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1、2-4 板料冲压,sheet forming,利用冲模使板料变形或分离的压力加工方法。一般板料冲压是在再结晶温度以下进行，所以又叫冷冲压。冷冲板料通常厚度不大于6mm。,冲压概念,具有塑性的金属：低碳钢、奥氏体不锈钢、铜或铝合金非金属材料：胶木、云母、纤维板、皮革,冲压材料,板料冲压,冲压优点,(1)冲压件精度高，表面光洁，无切削，互换性好(2)冲压件质量轻、强度、刚性较高(3)操作简便，生产率高，易于自动化(4)废料少，成本低,板料冲压,冲压局限,(1)变形冲压件的材料应有足够塑性与较低变形抗力(2)模具费用高，不宜单件小批生产,冲压应用,适于大批量生产,板料冲压,冲压设备,剪板机（剪床）把
2、板料剪切成条状坯料压力机（冲床）冲压坯料制成所需形状和尺寸的零件,板料冲压,工序分类,(1)分离工序板料一部分与另一部分分离 如落料与冲孔（沿封闭轮廓线分离）、切断（按不封闭轮廓线分离）等(2)变形工序坯料产生塑性变形而不破裂 如弯曲、拉深、翻边等,分离工序,1.冲裁,冲裁落料与冲孔 落料：从板料上冲出一定外形的零件或坯料，冲下部分是成品 冲孔：在板料上冲出孔，冲下部分是废料,1.1 冲裁概念,普通冲裁时由于间隙比较大，冲裁分离过程不是纯剪切状态，所以整个变形过程有以下三个阶段组成，其最后阶段因撕裂而分离。,弹性变形阶段:凸模压缩板料，使之产生局部弹性拉伸和弯曲变形，最终在工件上呈现出圆角带。
3、,塑性变形阶段:当板料变形区应力满足屈服条件时，便形成塑性变形，材料挤入凹模，并引起冷变形强化。在工件剪断面上表现为光亮带。此阶段终了时，在应力集中的刃口附近出现微裂纹，这时冲裁力最大。,断裂分离阶段：随着凸、凹模刃口的继续压入，上下裂纹延伸，以至相遇重合，板料被分离。这一过程在工件剪断面上产生一粗糙的撕裂带。,冲裁,1.2 冲裁过程,冲裁,1.2 冲裁过程,断面：圆角带、光亮带、断裂带、毛刺,冲裁,1.2 冲裁过程,冲裁零件断面的组成,影响冲裁件断面质量、模具寿命、卸料力、推件力、冲裁力,冲裁,1.3 冲裁工艺设计,1.3.1 凸凹模间隙,落料时：d凹=d料min，d凸=d凹-Z；冲孔时：d
4、凸=d孔max，d凹=d凸+Z,间隙过小，毛刺大，且模具摩擦严重；间隙过大，则光亮带小，摩擦较轻，卸料力和推件力小。所以冲裁件质量要求高时，选小间隙；否则选大间隙，延长冲模寿命。,冲裁,1.3 冲裁工艺设计,1.3.1 凸凹模间隙,1.3.2 凸凹模刃口尺寸,冲裁,1.3 冲裁工艺设计,1.3.3 排样设计,落料件在条料、带料或板料上的布置方法称为排样，要求：(1)提高冲裁件精度；(2)提高冲裁件性能（纤维方向）(3)提高材料利用率,落样件排样方法,冲裁,1.3 冲裁工艺设计,1.3.3 排样设计排样布置,冲裁,1.3 冲裁工艺设计,1.3.3 排样设计排样图,利用修整模沿冲裁件外缘或内孔刮削
5、一薄层金属，切掉剪裂带及毛刺，以提高精度，降低表面粗糙度。与切削加工相似，与冲裁不同。外缘修整（外形），内缘修整（内孔）。,分离工序,2.整修,分离工序,3.精密冲裁,又称无间隙冲裁，采用齿圈压板，三向压应力，塑性剪切无裂纹分离，断面与板面垂直，光亮，精度高,变形工序：使坯料的一部分相对另一部分产生位移而不破裂的工序为变形工序。拉深、弯曲、翻边、胀形等。,板料冲压,二、变形工序,1.弯曲,将坯料弯成具有一定角度或形状,变形工序,1.弯曲,1.1 弯曲变形,弯曲变形主要发生在弯曲中心角范围板料靠凸模侧受压缩短，靠凹模侧受拉伸长,弯曲,1.1 弯曲变形,1.1.1 最小弯曲半径,板厚一定，弯曲半径
6、r，板料外侧（靠凹模侧）伸长，直至弯裂，因此存在不弯裂的最小弯曲半径 减小最小弯曲半径的因素：(1)沿板料纤维方向弯曲(2)板料塑性好(3)板料表面质量好，光洁,弯曲,1.1 弯曲变形,1.1.2 中性层,变形区厚度方向，伸、缩变形区间，有一层金属不变形中性层,弯曲,1.1 弯曲变形,1.1.3 回弹,因弹性恢复，弯曲件角度和弯曲半径较凸模增大，回弹影响弯曲件精度 模具的弯曲角应减小一个回弹量（随板材屈服强度和弯曲角度而增大）,1.2.1 下料长度,弯曲,1.2 弯曲工艺设计,实际是弯曲件o-o中性层长度的计算,弯曲,1.2 弯曲工艺设计,1.2.2 弯曲力,与坯料板厚、材料、弯曲部面积等有关
7、，是设计弯曲模和选择压力机的主要依据,弯曲,1.2 弯曲工艺设计,1.2.3 弯曲工序,利用模具使落料后得到的平板坯料变形成开口空心零件的成形工序。拉深过程：底部不变形，直壁由D-d环形部分形成。,板料冲压,2.拉深,deep forming,二、变形工序,桶形件拉深,变形工序,2.拉深,2.1 拉深变形,凸缘直径减小，转化为侧壁，为主要变形区。该区径向受拉产生拉应变，切向（周向）受压产生压应变,变形工序,2.拉深,2.2 拉深系数,是衡量拉深变形程度的主要工艺参数，用拉深件直径与毛坯直径的比值m表示:m=d/D m，变形程度，拉深应力，易拉裂 为保证正常拉深，有一极限拉深系数，即最小拉深系数
8、,变形工序,2.拉深,2.3 拉深缺陷,压应力使板料失稳,拉应力超过材料的抗拉强度,变形工序,2.拉深,2.4 拉深缺陷的防止,(1)拉深系数不小于极限拉深系数(4)减小阻力：合理的压边力，模具表面粗糙度小和润滑好(2)凸凹模工作部分应为圆角(3)合理的凸凹模间隙(5)加压边圈（防止起皱）,变形工序,2.拉深,2.5 下料尺寸,筒形拉深件按变形前后表面积相同、形状相似原则，再加修边余量,变形工序,2.拉深,2.6 拉深次数,(1)小深度拉深件一次拉深(2)深腔拉深件多道次拉深 每道次拉深系数不大于极限拉深系数，而总拉深系数变小（m总=m1 m2 m3 mn）,变形工序,3.其他变形工序,3.1
9、 翻边,将工件上的孔或边缘翻出竖立或有一定角度的直边,变形工序,3.其他变形工序,3.2 胀形,利用模具使空心件或管状件由内向外扩张,变形工序,3.其他变形工序,3.3 缩口,利用模具使空心件或管状件的口部直径缩小,变形工序,3.其他变形工序,3.4 压筋,拉深坯料某一局部，可在坯料上获得凸起,板料冲压,三、冷冲压模具,1.简单冲模,一个冲压行程，完成一道冲压工序,板料冲压,三、冷冲压模具,2.连续冲模,一个冲压行程，在模具不同工位上同时完成两道以上工序,冲孔和落料同时进行,板料冲压,三、冷冲压模具,3.复合冲模,一个冲压行程，在模具同一工位先后完成两道以上工序,再拉深,先落料,板料冲压,三、
10、冷冲压模具,4.模具件分类,(1)工作零件：使板料成形，如凸模、凹模等(2)定位、导料零件：使板料定位、送进的零件，如挡料销、导料板等(3)卸料、压料零件：压住板料、将件或料从模具上卸下或推出的零件，如压边圈、卸料板、顶件板等(4)结构零件：起模具装配、固定的零件，如模座、模柄，模固定板、导柱、导套等,板料冲压,四、冲压工艺设计实例分析,1.工艺方案,考虑零件精度要求不高，生产批量较大，采用工艺方案三：工序集中，效率高，模具较简单，寿命较高,方案一：用简单冲模，先落料、后冲孔方案二：用复合冲模完成冲孔、落料方案三：用连续冲模同时完成冲孔、落料,端盖,板料冲压,四、冲压工艺设计实例分析,2.排样设计,
