冲压工艺及模具设计.pptx

特点：
❖无屑加工，材料利用率高。 ❖在压力机简单冲压下，能，能得到形状复杂的零件。
❖完成的零件一般不需要进一步加工，可直接用来装配，并具有一定精
度和互换性。
❖被加工的金属在再结晶温度一下产生变形，不产生切屑，变形中金属
产生加工硬化。
❖生产率高。
❖冲压零件的质量主要靠冲模保证所以操作简单，要求工人技术等级不
2、光亮带 由于板料产生塑性变形 时，材料在和模具侧面接触中被模 具侧面挤光而形成的光亮垂直的断 面。
3、断裂带 是由于刃口处的微裂纹 在拉应力的作用下不断扩展断裂而 形成。
4、毛刺 塑性变形阶段后期产生， 凸模和凹模的刃口切入一定深度后刃口正面材料被压缩，刃尖部分为压力 状态，使裂纹起点不在刃尖处，而在距刃尖不远的模具侧面，此处受拉应 力裂纹加长，材料断裂而产生毛刺。
冲裁变形过程中冲裁力与凸模行程关 系图。AB段弹性变形阶段。凸模开始接触 板料时，由于板料翘曲，力增加缓慢，之 后便迅速增加。BC段为塑性变形阶段。切 刃一旦挤入板料，力的上升缓慢下来，主 要是因为虽然承受力的板料面积减少了， 但是材料硬化的影响超过了剪切面积的减 小的影响，冲裁力仍然上升。当硬化与受 切面积两者影响达到相等时，冲裁力便达 到最大值。
2、成形工序 被加工材料在外力作用下，作用在变形部分的 相当应力处于材料的屈服强度和抗拉强度之间，材料仅仅产 生塑性变形，从而获得一定形状和尺寸的零件。
弯曲：
压弯
把坯料弯成一定的形状
卷
对板料进行连续三点弯曲，制成
板
曲面形状不同的零件
滚
通过一系列轧辊把平板卷料滚
弯
弯成复杂形状
拉
在拉力与弯矩共同作用下实现
❖塑性变形阶段 凸模继续下降刃口处由 于应力集中，材料应力首先达到屈服强度， 板料进入塑性变形阶段。
❖断裂分离阶段 当刃口附近材料达到极 限应变和应力时，材料裂纹便产生。
冲裁时的变形区
冲裁时材料的变形是由 其受力状况决定的，上 下刃尖连线为中心的纺 锤形区域为主要变形区， 从模具刃尖向材料中心 变形区逐渐扩大，当凸 模挤入材料后，新形成 的纺锤形变形区被以前 已经变形而冷作硬化了 的区域所包围。
CD为裂纹扩展直至板料断裂阶段，这一阶 段中，受切面积的减少超过了硬化的影响， 于是冲裁力下降。DE则是凸模的推料过程。
第二节 冲裁件质量和影响因素
一、冲裁件断面特征 有圆角带、光 亮带、断裂带和毛刺四部分
1、圆角带 光滑的圆弧带，是刃口 刚压入材料时，刃口附近的材料牵 连拉入产生弯曲和伸长变形的结果
二、冲裁件尺寸 无论是孔还是落下的料，其尺寸都有大小两个部分，小 的部分等于凸模尺寸，而大的部分等于凹模尺寸。冲孔尺寸等于凸模刃口 尺寸，落料件尺寸等于凹模刃口尺寸。
伏
在起伏处的整个厚度上都有变形
卷 边
把空心件的边缘卷成一定形状
胀 形
使工件的一部分凸起，呈凸肚形
整
把形状不太准确的工件校正成形，
形
如获得小的r等
校 平
校正工件的平直度
压
在工件上压出文字或花纹，只在制
印
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件厚度的一个平面上有变形
➢按照冲压工序的组合方式分有：
简单工序 一副模具只完成零件的一个工序
组合工序
弯
弯曲变形可得精度较好的零件
拉深 拉深
变薄 拉深
把平板形坯料制成空心工件、 壁厚基本不变
把空心工件拉深成侧壁比底部 为薄的工件
成形
缩 口
翻 边
翻 孔
把空心工件的口部缩小
把工件的外缘翻起圆弧或曲线状 的竖立边缘
把工件上有孔的边缘翻出竖立边 缘
扩
把空心工件的口部扩大，常用于管
口
子
起
把工件上压出筋条，花纹或文字，
2、板料受力情况 如图，凸模下行与板 面接触时，材料受到凸凹模端面的压力 作用，使作用力点间的材料产生剪切变 形，由于间隙的存在，两个力不在一个 垂直线上，故材料受到弯矩作用，而是 材料翘曲材料向凸模侧面靠近凸模端面 下的材料被强迫压进凹模，故材料受横 向侧压力，产生横向挤压变形。此外材 料在模具端面和侧面还受摩擦力。所以 说冲裁时由于有间隙的存在材料受垂直 方向的压力、切力、横向挤压力、弯矩 和拉力作用
冲压工艺及模具设计
6-1 概述
➢ 冲压是一种金属塑性加工方法，其坯料主要是板材、
带材、管材及其他型材，利用冲压设备通过模具的作用，使 之获得所需要的零件形状和尺寸。
材料、模具和设备是冲压的三要素。 冲压加工要求被加工材料具有较高的塑性和韧性，较低的 屈强比和时效敏感性，一般要求碳素钢伸长率δ≥16%、屈强 比σs/σb≤70%，低合金高强度钢δ≥14%、σs/σb≤80%。否则， 冲压成形性能较差，工艺上必须采取一定的措施，从而提高 了零件的制造成本。 模具是冲压加工的主要工艺装备。冲压件的表面质量、尺 寸公差、生产率以及经济效益等与模具结构及其合理设计的 关系很大。
高便于组织生产。
❖在大量生产的条件下，产品的成本低。 ❖缺点是模具要求高、制造复杂、周期长、制造费用高
冲压工艺分类
一、按变形性质分 分离工序和成形工序 1、分离工序 被加工材料在外力作用下产生变形，当作用在 变形部分的应力达到了材料的抗剪强度，材料便产生剪裂而 分离。剪裁、冲孔、落料、切口、切边、剖切。
1、复合冲压 在压力机的一次行程中，在模具的同一位置上 同时完成两种或两种以上的简单工序
2、连续冲压 在压力机的一次行程中，在模具的不同位置 上同时完成两种或两种以上的简单工序
3、连续-复合冲压 在一副模具内包括连续冲压和复合冲压 的组合工序
6-2 冲裁工艺与模具设计
落料和冲孔统称为冲裁。落料和冲孔是使坯料按封闭轮 廓分离。这两个过程中坯 料变形和模具结构相同，只是用 途不同。落料时被分离的部分为所需工件，留下的周边部分 为废料，冲孔则相反。为能顺利地完成冲裁过程，要求凸模 和凹模都有锋利的刃口，且凸模 与凹模之间的间隙Z适当。 冲裁件品质和冲裁模结构与冲裁时板料的塑性变形有关。
同时还包括切口、剖切、整修和精密冲裁。冲裁所得到的零 件可直接作为零件使用或作为弯曲、拉深、成形等其它工序 的毛坯。
第一节 冲裁工艺分析
1、冲裁变形过程
❖弹性变形阶段 当凸模与板料接触时，
便开始冲裁由于凸模和凹模之间有间隙， 板料在承受凸模较小压力的同时，也受到 弯矩的作用，板料不仅产生弹性压缩也产 生弯曲和拉伸变形，结果是凸模下的材料 挤入凹模孔口内，凹模上面的材料向上翘， 在凸模与凹模间形成很小的圆角。