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1、冲压工艺知识,戴军,1、了解常见冲压工序（冲压工艺概述）2、认识冲压成形工艺方法（冲裁/弯曲/拉深工艺简介)3、掌握常见工艺文件内容4、了解常见冲压板材性能,单元目标：,1.1工艺流程：,原材料（板料和卷料）入库开卷线大件清洗涂油、小件开卷剪切A、B、C等冲压生产线安装模具调试首件合格投入批量生产合格件防锈入库,冲压车间工艺流程图,1.冲压工艺概述,冲压板材,压力机,模具,1.冲压工艺概述,冲压板材,1.冲压工艺概述,1.3冲压的定义 冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件成形加工方法。冲压和锻造同属塑性加工(或压力加工)，
2、合称锻压。冲压的坯料主要是热轧和冷轧的钢板和钢带。,冲压板材,1.冲压工艺概述,1.4冲压的优点 经济方面 原材料省，且利用率高(一般可达70-90%)操作工艺方便 生产效率高，便于机械化与自动化 成本低 技术方面 可以获得用其他加工工艺难以加工的各种形状复杂的零件与制品；尺寸精度较高，质量稳定，互换性良好（一般IT810,最高达IT7）；在材料消耗不大的情况下，可获得强度高、刚度大、重量轻的零件；,冲压板材,1.冲压工艺概述,1.5冲压的局限性 制模成本高；技术要求高；不适用于单件及小批量生产；,1.6冲压工艺在工业生产中的地位和作用 在机械制造业中，冷冲压是一种生产效率很高的加工工艺，它给
3、生产提供了及其方便及最有利的条件。冲压工艺的应用范围很广，大到汽车的覆盖件，小至钟表及仪器仪表的元件，大多是冷冲压制成的。统计表明：汽车制造业中，6075冲压件 电机仪器仪表业中，6070 国防工业中，冲压件的比重也相当大,冲压板材,1.7冲压模具：,在冲压加工中，将材料加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冲压模具（俗称冲模）。,1.冲压工艺概述,冲压板材,冲压工艺方法概括起来可以分成两大类：热冲压和冷冲压，通常冲压使用冷冲压。基本工序分类图如下：,冷冲压工序分离工序 成形工序 冲裁 弯曲 拉延 成形,剪裁,落料,冲孔,切口,切边,弯曲,扭曲,拉延,起伏,成形,压印,1.冲压工艺概述
4、,1.8冲压工艺方法分类：,冲压板材,2.冲裁/弯曲/拉深工艺简介,2.1冲裁概述：,分类:,冲裁模：,冲裁：,利用模具使板料沿着一定的轮廓形状产生分离的一种冲压工序。,基本工序：落料和冲孔。既可加工零件，也可加工冲压工序件。,冲裁所使用的模具叫冲裁模，它是冲裁过程必不可少的工艺装备。凸、凹模刃口锋利，间隙小。,普通冲裁、精密冲裁,冲压工艺,工艺概述,成形工艺,工艺文件,冲压板材,2.冲裁/弯曲/拉深工艺简介,冲裁变形时板材变形区受力情况分析,了解和掌握冲裁变形规律，有利于冲裁工艺与冲裁模设计，控制冲裁件质量。,四对力，凸、凹模间隙存在，产生弯矩。,2.2冲裁变形过程,冲压工艺,工艺概述,成形
5、工艺,工艺文件,冲裁时作用于板料上的力 1-凸模 2-板材 3-凹模,冲压板材,2.冲裁/弯曲/拉深工艺简介,冲裁变形过程,冲压工艺,工艺概述,成形工艺,工艺文件,2.2冲裁变形过程,冲压板材,2.冲裁/弯曲/拉深工艺简介,间隙正常、刃口锋利情况下，冲裁变形过程可分为三个阶段：,1弹性变形阶段 变形区内部材料应力小于屈服应力。,2塑性变形阶段 变形区内部材料应力大于屈服应力。,凸、凹模间隙存在，变形复杂，并非纯塑性剪切变形，还伴随有弯曲、拉伸，凸、凹模有压缩等变形。,3断裂分离阶段 变形区内部材料应力大于强度极限。,裂纹首先产生在凹模刃口附近的侧面,凸模刃口附近的侧面,上、下裂纹扩展相遇,材料
6、分离,冲压工艺,工艺概述,成形工艺,工艺文件,2.3冲裁变形过程阶段,冲压板材,2.冲裁/弯曲/拉深工艺简介,2.4冲裁件质量及其影响因素,冲压工艺,工艺概述,成形工艺,工艺文件,冲压板材,2.冲裁/弯曲/拉深工艺简介,2.5冲裁件断面特征,圆角带a：,刃口附近的材料产生弯曲和伸长变形。,光亮带b：,塑性剪切变形。质量最好的区域。,断裂带c：,裂纹形成及扩展。,毛刺区d：,间隙存在，裂纹产生不在刃尖，毛刺不可避免。此外，间隙不正常、刃口不锋利，还会加大毛刺。,冲压工艺,工艺概述,成形工艺,工艺文件,冲压板材,2.冲裁/弯曲/拉深工艺简介,冲压工艺,工艺概述,成形工艺,工艺文件,2.6落料与冲孔
7、的区别与联系,冲压板材,2.冲裁/弯曲/拉深工艺简介,落料与冲孔 a)落料 b)冲孔,如图一,冲压工艺,工艺概述,成形工艺,工艺文件,冲压板材,2.冲裁/弯曲/拉深工艺简介,冲裁区应力、变形和冲裁件正常的断面状况a）冲孔件 b）落料件,冲压工艺,工艺概述,成形工艺,工艺文件,如图二,冲压板材,3.冲裁/弯曲/拉深工艺简介,3.1弯曲概述:,弯曲方法：,将板料、型材、管材或棒料等按设计要求弯成一定的角度和一定的曲率，形成所需形状零件的冲压工序。,弯曲方法可分为在压力机上利用模具进行的压弯以及在专用弯曲设备上进行的折弯、滚弯、拉弯等。,生活中弯曲件:,有什么？,冲压工艺,工艺概述,成形工艺,工艺文
8、件,冲压板材,3.冲裁/弯曲/拉深工艺简介,弯曲件缺陷：弯曲回弹(1).弯曲回弹：材料在常温下的弯曲总是伴有弹性变形，在卸载后，总变形中的弹性变形部分立即恢复，引起工件回跳，称为回弹，回弹的结果表现在弯曲件曲率和角度的变化。(2).影响回弹的因素：a材料的力学性能；b相对弯曲半径；c弯曲中心角；d弯曲方式及弯曲模；e工件的形状。一般情况下，减小弯曲回弹方法有：1）改进弯曲件局部结构和选用合适材料；2）补偿法；3）校正法；4）拉弯法。,3.2弯曲常见缺陷及原因,冲压工艺,工艺概述,成形工艺,工艺文件,冲压板材,3.冲裁/弯曲/拉深工艺简介,板料弯曲内部的应力状态,冲压工艺,工艺概述,成形工艺,工
9、艺文件,如图一,冲压板材,3.冲裁/弯曲/拉深工艺简介,板料弯曲状态,冲压工艺,工艺概述,成形工艺,工艺文件,如图二,冲压板材,3.冲裁/弯曲/拉深工艺简介,弯曲成形典型零件,冲压工艺,工艺概述,成形工艺,工艺文件,如图三,冲压板材,3.冲裁/弯曲/拉深工艺简介,模具压弯,折弯,滚弯,拉弯,冲压工艺,工艺概述,成形工艺,工艺文件,如图四,冲压板材,4.1拉深概述：拉深又称拉延，是利用拉深模在压力机的作用下，将平板坯料或空心工序件制成开口空心零件的加工方法。可以加工旋转体零件，还可加工盒形零件及其它形状复杂的薄壁零件。拉深模的特点:结构相对较简单，与冲裁模比较，工作部分有较大的圆角，表面质量要求
10、高，凸、凹模间隙略大于板料厚度。2）圆筒形件拉深变形分析拉深成形时的受力分析如图:F1、F2、F3、F5摩擦力;F4拉深力；Fy压边力。,4.冲裁/弯曲/拉深工艺简介,冲压板材,拉深时毛坯的法兰部分在拉深时会变厚，在切向压应力作用下，可能因失稳而起皱，同时法兰区材料变厚也会影响进料，这样会加剧弱区的变薄，弱区也就越易开裂。措施：1.压边圈方式的选择2.锥形压边，锥形凸模3.拉深件的材料：用于拉深的材料一般要求具有较好的塑性、低的屈强比、大的板平面方向性,4.冲裁/弯曲/拉深工艺简介,冲压板材,1.上模座2.模柄3.凸模固定板4.凹模5.定位板6.压边圈7.凸模8.下模板9.下模座,4.冲裁/弯
11、曲/拉深工艺简介,4.2拉深模的典型结构,冲压板材,4.冲裁/弯曲/拉深工艺简介,4.3拉深过程中的质量问题：,容易出现问题：起皱、拉毛、开裂等等。,拉深模特点：,结构相对较简单，与冲裁模比较，工作部分有较大的圆角，表面质量要求高，凸、凹模间隙略大于板料厚度。,起皱,拉毛,开裂,冲压板材,4.冲裁/弯曲/拉深工艺简介,拉深件类型,如图一,冲压板材,4.冲裁/弯曲/拉深工艺简介,拉深变形过程,拉深的网格试验,如图二,冲压板材,4.冲裁/弯曲/拉深工艺简介,凸缘变形区的起皱,如图三,冲压板材,4.冲裁/弯曲/拉深工艺简介,如图四,筒壁的拉裂,冲压板材,5.掌握常见工艺文件,通过对冲压工艺文件的熟悉
12、，对冲压可能产生的质量问题起到预防作用。冲压工艺文件主要：工艺卡、检验指导书、三检台帐，冲压件缺陷警示卡、零件检测报告、技术通知单等。,5.1工艺文件概述：,5.2工艺卡、检验指导书、三检台帐、冲压件缺陷警示卡、零件检测报告主要作用如下：,图1,图2,图3,工艺卡：稳定生产工艺参数，保证零件品质质量。,冲压板材,5.掌握常见工艺文件,检验指导书、三检台帐、冲压件缺陷警示卡作用：方便统计、检查生产数据与警示员工过程检验，预防生产质量问题。,检验指导书,三检台帐,冲压件缺陷警示卡,冲压板材,5.掌握常见工艺文件,零件检测报告、技术通知单作用：分析、整改解决问题点参数，方便数据的统计及解决质量问题，
13、预防生产质量问题。,零件检测报告,零件检测报告,技术通知单,冲压板材,冲压用材料费用一般占冲压件成本的60-80%，作为汽车产品，它是影响整车成本的重要因素。1、板料的尺寸规格 a.厚度t（系列化）0.3mm、0.5mm、0.8 mm、1.0 mm b.带料（薄）c.块料（厚）,冲压工艺,工艺概述,成形工艺,工艺文件,冲压板材,6.冲压板材,6.1冲压板材简介,6.2冲压材料的冲压性能要求：冲压材料是影响零件质量和模具寿命的重要因素。6.2.1一般含碳量0.05-0.15%的低碳钢具有良好塑性2.2材料晶粒大小对塑性的影响：A、粒大（桔皮状）塑性低成形易破裂 B、晶粒过小-成型后弹复增加 C、
14、一般取0.8-2mm板材，晶粒度以5-9级为好，同一批钢板相邻级别以不超过2-5级为好6.2.3材料应具有抗压失稳起皱的能力6.2.4具有良好的机械性能及较大的变形能力。金属材料的机械性能是指抗拉强度、屈服强度、延伸率、硬度塑性应变比。,6.冲压板材,6.3.1钢板表面应光洁：如有擦伤、麻点、划痕、气孔或宿孔等缺陷或材料表面有分层现象时，则在冲压过程中有缺陷部位会产生应力集中而引起破裂 6.3.2外形尺寸符合工艺要求6.3.3表面无锈：如有锈，会损伤模具，影响后续焊接，涂装工序的正常进行6.3.4表面平整：材料表面不平，会影响剪切和冲压时的定位不稳而造成废品，或因在冲裁过程中钢板变形时的展开作
15、用而损坏冲头,6.冲压板材,6.3掌握冲压板材表面质量要领,6.4冲压板材分类 08，08F，08AL；（中国）SPCC，SPCD，SPCE；（日本）ST12，ST13，ST14；（德国）SPCC表示一般用冷轧碳素钢薄板及钢带，相当于中国Q195-215A牌号。其中第三个字母C为冷Cold的缩写。需保证抗拉试验时，在牌号末尾加T为SPCCT。DC01,6.冲压板材,SPCD表示冲压用冷轧碳素钢薄板及钢带，相当于中国08Al（13237）优质碳素结构钢。DC02 SPCE表示深冲用冷轧碳素钢薄板及钢带，相当于中国08Al（5213）深冲钢。需保证非时效性时，在牌号末尾加N为SPCEN。DC03SPCC是冷轧钢的代表钢种。SPCD与SPCC相比，其拉伸性较佳。SPCE与SPCC相比，其拉伸性更佳。,6.冲压板材,4.冲压板材,6.5冲压各种板材用途,6.冲压板材,课程回顾：,1、通过学习冲压的专业理论知识，掌握冲压工艺的基本原理。2、通过学习冲压工艺流程及实践操作知识，提高对冲压工艺的质量管理水平。3、通过对冲压工艺的熟悉，对冲压可能产生的质量问题起到预防作用。4、通过对冲压工艺的熟悉，对冲压板材性能以及表面质量控制、有效提升原材料质量保证产品质量；,
