冲压知识

冲压知识

冲压简介

冲压是一金属塑性加工方法，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。按照冲压工序的组合方式分有：单工序的简单模、多工序的连续模和复合模。

冲压设备主要有机械压力机和液压机。在大批量生产中，应尽量选用高速压力机或多工位自动压力机；在小批量生产中，尤其是大型厚板冲压件的生产中，多采用液压机。

现代冲压加工发展趋势

（1）深入研究冲压变形的基本规律、各种冲压工艺的变形理论、失稳理论与极限变形程度等；应用有限元、边界元等技术，对冲压过程进行数字模拟分析，以预测某一工艺过程中坯料对冲压的适应性及可能出现的质量问题，从而优化冲压工艺方案，使塑性变形理论逐步起到对生产过程的直接指导作用。

（2）制造冲压件用的传统金属材料，正逐步被高强钢板、涂敷镀层钢板、塑料夹层钢板和其他复合材料或高分子材料替代。随着材料科学的发展，加强研究各种新材料的冲压成形性能，不断发展和改善冲压成形技术。

（3）在模具设计与制造中，开发并应用计算机辅助设计和制造系统（CAD/CAM），发展高精度、高寿命模具和简易模具（软模、低熔点金模具等）制造技术以及通用组合模具、成组模具、快速换模装置等，以适应冲压产品的更新换代和各种生产批量的要求。

（4）推广应用数控冲压设备、冲压柔性加工系统（FMS）、多工位高速自动冲压机以及智能机器人送料取件，进行机械化与自动化的流水线冲压生产。

（5）精冲与半精冲、液压成形、旋压成形、爆炸成形、电水成形、电磁成形、超塑成形等技术得到不断发展和应用，某些传统的冲压加工方法将被它们所取代，产品的冲压加工趋于更合理、更经济。

冲压工艺分类

冲压工艺大致可分为分离工序和成形工序（又分弯曲、拉深、成形）两大类。分离工序是在冲压过程中使冲压件与坯料沿一定的轮廓线相互分离，同时冲压件分离断面的质量也要满足一定的要求；成形工序是使冲压坯料在不破坏的条件下发生塑性变形，并转化成所要求的成品形状，同时也应满足尺寸公差等方面的要求。

按照冲压时的温度情况有冷冲压和热冲压两种方式。这取决于材料的强度、

塑性、厚度、变形程度以及设备能力等，同时应考虑材料的原始热处理状态和最终使用条件。

1.冷冲压金属在常温下的加工，一般适用于厚度小于4mm的坯料。优点为不需加热、无氧化皮，表面质量好，操作方便，费用较低。缺点是有加工硬化现象，严重时使金属失去进一步变形能力。冷冲压要求坯料的厚度均匀且波动范围小，表面光洁、无斑、无划伤等。

2.热冲压将金属加热到一定的温度范围的冲压加工方法。优点为可消除内应力，避免加工硬化，增加材料的塑性，降低变形抗力，减少设备的动力消耗。

成形工序—弯曲

工序名

称

简图特点及常用范围

弯曲压弯把坯料弯成一定的形状

卷板

对板料进行连续三点弯曲，

制成曲面形状不同的零件

滚弯

通过一系列轧辊把平板卷料

滚弯成复杂形状

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

零件

冲压成形工序--拉深

工序名称简图特点及常用范围

拉深拉深

把平板形坯料制成空心工件、壁厚基本

不变

变薄拉深

把空心工件拉深成侧壁比底部为薄的工

件

冲压成形工序分类--成形

工序名称简图特点及常用范围

成形缩口把空心工件的口部缩小

翻边

把工件的外缘翻起圆弧或曲线状的竖立

边缘

翻孔把工件上有孔的边缘翻出竖立边缘

扩口把空心工件的口部扩大，常用于管子

起伏

把工件上压出筋条，花纹或文字，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

整形

把形状不太准确的工件校正成形，如获得

小的r等

校平校正工件的平直度

压印

在工件上压出文字或花纹，只在制件厚度

的一个平面上有变形

常用材料热冲压的温度范围

材料牌号

热冲压温度（℃）

加热终止≥

Q235-A，15，20，25g，22g900～1050700

16Mn,16MnRE,15MnV,950～1050750

15MnVRE,15MnTi,14MnMoV,950～1050750

18MnMoNb,18MnMoNbRE,950～1050750

15MnVN,15MnVNRE950～1050750

Cr5Mo,12CrMo,15CrMo900～1000750

14MnMoVBRE,1050～1100850

12MnCrNiMoVCu1050～1100850

14MnMoNbB1000～1100750

0Cr13,1Cr131000～1100850

1Cr18Ni9Ti,12Cr1MoV950～1100850

黄铜H62，H68600～700400

铝及其合金L2，LF2，LF21350～400250

钛420～560350

钛合金600～840500

冲压既能够制造尺寸很小的仪表零件，又能够制造诸如汽车大梁、压力容器封头一类的大型零件；既能够制造一般尺寸公差等级和形状的零件，又能够制造精密（公差在微米级）和复杂形状的零件。占全世界钢产60%～70%以上的板材、管材及其他型材，其中大部分经过冲压制成成品。冲压在汽车、机械、家用电器、电机、仪表、航空航天、兵器等制造中，具有十分重要的地位。

冲压件的重量轻、厚度薄、刚度好。它的尺寸公差是由模具保证的，所以质量稳定，一般不需再经机械切削即可使用。冷冲压件的金属组织与力学性能优于原始坯料，表面光滑美观。冷冲压件的公差等级和表面状态优于热冲压件。