板料的冲压工艺.ppt

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板料冲压：

板料冲压：

是利用装在是利用装在冲床冲床上的上的冲模冲模对金属板料对金属板料加压，使之产生加压，使之产生变形变形或或分离分离，从而获得零件或毛坯，从而获得零件或毛坯的加工方法。

的加工方法。

板料冲压通常在室温下进行，故又称板料冲压通常在室温下进行，故又称冷冲压冷冲压。

当板料厚度超过当板料厚度超过810mm时，需采用时，需采用热冲压热冲压。

第八章第八章板料的冲压工艺板料的冲压工艺1板料冲压的特点：

板料冲压的特点：

11）在常温下加工，金属板料必须）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具有足够的塑性和较低的变形抗力。

22）金金属属板板料料经经冷冷变变形形强强化化，获获得得一一定定的的几几何何形形状状后后，结结构构轻轻巧巧，重重量轻，量轻，强度和刚度较高强度和刚度较高。

33）冲冲压压件件尺尺寸寸精精度度高高，质质量量稳稳定定，互互换换性性好好，一一般般不不需需机机械械加加工工即即可作零件使用可作零件使用，节省原材料。

，节省原材料。

44）冲压生产操作简单，生产率高，）冲压生产操作简单，生产率高，便于实现机械化和自动化便于实现机械化和自动化。

55）可以冲压形状）可以冲压形状复杂的零件复杂的零件，废料少。

，废料少。

66）冲冲压压模模具具结结构构复复杂杂，精精度度要要求求高高，制制造造费费用用高高，只只适适用用于于大大批批量量生产生产。

2板板料料冲冲压压所所用用原原材材料料特特点点：

特特别别是是制制造造中中空空杯杯状状和和钩环状钩环状等成品时，必须具有等成品时，必须具有足够的塑性足够的塑性。

常常用用金金属属材材料料低低碳碳钢钢、铜铜合合金金、铝铝合合金金、镁镁合合金及塑性高的合金钢等。

金及塑性高的合金钢等。

常用设备常用设备剪床、冲床剪床、冲床l剪床剪床用来把板料剪切成一定宽度的条料，以供下一用来把板料剪切成一定宽度的条料，以供下一步的冲压工序用。

步的冲压工序用。

l冲床冲床用来实现冲压工序，以制成所需形状和尺寸的用来实现冲压工序，以制成所需形状和尺寸的成品零件，冲床的最大吨位已达成品零件，冲床的最大吨位已达40000kN。

冲床冲床3板料冲压的基本工序板料冲压的基本工序板板料料冲冲压压的的基基本本工工序序按按变变形形性性质质可可分分为为分分离离工工序序和和变形变形（成形）工序成形）工序两大类两大类。

4第八章第八章板料的冲压工艺板料的冲压工艺第一节第一节分离工序分离工序第二节第二节变形工序变形工序第三节第三节冲模的分类和构造冲模的分类和构造第四节第四节冲压工艺过程的制定冲压工艺过程的制定5第一节第一节分离工序分离工序分离工序分离工序是使坯料的是使坯料的一部分与另一部分一部分与另一部分相互相互分离分离的工序。

如的工序。

如落料、冲孔、切断、精冲落料、冲孔、切断、精冲等。

等。

一、一、落料及冲孔落料及冲孔p落料落料是被分离的部分为是被分离的部分为成品成品，而周边是，而周边是废废料料；p冲孔冲孔是被分离的部分为是被分离的部分为废料废料，而周边是而周边是成品成品;落料落料及冲孔及冲孔（统称冲裁）是使坯料按（统称冲裁）是使坯料按封闭封闭轮廓轮廓分离的工序。

分离的工序。

651511.1.冲裁变形过程冲裁变形过程冲裁件质量、冲裁模结构与冲裁时板料变形过程关系密切冲裁件质量、冲裁模结构与冲裁时板料变形过程关系密切板料的冲裁示意图板料的冲裁示意图7图8-1冲裁时板料的变形过程（11）冲裁变形过程的三个阶段）冲裁变形过程的三个阶段

（1）弹性变形阶段（图）弹性变形阶段（图8-1）冲头接触板料后，继续向下冲头接触板料后，继续向下运动的初始阶段，使运动的初始阶段，使板料产板料产生生弹性压缩弹性压缩、拉伸拉伸与与弯曲弯曲等等变形变形。

此时，此时，凸模下的材料略有弯凸模下的材料略有弯曲，凹模上的材料则向上翘曲，凹模上的材料则向上翘，间隙间隙弯曲、上翘弯曲、上翘8冲头继续压入，冲头继续压入，应力值应力值屈服极限屈服极限塑性变形塑性变形，变形变形达一定程度时达一定程度时，位于凸、凹模刃口处的材料，位于凸、凹模刃口处的材料硬化加剧硬化加剧出现微裂纹出现微裂纹；塑性变形阶段结束。

；塑性变形阶段结束。

（2）塑性变形阶段）塑性变形阶段冲头继续压入，已冲头继续压入，已形成的形成的上、下微裂纹上、下微裂纹扩大扩大向内扩展向内扩展，上、下裂纹相遇上、下裂纹相遇重合重合时，时，材料被剪断分离材料被剪断分离。

（3）断裂分离阶段）断裂分离阶段9

（2）冲裁件切断面上的区域特征）冲裁件切断面上的区域特征冲裁件的断面有三个特征区，即圆角带、光亮带和断裂带冲裁件的断面有三个特征区，即圆角带、光亮带和断裂带蹋角（圆角）带：

蹋角（圆角）带：

刃口附近材料被弯曲和拉伸的结果。

刃口附近材料被弯曲和拉伸的结果。

冲裁变形过程冲裁变形过程.swf10光亮带：

光亮带：

塑性变形过程中塑性变形过程中凸模（或凹模）挤压切入材料，使其凸模（或凹模）挤压切入材料，使其受到剪切和挤压应力的作用而形成。

表面光滑，受到剪切和挤压应力的作用而形成。

表面光滑，断面质量最好断面质量最好。

剪裂（断裂）带：

剪裂（断裂）带：

由于由于刃口处的微裂纹刃口处的微裂纹在在拉应力拉应力作用下不断扩作用下不断扩展断裂而形成。

表面粗糙，略带斜度。

展断裂而形成。

表面粗糙，略带斜度。

毛刺：

毛刺：

微裂纹出现时产生微裂纹出现时产生,冲头继续下行时被拉长。

冲头继续下行时被拉长。

11冲裁件分离面质量的影响因素：

冲裁件的断面情况冲裁件的断面情况凸凹模间隙凸凹模间隙刃口锋利程度刃口锋利程度模具结构模具结构材料性能材料性能板料厚度板料厚度122.冲裁凸凹模间隙冲裁凸凹模间隙5252冲裁间隙是指冲裁冲裁间隙是指冲裁凸模与凹模之间工作部分的尺寸之差凸模与凹模之间工作部分的尺寸之差，如，如图所示，即：

图所示，即：

Z=D凹凹D凸凸冲裁间隙不仅对冲裁件的冲裁间隙不仅对冲裁件的质量质量起决定性的作用，而且直起决定性的作用，而且直接影响模具的接影响模具的使用寿命使用寿命。

图冲裁间隙13

（1）间隙过小）间隙过小间隙过小间隙过小上、下裂纹上、下裂纹向外错开向外错开中间材料被二次剪切中间材料被二次剪切第二个光第二个光亮带亮带，且材料与凸、凹模之间的摩擦力增加且材料与凸、凹模之间的摩擦力增加冲裁力、卸料力、推件冲裁力、卸料力、推件力力，凹凸模磨损加剧凹凸模磨损加剧模具寿命模具寿命间隙过大间隙过大拉伸变形增加，拉伸变形增加，上、下裂上、下裂纹纹向内错开向内错开，光亮带减小，圆角带，光亮带减小，圆角带与锥度增大与锥度增大厚大的拉长毛刺，厚大的拉长毛刺，冲冲裁的翘曲现象严重裁的翘曲现象严重。

p对于批量较大而公差又无特殊要求对于批量较大而公差又无特殊要求的冲裁件的冲裁件采用采用“大间隙大间隙”冲裁，冲裁，提高模具寿命。

提高模具寿命。

（2）间隙过大）间隙过大14间隙合适间隙合适上、下上、下裂纹重合一线裂纹重合一线，冲裁力、卸料力、推件，冲裁力、卸料力、推件力适中，力适中，模具寿命足够模具寿命足够，零件尺寸几乎与模具一样零件尺寸几乎与模具一样。

（3）间隙合适）间隙合适l较小的间隙较小的间隙有利于有利于提高提高冲裁件的冲裁件的质量质量。

l较大的间隙较大的间隙则有利于则有利于提高提高模具的模具的寿命寿命。

l间隙合理间隙合理模具有足够长的寿命，零件的模具有足够长的寿命，零件的尺寸几乎与模具一致。

尺寸几乎与模具一致。

冲裁模合理间隙值见表冲裁模合理间隙值见表8-1153凸凹模刃口尺寸的确定凸凹模刃口尺寸的确定凸模和凹模刃口的尺寸取决于冲裁件尺寸和冲模间隙，凸模和凹模刃口的尺寸取决于冲裁件尺寸和冲模间隙，因此因此必须正确决定冲模刃口尺寸。

必须正确决定冲模刃口尺寸。

设计落料模时：

设计落料模时：

先按落料件确定凹模刃口尺寸先按落料件确定凹模刃口尺寸。

取凹模作设计基准件，然后根据间隙确定凸模取凹模作设计基准件，然后根据间隙确定凸模尺寸，即用尺寸，即用缩小凸模刃口尺寸缩小凸模刃口尺寸来保证间隙值。

来保证间隙值。

设计冲孔模时：

设计冲孔模时：

先按冲孔件确定凸模刃口尺寸先按冲孔件确定凸模刃口尺寸。

取凸模作设计基准件，然后根据取凸模作设计基准件，然后根据间隙确定凹模尺寸，间隙确定凹模尺寸，即用即用扩大凹模刃口尺寸扩大凹模刃口尺寸来保证间隙值。

来保证间隙值。

163凸凹模刃口尺寸的确定凸凹模刃口尺寸的确定冲模在工作过程中的磨损：

冲模在工作过程中的磨损：

落料件尺寸落料件尺寸会随凹模刃口的磨损而会随凹模刃口的磨损而增大增大；冲孔件尺寸冲孔件尺寸则随凸模的磨损而则随凸模的磨损而减小减小。

为了保证零件的尺寸要求，并提高模具的使用寿命：

为了保证零件的尺寸要求，并提高模具的使用寿命：

l落料时落料时，凹模刃口的公称尺寸凹模刃口的公称尺寸应取应取工件尺寸工件尺寸公差范围内的公差范围内的最最小尺寸小尺寸；l冲孔时冲孔时，凸模刃口的公称尺寸凸模刃口的公称尺寸应取应取工件尺寸工件尺寸公差范围内的公差范围内的最最大尺寸大尺寸。

174.冲裁力的计算冲裁力的计算5454p冲裁时冲裁时材料对模具的最大抗力材料对模具的最大抗力称为称为冲裁力冲裁力。

p冲裁力冲裁力是是选择压力机选择压力机的主要依据，也是的主要依据，也是设计模具设计模具所必须的依据。

所必须的依据。

p冲裁力大小冲裁力大小与与板料的材质板料的材质、厚度厚度及及冲裁件周边的长度冲裁件周边的长度有关。

有关。

l普通平刃口冲裁模冲裁力的计算方法如下：

普通平刃口冲裁模冲裁力的计算方法如下：

P=KL式中式中P冲裁力，冲裁力，N；L冲裁件周长，冲裁件周长，mm；板料厚度，板料厚度，mm；K安全系数，通常取安全系数，通常取1.3。

材料的抗剪强度，材料的抗剪强度，MPa；查手册或；查手册或=0.8b185555特点：

特点：

l材料利用率很高；材料利用率很高；l尺寸不够准确；尺寸不够准确；适用于适用于对落料件品质要求不高对落料件品质要求不高的场合。

的场合。

图图8-4同一落料件的四种排样方式同一落料件的四种排样方式5.冲裁件的排样冲裁件的排样排样：

排样：

是指落料件在条料，带料或板料上合理布置的方法。

是指落料件在条料，带料或板料上合理布置的方法。

排样合理则废料最少，材料利用率最大。

排样合理则废料最少，材料利用率最大。

落料件的排样有两种类型：

落料件的排样有两种类型：

无搭边排样：

无搭边排样：

用落料件的一个边作为另一个落料件的边。

图用落料件的一个边作为另一个落料件的边。

图d1920特点：

特点：

l毛刺小，而且在同一个平面上；毛刺小，而且在同一个平面上；l落料件尺寸准确，品质较高；落料件尺寸准确，品质较高；l但材料消耗多。

但材料消耗多。

有搭边排样：

有搭边排样：

各落料件之间均留有一定尺寸的搭边。

各落料件之间均留有一定尺寸的搭边。

图图8-4同一落料件的四种排样方式同一落料件的四种排样方式21二、修整二、修整修整修整是利用修整模沿冲裁件外缘或内孔刮削一薄层金属，以切掉是利用修整模沿冲裁件外缘或内孔刮削一薄层金属，以切掉冲裁件上的剪裂带和毛刺冲裁件上的剪裂带和毛刺，从而，从而提高冲裁件的尺寸精度提高冲裁件的尺寸精度（IT6IT7），降低表面粗糙度值降低表面粗糙度值（Ra0.81.6m）。

修整冲裁件的外形称修整冲裁件的外形称外缘修整外缘修整，修整冲裁件的内孔称，修整冲裁件的内孔称内孔修整内孔修整。

修整的机理：

修整的机理：

与与冲裁完全冲裁完全不同，不同，而与而与切削加工切削加工相似。

相似。

22对于大间隙冲裁件：

对于大间隙冲裁件：

单边修整量一般为板料厚度的单边修整量一般为板料厚度的10；对于小间隙冲裁件：

对于小间隙冲裁件：

单边修整量在板料厚度的单边修整量在板料厚度的8以下。

以下。

当冲裁件的修整总量大于一次修整量时，或板料厚度大于当冲裁件的修整总量大于一次修整量时，或板料厚度大于3mm时，均需多次修整。

时，均需多次修整。

外缘修整模的凸凹模间隙，单边取外缘修整模的凸凹模间隙，单边取0.0010.01mm。

也可以。

也可以采用负间隙修整，即凸模刃口尺寸大于凹模刃口尺寸的修整工采用负间隙修整，即凸模刃口尺寸大于凹模刃口尺寸的修整工艺。

艺。

23三、精密冲裁三、精密冲裁精密冲裁精密冲裁是指通过一