板料冲压成形工艺
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利用修整模沿冲裁件的外缘或内孔刮去一层薄 薄的切屑，以提高冲裁件的加工精度和断面光洁度 的冲压方法
内孔修整动画
外缘修整动画
（3）切断 (shearing)
使板料沿不封闭轮廓分离的工序
切断动画
第 8 页 pressing
2. 变形工序 (forming process)
使坯料的一部分相对于另一部分产生位移而不破 裂的工序
①多次拉深；②合适的凸凹模圆角半径；③合适的凸凹模间隙， 过小，模具与拉深件的摩擦力增大，易拉穿工件和擦伤工件表 面，且降低模具寿命。间隙过大，又容易使拉深件起皱，影响 拉深件的尺寸精度。④润滑，为减少摩擦，降低拉深件壁部的 拉应力和减少模具的磨损；⑤压边力，压边圈上的压力不要过 第大2，6 页以不p产re生ssi皱ng折为宜。
正 常 的 工 件
第 20 页 pressing
褶皱的形成 视频
(drawing coefficient)
实践证明，能否拉深成形很大程度上取决于坯料与工件的相 对尺寸。相对尺寸越大，则变形程度越大，越容易出现质量问题。 因此，生产中采用了一个重要的工艺参数以防止拉裂或起皱，此 参数即拉深系数。
D
Ø 40
成形过程视频
二、冲压模具及其结构
冲模 简单模 连续模 复合模
第 30 页 pressing
1.简单模 (simple die)
在冲床的一次冲程中，只完成一个工序的冲模
动画
2.连续模 (progressive die)
在冲床的一次冲程中，在模具不同部位上完成 数道工序的冲模
动画1
3.复合模 (compound die)
工件 第 17 页 pressing
毛坯
1）拉深过程（以圆筒形零件为例） 毛坯
拉深动画 拉深视频 拉深件实例
第 18 页 pressing
零件
① 拉裂
原因：毛坯被强制拉入凹模时，拉应力 超过了材料本身的强度极限
第 19 页 pressing
拉裂废品 视频
② 起皱
原因：毛坯边缘受压应力过大
起 皱 的 工 件
变形工序
拉深
弯曲
成形
拉深 变薄拉深
弯曲 卷曲 扭曲
第 9 页 pressing
翻孔 扩口 起伏 胀形 较平
翻边 缩口 卷边 整形 压印
（1）弯曲 (bending)
使坯料的一部分相对于另一部分弯曲成一定角度
的工艺
弯曲动画1
弯曲动画3
弯曲动画2
弯曲视频
第 10 页 pressing
1）弯曲特点（以V形件为例）
使 r > rmin
rmin ------最小弯曲半径; 对应着材料的极限变形程度。
第 15 页 pressing
◆ 弯曲线应尽可能与纤维方向垂直 1
2
纤维方向 弯曲线
两种落料方式
好
差
② 回弹 回弹动画 回弹视频
解决方法：模具角度略小于工件角度
第 16 页 pressing
（2）拉深 (drawing) 把平板毛坯变为开口的空心工件的工序
凸模
凹模
1）弯曲特点（以V形件为例） 凹模
1）弯曲特点（以V形件为例） 凹模
1）弯曲特点（以V形件为例） 从网格线前后的变化可以看出
① 变形仅仅发生在与 凸模接触的圆角范围内
② 坯料内侧受压缩，外 侧受拉伸
凹模
2) 弯曲的质量问题及防止
① 弯裂 板料外侧因拉应力过
大而产生裂纹
r
防止办法：
◆ 限制弯曲件的弯曲半径，
拉深动画
冲裁动画
拉深凸凹模间隙与冲裁模比有什么不同？
拉深的凸模和凹模间隙比落料时的凸凹模间隙大，一般 大于板料的厚度。落料的凸凹模间隙小于板的厚度，且 凸凹模间隙要求合适，这样上下裂纹重合一致，冲裁力、 卸料力和推件力适中，模具才具有足够的寿命，落料的 尺寸几乎与模具一致，且塌角、毛刺和斜度均很小。过 大或过小的间隙都会影响模具的使用寿命和零件质量。
第 7 页 pressing
综上所述:冲裁是利用凸模与 凹模刃口的作用,使板料产生分离 的.它具有以下特点:
冲裁时经历弹性变形、塑性变 形、断裂分离三个阶段。
冲裁件断面上存在塌角、光亮 带、断裂带毛刺。
冲裁件质量一般不高，其粗糙 度一般为Ra12.5，尺寸精度一 般IT10。
(2)修整 (shaving)
凸凹模形状与冲裁模相比有什么不同？
冲裁是分离工序，凹模与凸模边缘是锋利的刃口，而拉 深是变形工序，凸凹模边缘是圆角。
第 25 页 pressing
问题：怎样使拉深件不产生拉裂或起皱？下 列筒形拉深件哪个容易成形？
a.直径 80mm b.直径 70mm
高 100mm
高 75mm
c.直径 60mm 高 75mm
B>2s B>2s
第 32 页 pressing
（3） 冲孔尺寸不能太小，最小孔径或最小边长要 大于（0.5 ~ 1.5）s 。
（4） 孔间距离或孔与边缘距离不能太小，一般a ≥ 2s , 但要保证a > 3 ~ 4 mm 。
a
a
第 33 页 pressing
a
a
H
2.弯曲件的结构工艺性 （1） 弯曲半径不能小于材料允许的最小弯曲半径。 （2） 弯曲边过短不易成形，故应使弯曲边的平直部 分H > 2S 。 S
胀形动画
胀形视频
（6） 旋压
旋压视频
第 28 页 pressing
45
36 Ф58 Ф120
汽车消音器零件的冲压工序
Ф57
16
Ф74
10
c)
45
Ф200
Ф57
a)
d)
Ф72
Ф48
44
40
Ф58
Ф132 f)
Ф120 g) 2
10
16
44
Ф95 Ф140
Ф132
e)
h)
b)
第 29 页 pressing
综上所述:冲裁是利用凸模 与凹模刃口的作用,使板料产生 分离的.它具有以下特点:
冲裁时经历弹性变形、塑性变 形、断裂分离三个阶段。
冲裁件断面上存在圆角带、光 亮带和断裂带。
冲裁件质量一般不高，其粗糙 度一般为Ra12.5，尺寸精度一 般IT10。
冲裁过程: 动画
塌角 断裂带
光亮带
毛刺 断裂带 光亮带 塌角
r1
r2
r1
r3
S
第 35 页 pressing
结束
冲压件与铸件的比较：
弯曲模
板料弯曲
拉深1.swf
2次拉深.swf
拉深件实例.swf
翻边.swf
胀形.swf
简单模.swf
复合模.swf
复合模1.swf
连续模.swf
复合模三维动画
落料模
当不能一次成形时，可采用多次拉深。
第 22 页 pressing
d1
第二次拉深系数 m2 = d2 / d1 ;
第三次拉深系数 m3 = d3 / d2 ;
d2
第 n 次拉深系数 mn= dn/dn-1 ;
总拉深系数等于每次拉深系数的乘积。
二次拉深动画
第 23 页 pressing
拉深件的质量问题是 拉裂 和 起皱 ； 拉深时是否会拉裂和起皱与变形程度有关，变形程度可
在冲床的一次冲程中，在模具同一部位上同 时完成数道工序的冲模
第 31 页 pressing
落料拉深复合模1 落料拉深复合模2 切断弯曲复合模
三、冲压件结构设计
1.冲裁件的结构工艺性
（1） 形状应尽量简单，最好由直 线与圆弧组成。应避免过长的悬臂 和窄槽，它们的宽度b应大于料厚s 的两倍。
（2） 内、外转角处应用圆弧连接， 圆角半径应大于料厚的一半。(参见 表2-6）
L R
（3） 孔的位置不能离弯曲线太近，一般S < 2mm 时， L ≥ S; S ≥ 2mm时 , L ≥ 2S 。
第 34 页 pressing
3.拉深件的结构工艺性
（1） 形状应简单、对称，尽量避免深度大的拉深 件，以减少拉深次数。
（2） 为避免角部产生裂纹，侧壁与底面间圆角半 径r1、侧壁与凸缘间圆角半径r2以及矩形件四壁间 圆角半径r3应尽可能大些。一般应满足： r1 ≥ S , r2 ≥ 2S , r3 ≥ 3S。
以用拉深系数m来表示。 m越小，变形程度越 大 ；
每一种材料都有其极限变形程度，也就有其极限拉深系
数mmin ，拉深时，应使 m > mmin ；
在多次拉深时，应使每一次的拉深系数mn= dn/dn-1都
大于极限拉深系数mmin ，并且应使后一次m值比前一
次m值略 大 些。
第 24 页 pressing
Ø35
Ø 50
50 70 80
第 21 页 pressing
拉深系数用 m 表示
D
m= d
D
拉深件直径 坯料直径
m 越小, 变形程度越大。
毛坯
d
每一种材料，变形程度都是有极限的，
零件
所以都有一个极限拉深系数 mmin。 拉深时，m 都不应该小于mmin 。即
m > mmin
成形条件
显然， m小于1。 一般 mmin 在0.5~0.8范围内。
冲压件与铸件的比较 机械化、自动化示例
第 2 页 pressing
本节内容
一、冲压成形基本工序 二、冲压模具及其结构 三、冲压件结构设计
第 3 页 pressing
一、冲压成形基本工序 1.分离工序 (cutting process)
使坯料的一部分与另一部分沿一定的轮廓线相互 分离的工序
分离工序
落料 冲孔 切断 修整
第 4 页 pressing
（1）落料与冲孔（统称冲裁） 使坯料按封闭的轮廓分离的工序 动画
条料
工件
工件
落料 (blanking)
第 5 页 pressing
废料
冲孔 (punching)
冲裁过程: 动画
圆角带 断裂带
光亮带
断裂带 光亮带 圆角带
第 6 页 pressing
（3）翻边 (flanging)
将制件的孔边缘或外边缘翻转成竖立或一定角度的直边的工艺
内孔翻
边d
外缘翻 边
D
内孔翻边动画
内孔翻边最容易出现的质量问题： 孔边缘受拉伸破裂
翻边视频
第 27 页 pressing
（4） 起伏
使局部材料厚度变薄而成 形的方法
起伏视频
（5） 胀形
应用举例：夏利车前盖
通过模具使空心件或管状坯料向外扩张， 胀出所ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的凸起曲面
第三节 板料冲压成形工艺
什么是冲压（pressing)
通过冲模对板料施以外力， 使其产生分离或变形的方法。
冲压一般在室温下进行，所 以又称为冷冲压。
冲床结构视频 冲压过程视频
第 1 页 pressing
冲压的特点 1. 可以冲出形状复杂的零件，废料较少。 2. 产品精度高，表面光洁，互换性好。 3. 零件质量轻、强度和刚度较高。 4. 操作简单，便于机械化和自动化，生产率很 高，故零件成本低。
内孔修整动画
外缘修整动画
（3）切断 (shearing)
使板料沿不封闭轮廓分离的工序
切断动画
第 8 页 pressing
2. 变形工序 (forming process)
使坯料的一部分相对于另一部分产生位移而不破 裂的工序
①多次拉深；②合适的凸凹模圆角半径；③合适的凸凹模间隙， 过小，模具与拉深件的摩擦力增大，易拉穿工件和擦伤工件表 面，且降低模具寿命。间隙过大，又容易使拉深件起皱，影响 拉深件的尺寸精度。④润滑，为减少摩擦，降低拉深件壁部的 拉应力和减少模具的磨损；⑤压边力，压边圈上的压力不要过 第大2，6 页以不p产re生ssi皱ng折为宜。
正 常 的 工 件
第 20 页 pressing
褶皱的形成 视频
(drawing coefficient)
实践证明，能否拉深成形很大程度上取决于坯料与工件的相 对尺寸。相对尺寸越大，则变形程度越大，越容易出现质量问题。 因此，生产中采用了一个重要的工艺参数以防止拉裂或起皱，此 参数即拉深系数。
D
Ø 40
成形过程视频
二、冲压模具及其结构
冲模 简单模 连续模 复合模
第 30 页 pressing
1.简单模 (simple die)
在冲床的一次冲程中，只完成一个工序的冲模
动画
2.连续模 (progressive die)
在冲床的一次冲程中，在模具不同部位上完成 数道工序的冲模
动画1
3.复合模 (compound die)
工件 第 17 页 pressing
毛坯
1）拉深过程（以圆筒形零件为例） 毛坯
拉深动画 拉深视频 拉深件实例
第 18 页 pressing
零件
① 拉裂
原因：毛坯被强制拉入凹模时，拉应力 超过了材料本身的强度极限
第 19 页 pressing
拉裂废品 视频
② 起皱
原因：毛坯边缘受压应力过大
起 皱 的 工 件
变形工序
拉深
弯曲
成形
拉深 变薄拉深
弯曲 卷曲 扭曲
第 9 页 pressing
翻孔 扩口 起伏 胀形 较平
翻边 缩口 卷边 整形 压印
（1）弯曲 (bending)
使坯料的一部分相对于另一部分弯曲成一定角度
的工艺
弯曲动画1
弯曲动画3
弯曲动画2
弯曲视频
第 10 页 pressing
1）弯曲特点（以V形件为例）
使 r > rmin
rmin ------最小弯曲半径; 对应着材料的极限变形程度。
第 15 页 pressing
◆ 弯曲线应尽可能与纤维方向垂直 1
2
纤维方向 弯曲线
两种落料方式
好
差
② 回弹 回弹动画 回弹视频
解决方法：模具角度略小于工件角度
第 16 页 pressing
（2）拉深 (drawing) 把平板毛坯变为开口的空心工件的工序
凸模
凹模
1）弯曲特点（以V形件为例） 凹模
1）弯曲特点（以V形件为例） 凹模
1）弯曲特点（以V形件为例） 从网格线前后的变化可以看出
① 变形仅仅发生在与 凸模接触的圆角范围内
② 坯料内侧受压缩，外 侧受拉伸
凹模
2) 弯曲的质量问题及防止
① 弯裂 板料外侧因拉应力过
大而产生裂纹
r
防止办法：
◆ 限制弯曲件的弯曲半径，
拉深动画
冲裁动画
拉深凸凹模间隙与冲裁模比有什么不同？
拉深的凸模和凹模间隙比落料时的凸凹模间隙大，一般 大于板料的厚度。落料的凸凹模间隙小于板的厚度，且 凸凹模间隙要求合适，这样上下裂纹重合一致，冲裁力、 卸料力和推件力适中，模具才具有足够的寿命，落料的 尺寸几乎与模具一致，且塌角、毛刺和斜度均很小。过 大或过小的间隙都会影响模具的使用寿命和零件质量。
第 7 页 pressing
综上所述:冲裁是利用凸模与 凹模刃口的作用,使板料产生分离 的.它具有以下特点:
冲裁时经历弹性变形、塑性变 形、断裂分离三个阶段。
冲裁件断面上存在塌角、光亮 带、断裂带毛刺。
冲裁件质量一般不高，其粗糙 度一般为Ra12.5，尺寸精度一 般IT10。
(2)修整 (shaving)
凸凹模形状与冲裁模相比有什么不同？
冲裁是分离工序，凹模与凸模边缘是锋利的刃口，而拉 深是变形工序，凸凹模边缘是圆角。
第 25 页 pressing
问题：怎样使拉深件不产生拉裂或起皱？下 列筒形拉深件哪个容易成形？
a.直径 80mm b.直径 70mm
高 100mm
高 75mm
c.直径 60mm 高 75mm
B>2s B>2s
第 32 页 pressing
（3） 冲孔尺寸不能太小，最小孔径或最小边长要 大于（0.5 ~ 1.5）s 。
（4） 孔间距离或孔与边缘距离不能太小，一般a ≥ 2s , 但要保证a > 3 ~ 4 mm 。
a
a
第 33 页 pressing
a
a
H
2.弯曲件的结构工艺性 （1） 弯曲半径不能小于材料允许的最小弯曲半径。 （2） 弯曲边过短不易成形，故应使弯曲边的平直部 分H > 2S 。 S
胀形动画
胀形视频
（6） 旋压
旋压视频
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汽车消音器零件的冲压工序
Ф57
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45
Ф200
Ф57
a)
d)
Ф72
Ф48
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Ф58
Ф132 f)
Ф120 g) 2
10
16
44
Ф95 Ф140
Ф132
e)
h)
b)
第 29 页 pressing
综上所述:冲裁是利用凸模 与凹模刃口的作用,使板料产生 分离的.它具有以下特点:
冲裁时经历弹性变形、塑性变 形、断裂分离三个阶段。
冲裁件断面上存在圆角带、光 亮带和断裂带。
冲裁件质量一般不高，其粗糙 度一般为Ra12.5，尺寸精度一 般IT10。
冲裁过程: 动画
塌角 断裂带
光亮带
毛刺 断裂带 光亮带 塌角
r1
r2
r1
r3
S
第 35 页 pressing
结束
冲压件与铸件的比较：
弯曲模
板料弯曲
拉深1.swf
2次拉深.swf
拉深件实例.swf
翻边.swf
胀形.swf
简单模.swf
复合模.swf
复合模1.swf
连续模.swf
复合模三维动画
落料模
当不能一次成形时，可采用多次拉深。
第 22 页 pressing
d1
第二次拉深系数 m2 = d2 / d1 ;
第三次拉深系数 m3 = d3 / d2 ;
d2
第 n 次拉深系数 mn= dn/dn-1 ;
总拉深系数等于每次拉深系数的乘积。
二次拉深动画
第 23 页 pressing
拉深件的质量问题是 拉裂 和 起皱 ； 拉深时是否会拉裂和起皱与变形程度有关，变形程度可
在冲床的一次冲程中，在模具同一部位上同 时完成数道工序的冲模
第 31 页 pressing
落料拉深复合模1 落料拉深复合模2 切断弯曲复合模
三、冲压件结构设计
1.冲裁件的结构工艺性
（1） 形状应尽量简单，最好由直 线与圆弧组成。应避免过长的悬臂 和窄槽，它们的宽度b应大于料厚s 的两倍。
（2） 内、外转角处应用圆弧连接， 圆角半径应大于料厚的一半。(参见 表2-6）
L R
（3） 孔的位置不能离弯曲线太近，一般S < 2mm 时， L ≥ S; S ≥ 2mm时 , L ≥ 2S 。
第 34 页 pressing
3.拉深件的结构工艺性
（1） 形状应简单、对称，尽量避免深度大的拉深 件，以减少拉深次数。
（2） 为避免角部产生裂纹，侧壁与底面间圆角半 径r1、侧壁与凸缘间圆角半径r2以及矩形件四壁间 圆角半径r3应尽可能大些。一般应满足： r1 ≥ S , r2 ≥ 2S , r3 ≥ 3S。
以用拉深系数m来表示。 m越小，变形程度越 大 ；
每一种材料都有其极限变形程度，也就有其极限拉深系
数mmin ，拉深时，应使 m > mmin ；
在多次拉深时，应使每一次的拉深系数mn= dn/dn-1都
大于极限拉深系数mmin ，并且应使后一次m值比前一
次m值略 大 些。
第 24 页 pressing
Ø35
Ø 50
50 70 80
第 21 页 pressing
拉深系数用 m 表示
D
m= d
D
拉深件直径 坯料直径
m 越小, 变形程度越大。
毛坯
d
每一种材料，变形程度都是有极限的，
零件
所以都有一个极限拉深系数 mmin。 拉深时，m 都不应该小于mmin 。即
m > mmin
成形条件
显然， m小于1。 一般 mmin 在0.5~0.8范围内。
冲压件与铸件的比较 机械化、自动化示例
第 2 页 pressing
本节内容
一、冲压成形基本工序 二、冲压模具及其结构 三、冲压件结构设计
第 3 页 pressing
一、冲压成形基本工序 1.分离工序 (cutting process)
使坯料的一部分与另一部分沿一定的轮廓线相互 分离的工序
分离工序
落料 冲孔 切断 修整
第 4 页 pressing
（1）落料与冲孔（统称冲裁） 使坯料按封闭的轮廓分离的工序 动画
条料
工件
工件
落料 (blanking)
第 5 页 pressing
废料
冲孔 (punching)
冲裁过程: 动画
圆角带 断裂带
光亮带
断裂带 光亮带 圆角带
第 6 页 pressing
（3）翻边 (flanging)
将制件的孔边缘或外边缘翻转成竖立或一定角度的直边的工艺
内孔翻
边d
外缘翻 边
D
内孔翻边动画
内孔翻边最容易出现的质量问题： 孔边缘受拉伸破裂
翻边视频
第 27 页 pressing
（4） 起伏
使局部材料厚度变薄而成 形的方法
起伏视频
（5） 胀形
应用举例：夏利车前盖
通过模具使空心件或管状坯料向外扩张， 胀出所ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的凸起曲面
第三节 板料冲压成形工艺
什么是冲压（pressing)
通过冲模对板料施以外力， 使其产生分离或变形的方法。
冲压一般在室温下进行，所 以又称为冷冲压。
冲床结构视频 冲压过程视频
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冲压的特点 1. 可以冲出形状复杂的零件，废料较少。 2. 产品精度高，表面光洁，互换性好。 3. 零件质量轻、强度和刚度较高。 4. 操作简单，便于机械化和自动化，生产率很 高，故零件成本低。