14级，最高可达到IT6级，有的制件不需再机械加工，便可满足装配和使用要求。
3.冲压件具有重量轻、强度高、刚性好和表面粗糙度小等特点。
4.生产率高。
例如，汽车覆盖件这样的大型冲压件的生产效率，可达每分钟数件；高速冲压小型制件，每分钟可达到上千件。
5.材料利用率高。
一般为70%~85%，因此冲压加工能实现少废料，甚至无废料生产。
在某些情况下，边角余料也可充分利用。
6.操作简单，便于组织生产。
7.易于实现机械化与自动化生产。
由于冲压加工所用毛坯多为条料或带料，又是冷态加工，大批量生产时易于实现机械化和自动化。
8.冷冲压的缺点是模具制造周期长、制造成本高，故不适于单件小批量生产。
另外，冷冲压生产多采用机械压力机，由于滑块往复运动快，手工操作时，劳动强度较大，易发生事故，故必须特别重视安全生产、安全管理以及采取必要的安全技术措施。
1.1.2 冷冲压加工在生产中的地位冲压加工的应用范围十分广泛，不仅可以加工金属材料，而且也可以加工非金属材料，在汽车、拖拉机、电机、电器、仪表、玩具以及日常生活用品的生产方面，都占有十分重要的地位。
冷冲压工艺与模具设计冷冲压概论
1.2.2 影响塑性及变形抗力的主要因素
• 2. 变形抗力 • 变形抗力一般来说反映了金属在外力作用下抵抗塑性变形的能力。 • 影响变形抗力的因素，也包括金属的内部性质和变形条件(即变形温度、变形速度和变
形程度)两个方面。 • 塑性和变形抗力是两个不同的概念。通常说某种材料的塑性好坏是指受力以后临近破
• 每种基本工序还包含有多种单一工序。冲压工序的具体分类及特点见表1-1和表1-2。
2 冲压工艺分类及模具
1.1.2 冲压工艺分类及模具
1.1.2 冲压工艺分类及模具
1.1.2 冲压工艺分类及模具
1.1.2 冲压工艺分类及模具
1.1.2 冲压工艺分类及模具
• 在实际生产中，当冲压件的生产批量较大、尺寸较小而公差要求较小时，若用分散的单一工序来冲压是不经济的， 甚至难以达到要求。这时在工艺上多采用工序集中的方案，即把两种或两种以上的单一工序集中在一副模具内完成， 称为组合工序。根据工序组合的方法不同，又可将其分为复合、级进和“复合-级进”3种组合方式。
1.2.2 影响塑性及变形抗力的主要因素
• 1. 塑性 • 所谓塑性，是指金属材料在外力作用下产生永久变形而其完整性不被破
坏的能力。塑性指标可用材料在不被破坏的条件下能获得的塑性变形的 最大值来评定。对于同一种材料来说，在不同的变形条件下，其塑性是 不一样的。 • 影响金属塑性的因素包括两个方面：①金属本身的晶格类型、化学成分 和金相组织等；②变形时的外部条件，如变形温度、变形速度以及变形 方式等。
1.1.2 冲压工艺分类及模具
1.1.2 冲压工艺分类及模具
1.2 冲压变形的理论基础
1.2.1 金属塑性变形的概念 1.2.2 影响塑性及变形抗力的主要因素 1.2.3 成分与组织对金属塑性变形的影响 1.2.4 变形温度对金属塑性变形的影响 1.2.5 变形速度对金属塑性变形的影响 1.2.6 应力应变状态及其对金属塑性变形的影响
第一章 冷冲压成形工艺概论
1.4 冷冲压设备
冲压常用设备： 曲柄压力机 剪板机（剪床）
用于冷剪板料，一般 用于下料工序，分为平 刃和斜刃两类。 剪板机的代号为Q， 其规格型号按剪床能裁 剪的板料宽度和厚度来 表示： 如：Q11— 6×2000剪板机，表示可剪板最大尺寸为6mm×2000mm。
摩擦压力机
油压机
曲柄压力机
曲柄压力机包括各种结构的偏心ห้องสมุดไป่ตู้床和曲 柄冲床，其主要基本工作机构都是曲柄连杆。
要 求： 强度指数：低 塑性指数：高 好的表面质量。1级优质碳结钢最好 板材厚度符合国标规定
板材种类： 黑色金属——钢铁
表面质量：按国标GB710 — 1991分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四组。 轧制精度：按国标GB708 — 1991分为A、B、C三级。 拉深级别：分为Z、S、P三级。
例：
钢板
B—2.0×1000 × 1500—GB/T708—1991
冲压过程中使冲压件与板料沿一定的轮廓相互分离的工序。 例如：冲孔、落料、切断、切口、切边、剖切、整修……。
力学特征：其变形部分的应力达到该材料的破坏应力极限δb 。
塑性变形工序：
指材料在不破裂的条件下产生塑性变形，从而获得一定形状、尺寸和精度 要求的零件。 例如：弯曲、拉深、成形、冷挤压……
力学性质：其变形部分的应力超过屈服极限σS的数值，但没有达 到材料的破坏应力极限δb。 复合工序：
第一章
冷冲压成形工艺概论
1.1 冷冲压工艺概述
冷冲压是金属压力加工方法之一，它是建立在金属塑性变形 的基础上，在常温下利用冲模和冲压设备对材料施加压力，使其 产生塑性变形或分离，从而获得一定形状、尺寸和性能的工件。
冲压工序分类：
分离工序：
冷冲压工艺及模具设计第1章 冷冲压成形工艺基础
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（4 有金属冲模、硬质合金冲模、非金属冲模（如 此外，还有按模具轮廓尺寸大小分为大型和中 小型模具等。
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二、 不同的冲压零件，不同的冲压工序所使用的模 具是不一样的，但不论何种类型的冲模，都可以看 成是由上模和下模两部分组成，上模被紧固在压力 机滑块上，可随滑块做上、下往复运动，是冲模的 活动部分；下模被固定在压力机工作台或垫板上， 是冲模的固定部分。工作时，坯料在下模面上通过 定位零件定位，压力机滑块带动上模下压，在模具 工作零件（凸模、凹模）的作用下坯料便产生分离 或塑性变形，从而获得所需形状与尺寸的冲压件。
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对于施力行程较大的冲压工序（如深弯曲、深 拉深等） 2）压力机滑块行程应满足冲压件在高度上能 获得所需尺寸，并在冲压工序完成后能顺利地从模 具上取出来。对于拉深件，行程应大于制件高度两
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3）压力机的行程次数应符合生产率和材料变
4）压力机的闭合高度，工作台面尺寸、滑块 尺寸、模柄孔尺寸等都能满足模具的正确安置要求 对于曲柄压力机，模具的闭合高度与压力机闭 合高度之间要符合以下公式：
3
4）材料利用率高，一般为70%～85%。且冲
5
4
冷冲压的缺点是模具要求高，制造复杂，周期 长，制造费昂贵，因而在小批量生产中受到限制。 此外，冲压件的精度决定于模具精度，如零件的精
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二、 冷冲压工艺大致可区分为分离工序与成形工序 两大类。分离工序是指坯料在模具刃口作用下，沿 一定的轮廓线分离而获得冲压件的加工方法。分离 工序主要有落料、冲孔和切割等，如表1.1所示。 成形工序是指坯料在模具压力作用下，使坯料产生 塑料变形，但不产生分离而获得具有一定形状和尺 寸的冲压件的加工方法。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。
第一章 冷冲压概论讲解
冲孔、落料
冲孔、剖切
成形工序：指材料在不破裂的条件下产生塑 性变形，从而获得一定形状、尺寸和精度要求的 零件。 基本工序：弯曲、拉深、成形、冷挤压等。
（2）.模具 1）单工序模：在冲压的一次行程过程中，只能
完成一个冲压工序的模具。
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2）级进模：在冲压的一次行程过程中，在不同 的工位上同时完成两道或两道以上 冲压工序的模具。
翻边：指利用模具将工件上的孔边缘或外缘边缘 翻成竖立的直边的冲压工序。
缩口：指将预先拉深好的圆筒或管状坯料，通过 模具将其口部缩小的冲压工序。
整形：利用模具将弯曲或拉深件局部或整体产生 不大的塑性变形的冲压工序。
校平：指利用模具将有拱弯、翘曲的平板制件压 平的冲压工序。
1.2 冲压模具的基本结构组成
① 工作机构：即曲柄滑块机构（或 称曲柄连杆机构），它由曲轴9、连杆10、 滑块11等零件组成。其作用是将曲柄的 旋转运动转变为滑块的直线往复运动， 由滑块带动模具工作。
冷冲压模具设计
第一章 冲压
加工概述
按连杆数目分： 单点、双点和四点压力机
按滑块行程是否可调分：偏心压力机和曲轴压力 机
冷冲压模具设计
第一章 冲压
加工概述
二、曲柄压力机的基本组成 支撑部件：床身 工作机构：一般曲柄滑块机构 操作系统：主要包括离合器、制动器 传动系统：将电动机的运动和能量传递给工作机
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电机转子多工位级进模
3）复合模：在冲压的一次行程过程中，在同一 工位上同时完成两道或两道以上冲 压工序的模具。
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电机定子、转子复合模
复合冲压模有正装式和倒装式两种结构。其 中正装式是凸凹模置于上模部分，倒装式则是凸
凹模置于下模部分。
第1章 冷冲压成型
图
偏心压力机传动示意图
图
曲轴压力机传动示意图
2 冷冲压设备的选用 1)类型：中小型冲压件（冲裁、弯曲、拉深），应选开式冲床； 类型： 类型 大中型冲压件应选闭式冲床。根据需要选通用或专用压 力机。 中型冲压件（弯曲、成型)，小批量，精度要求不高时可 选摩擦压力机。 大型冲压件，小批量可选液压机。 2)规格： 规格： 规格 （1）公称压力 F压＞F总
例：
带料（卷料）：B＜300的各种规格宽度，使用大批量自动送 带料 料生产。 块料：用于少数钢号和价格昂贵的有色金属。 块料
剪
床 冲 床
四 冷冲压设备 1 常用冷冲压设备： 1）曲柄压力机 效率高，用于冲裁、弯曲、拉深和挤压。 曲柄压力机 (1)偏心压力机 偏心压力机（偏心冲床）：行程较小，可调；吨位较小；开 偏心压力机 式。 (2)曲轴压力机 曲轴压力机（曲轴冲床）：行程较大，固定；分为开式，吨 曲轴压力机 位（＜100t） 和闭式（吨位较大）两种。 2）摩擦压力机 构造简单，价格便宜；滑块行程不固定；摩擦传动，过载打滑； 生产效率低。适用于冲裁、弯曲、校平等工艺。 3）液压机 工作原理：帕斯卡定理，在密闭容器内任一点的压强变化将等值 向个点传递。 在全行程实现全压和长时间保压；工作速度可调；工作平稳。是 拉深、弯曲、成型和挤压的重要设备。
良好的塑性均匀伸长率越大表示板料越不易在厚度方向上产生变形板平面方向性系数小凸耳系数表示板料在塑性变形中在板平面上的各向异性
第1章 冷冲压成型工艺概论
冷冲压：利用安装在压力机 压力机上的模具 模具，在室温 室温下对板料 板料施加压力 压力使 冷冲压 压力机 模具 室温 板料 压力 其变形或分离，从而获得具有一定形状、尺寸和精度的零件或毛 坯的的一种压力加工方法。 他是塑性加工的基本方法之一。 冷冲压模具：将板料压力加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺 冷冲压模具 装备。 一 冷冲压加工的特点及在生产中的地位 1 冷冲压加工的特点： 冷冲压加工的特点： 1）冲压件质量稳定，尺寸精度高,互换性好。（IT10~IT14） 2）冲压件重量轻，强度高，刚性好和表面粗糙度小。 3）生产率高。 4）材料利用率高。 5）操作简单，便于组织生产。
【冲压模具设计】第1章 冷冲压成形工艺概论
零件大小
选用类型
特点
小型或 中小型
开式机械 压力机
有一定的精度和刚度； 操作方便，价格低廉
大中2）型 根据闭压冲式力机机压械 件的生产结精构批度紧与凑量刚，度选工更作择高平；稳
适用工序
分离及成形 （深度浅的成形件）
分离、成形 （深度浅的成形件及复合工序）
冲压件批量
设备类型
特点
薄板 小批量
厚板
通用机械压力机 液压机
寸及工艺变形力等进行。选择设备规格时主要应考虑以 下几方面： 1）行程
保证坯料的方便放进与零件的方便取出。
2）装配模具的相关尺寸 ①压力机的工作台面尺寸应大于 模具的平面尺寸，还应有模具安 装与固定的余地； ②工作台面中间孔的尺寸要保证 漏料或顺利安装模具顶出装置； ③模具模柄尺寸应与压力机滑块 模柄孔尺寸一致。
1.高强度钢板 2.耐腐蚀钢板 3.涂层板
1.3.4 模具常用材料
1.选择材料的一般原则 2.选择材料应该考虑的因素 3.模具材料常见缺陷 4.常用模具材料
冷作模具钢－Cr12MoV
1.4 冲压设备
1.4.1 压力机的分类和型号
类型名称 机械压力机 液压压力机 自动压力机
拼音代号 J Y Z
类型名称 锤
整修： 指用凸、凹模（或上、下刀刃）沿半成品制件被 冲裁的外缘或内孔修切掉一层材料，以提高制件尺寸精 度和降低冲裁截面粗糙度的一种冲裁工序。 外缘整修
内缘整修
挤压式冲裁
胀拉冲裁
（2）塑性变形工序 指材料在不破裂的条件下产生塑性变形，从而获得
一定形状、尺寸和精度要求零件的工序。
塑性成形工序－弯曲
速度快、生产效率高、质量较稳定 行程不固定，不会因超载而损坏设备
第1章_冷冲压概述
第1章冷冲压概述一、要点解析冷冲压是利用安装在压力机上的冲模对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需要零件（俗称冲压件或冲件）的一种压力加工方法。
因为它通常是在室温下进行加工，所以称为冷冲压。
又因为它主要是用板料加工成零件，所以又称为板料冲压。
冷冲压不但可以加工金属材料，而且还可以加工非金属材料。
冲模是将材料加工成所需冲件的一种工艺装备。
冲模在冷冲压中至关重要，不符合要求的冲模，冷冲压就无法进行；先进的冲压工艺也必须依靠相应的冲模来实现。
冷冲压加工在批量生产中得到了广泛的应用，在汽车、拖拉机、电机、电器、仪表和日用品的生产中，已占据十分重要的地位。
特别是在汽车工业、电子工业产品生产中，已成为不可缺少的主要加工方法之一。
据粗略统计，在汽车和电子产品中冷冲压件（包括钣件）的数量占工件总数的80％以上。
在飞机、导弹、各种枪弹与炮弹的生产中，冷冲压件所占比例也是相当大的。
冷冲压基本工序一个冲压件常需要经过多道冲压工序才能完成。
由于冲压件的形状、尺寸、精度、批量、原材料等的不同，其冲压工序也是多样的，但大致可分为分离工序和成型工序两大类。
分离工序是在冲压过程中使冲压零件与板料沿一定轮廓线相互分离的工序，如切断、冲孔、落料等。
成形工序是材料在不破裂的条件下产生塑性变形，从而获得一定形状、尺寸和精度要求的零件，如弯曲、拉深、胀形、翻边、缩口等。
冷冲压件所用材料的要求冷冲压件所用材料，不仅要满足设计的技术要求，还应当满足冲压工艺要求，冷冲压的工艺要求主要是：①要求有较高的延伸率或断面收缩率，较低的屈服点和较高的强度极限。
这样，在变形工序中其允许的变形程度大，冲压加工所需的变形力小，有利于冲压工艺的稳定和变形均匀。
从而减少工序以及中间退火的次数，提高工件的尺寸精度，并可延长模具的寿命。
②要求有光洁、平整、无缺陷的表面状态。
金属表面有缺陷损伤的材料，冲压加工时除改变材料变形中的应力状态使塑性降低外，还会产生应力集中现象，使材料过早破裂，金属表面状态好的材料，冲压时不易破裂，也不容易擦伤模具，工件表面质量也好。
冷冲压工艺与模具设计经典课件()第1章
冷冲压工艺与模具设计经典课件（）第1章鑫盛教导员第1章冷冲压基础冲压模具教学课件深圳德力田科技有限公司深圳德力田科技有限公司www。
DLT 168.0第1章？冷冲压基础本章内容:？冲压工艺、冲压术语、冲压模具标准和塑性变形的基本知识；常用冲压设备、工作原理和选择原则；冲压成形的基本原则和规则；常用冲压材料等。
深圳市德利天科技有限公司第一章学习目的和要求:冷冲压基础1。
掌握冲压和冲压模具的概念、冲压工艺和冲压模具分类；2.理解常用模具术语和模具标准；3.掌握冲压的基本规律，如屈服准则、塑性变形时的应力应变关系、体积不变性条件、硬化规律、卸载弹性恢复规律、反向载荷软化现象、最小阻力规律等。
4.了解冲压成形性能与机械性能的关系，了解常用冲压材料；5.了解常用冲压设备，掌握选择原则等。
深圳市德利天科技有限公司。
第1章重点:冷冲压基础冲压成形基本概念、冲压设备与选择、冲压成形基本规则与应用、冲压成形性能与机械性能、冲压模具术语与标准难点:冲压成形基本规则，冲压成形性能与力学性能的关系深圳市德利天科技有限公司。
第1章冷冲压基础1.1冷冲压基本工艺和冷冲压模具1.1.1冷冲压基本工艺根据材料的变形特性分为:分离工艺和成形工艺分离过程:指冲压过程完成后，材料变形部分的应力达到材料失效应力ζb的值，导致材料断裂和分离。
例如冲压、冲裁、切割和修整深圳市德利天科技有限公司。
第1章变形过程:冷冲压基础是指冲压过程完成后，材料变形部分的应力超过材料的屈服应力ζs值，但未达到破坏应力ζb值，从而导致材料塑性变形，改变材料的原始形状和尺寸如弯曲、拉伸、翻边、胀形等工艺深圳市德利天科技有限公司。
第1章冷冲压基础1.1.2冷冲压模具1 .模具术语:关注常用术语2.模具分类:(1)按工艺属性分类:冲裁模、弯曲模、拉伸模、成型模等。
(2)按工艺组合程度分类:单工艺模具、复合模具、级进模深圳德力天科技有限公司www。
第1章冷冲压基础1。
冷冲压加工工艺简介
冲压加工工艺与其他加工工艺方法相比 的优越性
a、生产效率高，在冷冲压工艺中，压力机的一次行程可完 成一道工序，而压力机的行程次数是每分钟几次或几百 次，所以在最短的时间内完成一道工序的工作。
b、材料利用率高，冷冲压加工能以较少的废料，而得到强 度大、刚性好，重量轻的机械零件。
c、同一产品的形状和尺寸一致性好：用模具冲压加工如同 复制，使零件的形状和尺寸非常接近模具工作部分，使 零件的具有良好互换性。
• 弯曲零件由于弯曲区的应力和应变存在， 材料的展开长度计算既不能按外层圆弧也 不能按内层圆弧，而是以计算中性层的长 度为准，中性层的位置随弯曲内半径不同 而有差异。
2.3 弯曲模具工作部分尺寸
• 弯曲件 的成型 尺寸依 据要求 的差异 可分为 四种表 注方法：
模具工作部分尺寸
• 其尺寸给定以零件尺寸标注形式来确定U型 件模具尺寸，标注零件内形尺寸时则以凸 模为模具尺寸基准，凹模按此基础加材料 厚度为间隙值（凹模尺寸），反之，当标 注零件外形尺寸时则以凹模为模具尺寸基 准，凸模按此基础加材料厚度为间隙值 （凸模尺寸），同时也可以根据加工方式 进行模具尺寸标注，加工方式分为配作法 和分作法。
裂缝扩展与重合
随着凸模继续挤入凸 模刀口处材料应力随 之达到并超过σb 最终 到达抗剪强度τ，当凸 模、凹模间隙Z/2合适 时，凸、凹模刀口处 出现的裂缝扩展重合 而使材料分离成零件 与废料。
冲裁零件端面构成部分
• 冲裁所得的零件表面（端 面）有几部分构成，微园 角部分（塌角）、光亮带 部分（挤压带）、断裂部 分（断裂带或粗糙带）。
2）冷冲压加工所针对的材料可以是金属、也可以是非金属， 可以是板材，也可以是条料、棒料、块料和型材。
3）冷冲压加工是许多加工方法中最重要的加工方法之一， 其在实际加工作业量中也是最大的几种之一。
第一章 冷冲压成形工艺概论
冲压件尺寸精度高，质量稳定，互换性好，一 般不需机械加工即可作零件使用。
冲压生产操作简单，生产率高，便于实现机械 化和自动化。 可以冲压形状复杂的零件，废料少。 冲压模具结构复杂，精度要求高，制造费用高， 只适用于大批量生产。
2
2、冲压工序分类
分离工序和塑性成形工序
分离工序
使坯料的一部分与另一部分分离的工序 冲孔和落料、修整、切断、精密冲裁、切口 （1）冲孔和落料（冲裁 ）
支撑系统
辅助系统
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曲柄压力机技术参数
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双动拉伸压力机组成
传动系统
工作机构
操作系统
支撑系统
辅助系统
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双动拉伸压力机的工作特点
内外滑块的行程与运动相配合
外滑块的压力可调 内外滑块的速度相互协调
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摩擦压力机
利用摩擦盘与飞轮 之间的相互接触，传动 动力，并根据螺杆和螺 母的相互运动，使滑块 产生上、下往复运动的 锻压机械。
第一章 冷冲压成形工艺概论
一、冷冲压工艺概述
冷冲压是建立在金属塑性变形的基础上，在 常温下利用冲模和冲压设备对材料施加压力，使 材料产生塑性变形或分离，从而获得一定形状、 尺寸、和性能的工件。
1、冷冲压工艺基本概念
冷冲压工艺是靠模具与冲压设备完成的加工 过程。
1
冷冲压的工艺特点：
在常温下加工，金属板料必须具有足够的塑性 和较低的变形抗力。 金属板料经冷变形强化，并获得一定的几何形 状后，结构轻巧，强度和刚度较高。
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规格的选用原则
压力机的标称压力必须大于冲压工序所需压力 压力机滑块行程应满足工件在高度上的所需尺
《冷冲压工艺及模具设计》教案
《冷冲压工艺及模具设计》教案第一章：冷冲压工艺概述1.1 冷冲压的定义与特点1.2 冷冲压材料的选用1.3 冷冲压工艺的应用范围1.4 冷冲压工艺的基本工序第二章：模具设计基础2.1 模具的分类与作用2.2 模具设计的基本原则2.3 模具设计的主要参数2.4 模具结构设计的一般步骤第三章：冲压模具设计3.1 冲压模具的分类与结构3.2 冲压模具设计的基本要求3.3 冲压模具设计的关键环节3.4 冲压模具设计的注意事项第四章：成形模具设计4.1 成形模具的分类与结构4.2 成形模具设计的基本要求4.3 成形模具设计的关键环节4.4 成形模具设计的注意事项第五章：冷冲压工艺参数计算5.1 冲压力的计算5.2 模具工作零件尺寸的计算5.3 冲压力的估算5.4 模具强度校核第六章：冲压设备及选用6.1 冲压设备的类型与性能6.2 冲压设备的选择原则6.3 冲压设备的使用与维护6.4 冲压设备的安全操作规程第七章：冷冲压工艺参数优化7.1 冲压工艺参数的影响因素7.2 冲压工艺参数的优化方法7.3 冲压工艺参数的实验研究7.4 冲压工艺参数优化的应用实例第八章：模具制造与维护8.1 模具制造工艺流程8.2 模具制造的材料选择8.3 模具制造的注意事项8.4 模具的维护与保养第九章：冷冲压工艺质量控制9.1 冲压质量问题及原因分析9.2 冲压质量控制方法9.3 冲压质量的检测与评估9.4 提高冲压质量的途径第十章：冷冲压工艺应用实例10.1 汽车覆盖件的冲压工艺10.2 家用电器的冲压工艺10.3 金属结构件的冲压工艺10.4 其他行业冲压工艺应用案例重点和难点解析一、冷冲压工艺概述补充说明：冷冲压材料的选用对于冲压成品的质量、模具寿命和生产效率具有重要影响。
需要根据成品的要求，选择合适的材料牌号和状态。
冷冲压工艺的基本工序包括剪切、弯曲、拉伸、成形等，了解各工序的特点和适用范围对于合理选择模具和工艺参数至关重要。
第1章冷冲压成
模具结构
冲裁模 (1)模具结构介绍 不同的冲压零件、不同的冲压工序所使用的模具 也不一样，但模具的基本结构组成，按其功能用 途大致包括六部分。以典型的导柱导套冲裁模为 例，其基本结构如图1-1所示。图1-1是导柱导套 式冲裁模。该模具利用导柱4和导套3实现上、下 模精确导向定位。凸、凹模在进行冲裁之前，导 柱已经进入导套，从而保证在冲裁过程中凸模和 凹模之间的间隙均匀一致。上、下模座和导柱、 导套装配组成的部件称为模架。
导柱导套பைடு நூலகம்冲裁模
优缺点：
冷冲压加工不需要加热 也不像切削加 工那样在切除金属余量时要消耗大量的能 量，所以它是一种节能的加工方法。而且， 在冲压过程中材料表面不受破坏。冷冲压 加工是集表面质量好、重量轻、成本低等 优点于一身的加工方法，在现代工业生产 中得到广泛应用。
冲压工序分类
一个冲压件往往需要经过多道冲压工序才能完成。由于冲 压件的形状、尺寸精度、生产批量、原材料等的不同，其冲 压工序也是多样的，可分为分离工序和塑性成型工序两大类。 分离工序是使冲压件与板料沿一定的轮廓线相互分离的工 序。例如切断、落料、冲孔等。 塑性成形工序是指材料在不破裂的条件下产生塑性变形的 工序，从而获得一定形状、尺寸和精度要求的零件。如弯曲、 拉深、成形、冷挤压等。 在冲压的一次行程过程中，只能完成一个冲压工序的模具， 称为单工序模。在冲压的一次行程过程中，在不同的工位上 同时完成两道或两道以上冲压工序的模具，称为级进模（连 续模）。在冲压的一次行程过程中，在同一工位上完成两道 或两道以上冲压工序的模具，称为复合模。
第1章冷冲压成
冷冲压工艺概述：
冷冲压是金属压力加工方法之一，它是建立在金属塑性变形 的基础上，在常温下利用冲模和冲压设备对材料施加压力， 使其产生塑性变形或分离，从而获得一定形状、尺寸和性能 的工件。冷冲模是冲压加工中将材料（金属或非金属）加工 成工件或半成品的一种工艺装备。
《冷冲压工艺及模具设计》教案
《冷冲压工艺及模具设计》教案第一章：冷冲压工艺概述1.1 冷冲压的定义与特点1.2 冷冲压的材料1.3 冷冲压工艺的应用领域1.4 冷冲压工艺的基本工序第二章：模具设计基础2.1 模具的分类与作用2.2 模具设计的基本原则2.3 模具设计的主要参数2.4 模具的材料选择第三章：冲压模具结构与设计3.1 冲压模具的构成与作用3.2 冲压模具的主要零件设计3.3 模具导向与定位设计3.4 模具的缓冲与保护设计第四章：冷冲压工艺参数计算4.1 冲压力的计算4.2 模具工作部分尺寸的计算4.3 冲压行程的计算4.4 冲压生产效率的计算第五章：模具制造与维护5.1 模具制造的方法与工艺5.2 模具加工工艺参数的选择5.3 模具的装配与调试5.4 模具的维护与保养第六章：模具故障分析与解决6.1 模具故障的类型与原因6.2 模具故障分析的方法6.3 模具故障的预防措施6.4 模具故障的解决策略第七章：冲压设备的选择与使用7.1 冲压设备的类型与性能7.2 冲压设备的选择原则7.3 冲压设备的使用与维护7.4 冲压设备的安全操作规程第八章：冷冲压工艺实例分析8.1 典型零件的冷冲压工艺分析8.2 冷冲压工艺参数的优化8.3 模具设计实例解析8.4 实际生产中的问题与解决方案第九章：模具CAD/CAM技术应用9.1 模具CAD/CAM技术的概述9.2 模具CAD技术在设计中的应用9.3 模具CAM技术在制造过程中的应用9.4 模具CAD/CAM技术的未来发展第十章：综合练习与实训10.1 冷冲压工艺及模具设计案例分析10.2 模具设计软件的操作练习10.3 冲压设备的使用与维护实训10.4 模具制造与装配的实际操作重点和难点解析重点环节1：模具的分类与作用模具分类：dies and moulds，按照工作性质分类，包括冲压模、塑料模、压铸模、锻造模等。
模具作用：确定产品形状、尺寸、表面质量等，承受冲压力，传递冲压力到材料上。
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第一章冷冲压成形工艺概论主要内容●1、冷冲压概念、冲压工序分类；●2、模具分类与模具的结构；●3、冲压常用材料与模具用材料；●4、常用压力机的类型结构与选择。
本章重点、难点●重点：冲压工序分类；正确判断冲压工序；模具的典型结构；冲压设备的选择。
●难点：根据工件或零件图正确判断冲压工序；模具结构各部分的名称、作用、模具工作过程。
1.1 冷冲压工艺概述教学要点【目的要求】1、冷冲压概念2、冷冲压的特点及优势3、冲压工序分类教学要点【重点】1、冲压工序分类2、正确判断冲压工序【难点】根据零件图准确判断冲压工序1.1冷冲压工艺概论一、基本概念（掌握）●冲压定义：是利用安装在压力机上的模具，对板料施加压力，使板料产生塑性变形或分离，从而获得一定形状、尺寸和性能的产品零件。
●冲压的特点：质量稳定，互换性好。
能加工壁薄、重量轻、刚性好、表面质量高、形状复杂的零件。
节能且节约金属。
是一种高效率的加工方法。
●应用：航空航天、机械、电子信息、交通、兵器、日用电器等产业都有冲压加工。
冲压材料可使用黑色金属、有色金属以及某些非金属材料。
冲压成形产品示例二、冲压工序分类（重点）●分离工序和塑性成形工序分离工序是指使板料按一定的轮廓线分离而得到一定形状、尺寸和切断面质量的冲压件，可分为冲孔、落料、切边等，具体见表1-1。
塑性成形工序是使冲压件在不破坏的条件下发生塑性变形，转化成所要求的制件形状，可分为弯曲、拉深、翻孔、翻边、胀形、缩口等，具体见表1-2。
下一页表1-1 分离工序工序名称简图特点及应用范围落料用冲模沿封闭轮廓曲线冲切，封闭线内是制件，封闭线外是废料。
用于制造各种形状的平板零件，冲下部分是工件冲孔用冲模沿封闭轮廓曲线冲切，封闭线内是废料，封闭线外是制件。
用于在零件上去除废料，冲下部分是废料切断用剪刀或冲模沿不封闭曲线切断，多用于加工形状简单的平板零件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。
被局部分离的材料，具有工件所要求的一定位置，不再位于分离前所处的平面上切边将成形零件的边缘修切整齐或切成一定形状剖切把冲压加工后的半成品切开成为两个或数个零件，多用于不对称零件的成双或成组冲压成形之后返回表1-2 塑性成形工序工序名称简图特点及应用范围弯曲把板材沿直线弯成各种形状，可以加工形状较复杂的零件卷圆把板材端部卷成接近封闭的圆头，用以加工类似铰链的零件扭曲把冲裁后的半成品扭转成一定角度拉深把板材毛坯成形成各种开口空心的零件变薄拉深把拉深加工后的空心半成品进一步加工成为底部厚度大于侧壁厚度的制件翻孔在板材或半成品上冲制成具有一定高度开口的直壁孔部翻边在板材或半成品的边缘按曲线或圆孤开成竖立的边缘拉弯在拉力与弯矩共同作用下实现弯曲变形，可得精度较好的制件胀形将空心毛坯成形成各种凸肚曲面形状的制件起伏在板材毛坯或零件的表面上用局部成形的方法制成各种形状的凸起与凹陷扩口在空心毛坯或管状毛坯的某个部位上使其径向尺寸扩大的变形方法缩口在空心毛坯或管状毛坯的口部使其径向尺寸减小的变形方法旋压在旋转状态下用辊轮使毛坯逐步变形的方法校形为了提高已成形零件的尺寸精度或获得较小的圆角半径而采用的成形方法表1-2 塑性成形工序返回例：判断下列零件包含那些冲压工序1.2 模具分类及结构教学要点【目的要求】1、模具的分类2、模具结构教学要点【重点】1、模具的分类方法及分类2、模具的结构能根据模具装配图判断该模具属于何种模具【难点】1、模具的结构一、模具分类（掌握）模具可分为冷冲模和型腔模两大类。
●冷冲模的结构形式很多，通常按如下几种方式分类：(1)按工序性质分类：落料模、冲孔模、弯曲模、拉深模等；(2)按工序组合方式分类：单工序模、级进模和复合模；(3)按上、下模的导向方式分类：无导向模、有导向的导板模、导柱模；(4)按凸、凹模的材料分类：硬质合金冲模、钢皮冲模、锌基合金冲模、聚氨脂冲模等；(5)按凸、凹模的结构和布置方法分类：整体模和镶拼模；正装模和倒装模；(6)按自动化程度分类：手工操作模、半自动模、自动模。
二、冷冲模基本结构(如图1-5)（掌握）●冷冲模结构是由以下四大部分零件组成的：(1)工作零件工作零件是直接参加冲压工作的零件，包括凸模、凹模、凸凹模。
(2)定位零件定位零件是保证板料(或毛坯)在冲裁模中具有准确位置的零件。
包括挡料销、导尺、侧刃、导正销等。
(3)卸料及压料零件包括卸料板、压边圈、顶件装置等。
(4)导向零件用以确定上下模的相对位置，保证运动导向精度的零件，如导套、导柱、导板等。
(5)支撑零件即工作零件和上下模的固定零件，包括上下模座、凸模固定板、模柄等。
(6)紧固及其他零件包括螺钉、销钉、弹簧、橡胶垫及其他。
图1-5 冲裁模的基本结构弯曲模●动画拉深模●动画●三、模具工作过程（动画）●尽管冷冲模具的结构零件千变万化的,但模具工作的过程是基本相同。
1.3 工艺中常用材料教学要点【目的要求】1、冲压常用材料2、新型冲压材料3、模具常用材料教学要点【重点】1、冲压常用材料熟悉常用材料【难点】一、冲压常用材料●冲压最常用的材料是金属板料，有时也用非金属板料，金属板料分黑色金属和有色金属两种。
黑色金属板料按性质可分为：●1)普通碳素钢钢板如Q195、Q235等。
●2)优质碳素结构钢钢板这类钢板的化学成分和力学性能都有保证。
其中碳钢以低碳钢使用较多，常用牌号有：08、08F、08Al、10、15、20等，冲压性能和焊接性能均较好，用以制造受力不大的冲压件。
●3)低合金结构钢板常用的如Q345（16Mn）、Q295（09Mn2）。
用以制造有强度要求的重要冲压件。
●4)电工硅钢板如DT1、DT2。
●5)不锈钢板如1Crl8Ni9Ti，1Cr13等，用以制造有防腐蚀防锈要求的零件。
常用的有色金属有铜及铜合金（如黄铜）等，牌号有红铜T1、T2、H62、H68等，其塑性、导电性与导热性均很好。
还有铝及铝合金，常用的牌号有L2、L3、LF21、LY12等，有较好塑性，变形抗力小且轻。
●非金属材料有胶木板、橡胶、塑料板等。
●实例：冰箱二、常用金属冲压材料的规格1、常用金属材料的规格●最常用的是板料，常见规格见附录B、附录C等。
●对大量生产可采用专门规格的带料（卷料）。
特殊情况可采用块料，它适用于单件小批生产和价值昂贵的有色金属的冲压。
2、轧制精度、质量等级等的规定●板料按厚度公差可分为A、B、C三种；按表面质量可分为I 、II 、III 三种。
●用于拉深复杂零件的铝镇静钢板，其拉深性能可分为ZF（最复杂拉深）、HF （很复杂拉深）、F （复杂拉深）3种。
一般深拉深低碳薄钢板可分为Z（最深拉深件）、S（深拉深件）、P（普通拉深件）3种。
3、材料供应状态●板料供应状态可为：退火状态M、淬火状态C、硬态Y、半硬（1／2硬）Y2等。
●板料有冷轧和热轧两种轧制状态。
三、新型冲压材料展望当代材料科学的发展已经做到：根据使用与制造上的要求，设计并研发新的材料，因此很多冲压用的新型板材应运而生。
新型冲压用板材包括：高强度钢板、耐腐蚀钢板、双相钢板、涂层板及复合板材。
●1、高强度钢板●是指对普通钢板加以强化处理而得到的钢板。
通常采用金属强化，原理有：固溶强化、析出强化、细晶强化、组织强化(相变强化及复合组织强化)、时效强化及加工强化等。
其中，前5种是通过添加合金成分和热处理工艺来控制板材性质的。
高强度钢板的高强度有两方面涵义：其一，屈服强度、抗拉强度高，在270〜3l0MPa范围之内。
用于汽车零件的高强度钢板，其抗拉强度可以达到600〜800MPa，而相应的普通冷轧软钢板的抗拉强度只有300MPa；其二，高强度钢板的应用，能减轻冲压件的重量，节省能源和降低冲压产品成本。
●2、耐腐蚀钢板●开发新耐腐蚀钢板的主要目的是增强普通钢板冲压件的抗腐蚀能力。
它有两类：一类是加入新元素的耐腐蚀钢板，如耐大气腐蚀钢板等。
我国研制的耐大气腐蚀钢板中，有10CuPCrNi(冷轧)和9CuPCrNi(热轧)，其耐蚀性是普通碳素钢板的3～5倍；第二类是在表面涂或镀一层防腐材料，也为涂层板的一种。
●3、涂层板●在耐腐蚀钢板中，镀覆金属层的钢板属于一种涂层板。
因为传统的镀锡板、镀锌板等已不能适应汽车工业、电器工业、农用机械及建筑工业的需要，因此—些新品种的镀层钢板不断被开发出来。
在涂层板中，各种涂覆有机膜层的板材具有更好的防腐蚀、防表面损伤的性能，因此正被大量用作各类结构件。
●4、复合板材●涂覆塑料的钢板是—种复合板；不同金属板叠合在一起(如冷轧叠合等)也是一种复合板，或叫叠合复合板。
这类复合板材破裂时的变形比单体材料破裂时的变形要大，其基本材料特性值(比如n值)变大●四、模具常用材料●1、选择材料的一般原则●1）要有足够的使用性能（强度、塑性、韧性、硬度等）●耐磨性坯料在模具型腔中塑性变性时，沿型腔表面既流动又滑动，使型腔表面与坯料间产生剧烈的摩擦，从而导致模具因磨损而失效。
所以材料的耐磨性是模具最基本、最重要的性能之一。
硬度是影响耐磨性的主要因素。
一般情况下，模具零件的硬度越高，磨损量越小，耐磨性也越好。
另外，耐磨性还与材料中碳化物的种类、数量、形态、大小及分布有关。
强韧性模具的工作条件大多十分恶劣，有些常承受较大的冲击负荷，从而导致脆性断裂。
为防止模具零件在工作时突然脆断，模具要具有较高的强度和韧性。
模具的韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。
疲劳断裂性能模具工作过程中，在循环应力的长期作用下，往往导致疲劳断裂。
其形式有小能量多次冲击疲劳断裂、拉伸疲劳断裂接触疲劳断裂及弯曲疲劳断裂。
模具的疲劳断裂性能主要取决于其强度、韧性、硬度、以及材料中夹杂物的含量。
高温性能当模具的工作温度较高进，会使硬度和强度下降，导致模具早期磨损或产生塑性变形而失效。
因此，模具材料应具有较高的抗回火稳定性，以保证模具在工作温度下，具有较高的硬度和强度。
耐冷热疲劳性能有些模具在工作过程中处于反复加热和冷却的状态，使型腔表面受拉、压力变应力的作用，引起表面龟裂和剥落，增大摩擦力，阻碍塑性变形，降低了尺寸精度，从而导致模具失效。
冷热疲劳是热作模具失效的主要形式之一，帮这类模具应具有较高的耐冷热疲劳性能。
耐蚀性有些模具如塑料模在工作时，由于塑料中存在氯、氟等元素，受热后分解析出HCI、HF等强侵蚀性气体，侵蚀模具型腔表面，加大其表面粗糙度，加剧磨损失效。
●2）良好的工艺性能●模具的制造一般都要经过锻造、切削加工、热处理等几道工序。
为保证模具的制造质量，降低生产成本，其材料应具有良好的可锻性、切削加工性、淬硬性、淬透性及可磨削性；还应具有小的氧化、脱碳敏感性和淬火变形开裂倾向。
（1）可锻性具有较低的热锻变形抗力，塑性好，锻造温度范围宽，锻裂冷裂及析出网状碳化物倾向低。