第一篇冲压工艺及模具设计

成形工序示意
D
只改变毛坯形状，不发生分离
表1-2 成形工序
表1-2 成形工序（续）
2. 按变形区受力性质分
➢ 伸长类成形：变形区的最大主应力为拉应力，其破坏形式
为拉裂，特征是厚度减薄。
➢ 压缩类成形：变形区的最大主应力为压应力，其特征是厚
度增厚，破坏形式为起皱。
胀形——伸长类成形
拉深——压缩类成形
1.冲压成形性能
冲压成形性能是指板料对冲压工艺的适应能力。
两种失稳：
➢ 拉伸失稳— 在拉应力的作用下出现局部缩颈或断裂； ➢ 压缩失稳— 在压应力的作用下失稳起皱。
前者如低碳钢拉伸实验中的缩颈现象，后者如压杆失稳现象。
这样就有了成形极限，有总体成形极限和局部成形极限之分，
成形极限愈高说明冲压成形性能愈好。
（2）屈强比σs /σb σs/σb 小 →抗破裂性、定形性、贴模性好
（3）弹性模量E 弹性模量E大 →定形性好
（4）硬化指数n n大 → 不易产生裂纹
1.2 冲压工艺分类
1.按变形性质分类
➢分离Байду номын сангаас序 ➢成形工序
（1）分离工序 冲压成形时，被加工材料在外力作用下产生变形，当变
形区材料受到的剪切应力达到材料的抗剪强度，材料便产生 剪切而分离，从而形成一定形状和尺寸的零件。分离工序主 要有剪裁、冲孔、落料、切口、剖切等。
分离工序示意
D
D
D
落料
D
剪切
如何衡量板料的冲压成形性能？
（1）抗破裂性是指板料在变形中抵抗破坏的能力。 （2） 贴模性 是指板料在冲压成形过程中取得与模具形状一
致的能力。
（3）定形性是指零件脱模后保持其在模内所得形状的能力。
板料的冲压成形性能可以通过板料的力学性能指标来 衡量。力学性能指标可通过试验获得。
板料冲压成形性能试验方法：
一定形状、尺寸和性能的零件。 分离
塑性变形
由冲压概念可知：
⑴ 冲压是在常温下进行的,即不需加热,故又叫冷冲压。 ⑵ 冲压加工的对象都是板料，故又称为板料冲压。 ⑶ 冲压是由设备和模具完成其加工过程的，需具备三
个要素：冲床(设备）、模具、原材料。 ⑷ 冲压是塑性变形的基本形式之一。
1.1.2 冲压的特点及应用
总之，模具工业是 一个国家的基础工业，模具设计与模 具制造水平的高低已成为衡量一个国家产品制造水平的高低。
发达国家非常重视模具的发展，日本认为：“模具就是进 入富裕社会的原动力”；德国：“金属加工业中的帝王”；罗 马尼亚：“模具就是黄金”；模具在国际上被认为是点石成金 的行业。不过这里的模具还包括塑模、锻模、压铸模、橡胶模、 食品模、建材模等等，但目前以冷冲模和塑料模的应用最广， 各占40%左右。
冲压加工的缺点
模具制造周期长，成本高。
车门板修边 冲孔模：98 万元
传统加工方法
和手段及传统 模具材料
自动叠铆级 进模：98万 元
缺点将不复存在
但随着先进的模具加工技术及非传统意义上的模具 材料的出现，这种缺点也可逐渐被克服。
➢ 如采用低熔点合金材料制造模具 ➢采用快速原型制造技术制造模具 ➢采用经济模具。
➢直接试验：采用专用设备直接模拟实际冲压工
艺过程进行试验。
➢间接试验：采用通用设备，通过拉伸、剪切、
硬度测试、金相试验等方法获得材 料的有关性能指标。
（1）直接试验方法
如锥杯试验（GB/T 15825.6-2008)
（2）间接试验方法
如低碳钢的拉伸试验等
影响冲压成形性能的力学指标
（ 1）总延伸率δ与均匀延伸率δb δ好 →允许产生较大的塑性变形
3. 按基本变形方式分
➢冲裁 ➢弯曲 ➢拉深 ➢成形
4. 按工序组合形式分
➢ 单工序冲压 ➢ 复合冲压 ➢ 级进冲压
1.3 冲压材料
冲压对板料的基本要求
➢ 满足使用性能要求 ➢ 满足冲压工艺的要求
满足使用性能要求是第一位的，在满足使用性 能 要求的前提下尽可能地满足冲压工艺要求。
1.3.1 冲压材料的工艺要求
第1篇冲压工艺概述 第1章冲压工艺基础知识 第2章冲压工艺基础理论 第2篇冲压工艺与模具设计 第3章冲裁工艺与模具设计 第4章弯曲工艺与模具设计
第1篇 冲压工艺概述
第1章 冲压工艺基础知识 第2章 冲压工艺基础理论
第1章 冲压工艺基础知识
1.1 冲压工艺特点及应用 1.2 冲压工艺分类 1.3 冲压材料 1.4 冲压设备 1.5 冲压常用标准 1.6 冲压技术现状及发展
1.1.1 冲压的概念
日常生活用品
食品行业
电机行业
仪器、仪表行业
家用电器、电脑行业
空调背板 洗衣机滚筒
电子行业
接插件端子
电子行业
汽车行业
航空业及军事
苏33舰载战斗机
美国F18战斗机
什么是冲压？
冲压的概念
在常温下，利用冲模在压力机上对金属（或非金属）板 料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而得到具有
能力要求
➢了解冲压的应用，能根据冲压件的结构特征初步
判断出该冲压件所需的基本冲压工序
➢熟悉冲压材料的种类及供应规格 ➢熟悉常用冲压设备的类型及适应工艺
冲压过程现场录像——普通冲压
冲压过程现场录像——普通冲压
冲压过程现场录像——自动冲压
冲压过程现场录像——自动高速冲压
1.1 冲压工艺特点及应用
有分离现象发生，但不 改变空间形状
表1-1 分离工序
表1-1 分离工序（续）
（2）成形工序
冲压成形时，被加工材料在外力作用下，变形区材料所受 到的等效应力达到材料的屈服极限σs，但未达到强度极限σb， 使材料只产生塑性变形，从而得到一定形状和尺寸的零件。成 形工序主要有弯曲、拉深、翻孔、缩口、胀形等。
⑴ 生产率高，操作简单，便于实现机械化和自动化。 ⑵ 尺寸精度高，互换性好。 ⑶ 材料利用率高，一般可达70%~85%，有的高达95%。 ⑷ 可得到其它加工方法难以加工或无法加工的形状复杂的零件，如
薄壳拉深件。 ⑸ 可得到重量轻，刚性好，强度大的零件。 ⑹ 不需要加热，可以节省能源，且表面质量好。 (7)大量生产时，产品成本低。
由此可见，冲压能集优质、高效、低能耗、 低成本于一身，这是其它加工方法无法与之相比拟的，
因此冲压的应用十分广泛，如汽车，拖拉机行业中，冲压 件占60%~70%，仪器仪表占到60~70%，还有日常生活中的 各种不锈钢餐具等等。从精细的电子元件，仪表指针到重 型汽车的覆盖件和大梁以及飞机蒙皮等均需冲压加工。