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冲压基础知识

第一章冷冲压概论

1.1冲压工艺特点

1.冲压

是金属塑性成形的基本方法之一，它利用冲模在压机上对金属板料施加压力，使其分离或变形，从而得到一定形状，并且满足一定使用要求零件的加工方法。

通常在常温（冷态）下进行，又称冷冲压。

主要用于加工板料，又称板料冲压。

2.冲压三要素：

冲床、模具、原材料。

1.2冷冲压基本工序及模具

1.冲压工序

分离工序：

指冲压过程中使冲压件与板料沿一定的轮廓相互分离的工序。

基本工序：

冲孔、落料、切断、切口、切边、剖切、整修等。

成形工序：

指材料在不破裂的条件下产生塑性变形，从而获得一定形状、尺寸和精度要求的零件。

基本工序：

弯曲、拉深、成形、冷挤压等。

2模具

1）单工序模：

在冲压的一次行程过程中，只能完成一个冲压工序的模具。

2）级进模：

在冲压的一次行程过程中，在不同的工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。

3）复合模：

在冲压的一次行程过程中，在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。

复合冲压模有正装式和倒装式两种结构。

其

中正装式是凸凹模置于上模部分，倒装式则是凸凹模置于下模部分。

3•常见冲压工序及相应模具

1）分离工序

（1）冲孔：

用冲孔模沿封闭轮廓冲裁工件或毛坯，冲下部分为废料。

（2）落料：

用落料模沿封闭轮廓冲裁板料或条料，冲下部分为制件。

（3）切断：

用剪刃或模具切断板料或条料的部分周边，并使其分离。

（4）切口：

用切口模将部分材料切开，但并不使它完全分离，切开部分材料发生弯曲。

（5）切边：

用切边模将坯件边缘的多余材料冲切下来。

（6）剖切：

用剖切模将坯件（弯曲件或拉深件）剖成两部分或几部分。

（7）整修：

用整修模去掉坯件外缘或内孔的余量，以得到光滑的断面和精确的尺寸。

2）塑性变形工序

（1）弯曲：

把平面毛坯料制成具有一定角度和尺寸要求的一种塑性成形工艺。

压弯：

用弯曲模将平板（或丝料、杆件）毛坯压弯成一定尺寸和角度，或将已弯件作进一步弯曲。

卷边：

用卷边模将条料端部按一定半径卷成圆形。

扭弯：

用扭曲模将平板毛坯的一部分相对另一部分扭转成一定的角度。

（2）拉深：

将一定形状的平板毛坯通过拉深模冲压成各种形状的开口空心件；或以开口空心件为毛坯通过拉深，进一步使空心件改变形状和尺寸的冷冲压加工方法。

变薄拉深：

用变薄拉深模减小空心件毛坯的直径与壁厚，以得到底厚大于壁厚的空心件。

（3）成形：

通过板料的局部变形来改变毛坯的形状和尺寸的工序的总称。

起伏成形：

平板毛坯或制件在模具的作用下，产生局部凸起（或凹下）的冲压方法。

翻边：

指利用模具将工件上的孔边缘或外缘边缘翻成竖立的直边的冲压工序。

缩口：

指将预先拉深好的圆筒或管状坯料，通过模具将其口部缩小的冲压工序。

整形：

利用模具将弯曲或拉深件局部或整体产生不大的塑性变形的冲压工序。

校平：

指利用模具将有拱弯、翘曲的平板制件压平的冲压工序。

2.3冲裁工艺方案制定基本工序的排列与组合

对多种方案进行分析比较，得出较佳方案。

（2）级进工艺

（3）复合工艺即采用一副复合模一次冲裁完成。

分析比较：

（1）单工序工艺：

模具结构简单，制造成本较低，但制件内外形的位置精度难以得到保证，且所占用设备及工人较多，生产效率低

（2）级进工序工艺：

制件内外形位置精度较易得到保证，易于实现自动化生产,生产效率高，但模具结构较复杂，制造成本较高。

（3）复合工序工艺：

制件内外形位置精度高，生产效率高，但模具结构复杂，制造困难。

2.4.2搭边

搭边：

指冲裁时制件与制件之间、制件与条料边缘之间的余料。

（1）搭边的作用

1）能够补偿定位误差，保证冲出合格的制件；

2）能保持条料具有一定的刚性，便于送料；3）能起到保护模具的作用。

（2）搭边值的选取

（1）冲裁间隙影响的因素

1）冲裁件断面

光亮带：

在材料被挤入凹模（或凸模挤入材料）时所形成。

间隙适中时可获得较大的光亮带。

间隙愈大，光亮带愈小，但间隙过小，则会造成两次断裂，形成两个光亮带。

塌角带：

由冲裁开始时材料的塑性变形形成。

间隙愈大，则塌角愈大。

断裂带：

材料发生断裂所形成。

断裂带在冲裁断面上形成粗糙的斜面。

间隙愈大,断裂带愈大，但间隙过小，则会造成两次断裂，形成两个断裂带。

毛刺：

由断裂时材料纤维的牵扯所形成。

间隙愈大，毛刺愈长，材料塑性愈好，毛刺愈长。

2）冲裁件尺寸精度

间隙过大，材料产生拉伸弹性变形，使制件的

外形尺寸小于凹模尺寸，内形尺寸大于凸模尺寸；

间隙过小，材料产生压缩弹性变形，使制件的

外形尺寸大于凹模尺寸，内形尺寸小于凸模尺寸。

3）冲压力

间隙的增大，将使冲压力有所减小。

4）模具寿命

过小的间隙对模具寿命极为不利。

较大间隙有利于减少材料对凸、凹模的磨损，则有助于提高模具寿命。

（2）合理间隙值确定的原则

1）当冲裁件尺寸精度要求不高，或对断面质量无特殊要求时，从提高模具寿命、降低冲压力角度出发，一般采用较大间隙。

2）当冲裁件尺寸精度要求较高，或对断面质量有较高要求时，应选择较小的间隙。

3）冲裁过程中凸、凹模的磨损将使间隙增大，因此，设计时应按所选间隙类别中的最小间隙值来计算刃口尺寸。

2.6冲压定位方式

2.6.1冲压定位零件

1.定位零件的作用

（1）定距：

在送料方向上控制送料的进距；

（2）导向：

保证板料沿送料方

向正确送进。

2.定位零件的结构形式

（1）定位板与定位销

用于单个毛坯进行冲压加工，保证前后工序的相对位置精度及工件内孔与外轮廓的位置精度的要求。

定位板选择原则：

1）定位板便于取放工件，操作安全；

2）形状不对称工件，定位板须有方向性；

3）需多道冲压工序完成的工件，定位板取同一个定位基准。

（2）挡料销

保证条料送进时的送进距离。

常用于落料模和复合模，2-3个工位的简单级进模有时也用。

1）固定挡料销

2）活动挡料销

活动挡料销通常安装在倒装落料模或倒装复合模的弹压卸料板上。

3）可调式活动挡料销

常用于通用冲模，安装在卸料板上，可调整挡料定位位置，不适用于较薄较软材料的冲裁。

送料过程为一推一拉。

4）始用挡料销

用于确定级进模中条料料头在第一次送进时的准确位置，而临时使用的定位

挡料装置。

不适用于多工位的级进模。

（3）导料销

用于毛坯以外形定位，多用于有弹压卸料板的单工序模和复合模。

（4）导料板（导尺）在固定卸料式冲模和级进模中起导向作用。

分离式导料板整体式导料板

有侧压导料板

消除条料的宽度误差造成的工件尺寸精度降低。

当板厚小于0.3mm或自动

送料时，不宜采用有侧压导料板。

（5）侧刃

以切去条料旁侧少量材料来限定送料进距，送料精度及生产效率高。

侧刃结构

1）长方形侧刃

制造简单，但当侧刃刃口部分磨钝后，会使条料边缘处出现毛刺而影响正常送进。

2）成形侧刃（燕尾形刃口）

克服了长方形侧刃的缺点，但制造较复杂，增大了切边宽度，材料利用率降低。

刃口的磨损较严重，强度也较差，因此不适于冲厚料。

适用于板厚在0.5mm以下，定位精度较高的冲裁。

3）尖角形侧刃

与弹簧挡料销配合使用，节省材料，但操作麻烦，生产效率低，不常采用，只在冲裁贵重金属时使用。

米用侧刃的条件：

1）窄长工件2）料厚较薄（t<0.5mm）3）成形侧刃成形工件侧边外形

（6）导正销（导头）

常用于级进模中，以保证工件上的孔与外形的相对位置精度，消除送料的步距误差，起到精确定位的作用。

导正销在凸模上的固定形式固定在凸模固定板上的导正销

工步较多，精度较高，零件上又无适宜导正的孔的级进模，常在条料的空位处设置工艺孔，供导正销导正条料。

2.6.2冲压定位方式

1.使用原则

（1）保证精度的前提下，尽量简单、易操作；

（2）以“必需、够用”为设置定位元件的原则；

（3）应满足制件生产类型的需求。

（4）在保证精度、满足生产类型的前提下，尽量提高材料利用率。

2.定位方式

（1）以导料销、挡料销组合定位

以一挡料销定距，以两导料销导向。

一般用于单工序模和复合工序模等定位精度要求不咼的场合。

特点是制造简单，操作方便，对材料精度要求低，但定位精度低，材料利用率低，生产效率低。

（2）以临时挡料销、挡料销和导料板组合定位

以初始挡料销确定条料初始位置，以挡料销定距，以导料板导向。

一般适用于三工位以下的级进模。

特点是制造简单，对材料精度要求较低，但定位精度较低，操作不方便，材料利用率较低，生产效率低。

（3）以临时挡料销、挡料销、导正销和导料板组合定位

以临时挡料销确定条料初始位置，以挡料销粗定距，以导正销作精定位，以导料板导向。

一般用于三工位以下的级进模。

其特点是制造简单，对材料精度要求较低，定位精度较高，操作不方便，材料利用率较低，生产效率低。

（4）以侧刃和导料板组合定位

以侧刃定距，以导料板导向，一般适用于三工位以下的级进模。

特点是定位精度较高，操作方便，生产效率高，制造较复杂，材料利用率较低。

（5）以侧刃、导正销和导料板组合定位

以侧刃定距，以导正销作精定距，以导料板导向。

适用于多工位级进模。

特点是定位精度高，操作方便，生产效率高，制造较复杂，材料利用率较低。

2.7.1常用卸料、出件及压料零、部件

（1）卸料板：

指将包在凸模上的制件或废料从凸模上刮下来的零件。

形式：

刚性卸料板和弹压卸料板。

1）刚性卸料板

特点：

能承受较大的卸料力，卸料可靠、安全；但操作不方便，生产效率不高。

适用范围：

料厚在0.5mm以上的材料，常用于单工序模，与凸模间的单边间隙一般：

0.1。

封闭式：

适用于一般条料的冲裁。

悬臂式：

适用于窄而长的毛坯冲裁。

钩形：

适用于弯曲件和拉深件的冲裁。

2）弹压卸料板

特点：

有敞开的工作空间，操作方便，生产效率高，冲压前对毛坯有压紧作用，

冲压后又使冲压件平稳卸料，从而制件较为平整；但卸料力较小，结构复杂，可靠性与安全性较差。

适用范围：

卸料力不是特别大的各种冲裁模。

a）-向上卸料b）-向下卸料

橡胶等弹性元件卸料板，用于简单冲裁模

以弹压卸料板作为细长小凸模的导向，卸料板本身又以两个以上的小导柱导向，以免弹压卸料板产生水平摆动，从而保护小凸模不被折断。

1）刚性推件装置推件横梁

2）弹性推件装置限。

3）弹性顶件装置限。

（2）出件装置：

指将在凹模中的制件或废料从凹模口推出的装置

特点：

推件力大，推件可靠，但不具有压料作用。

特点：

冲压时能压住制件，制件质量较高，但弹出力有

特点：

冲压时能压住制件，制件质量较高，弹顶器弹力有

测试题

填空

1、普通冲裁件断面具有圆角带、光亮带、断裂带、和毛刺区四个明显区域。

判断

1、普通冲裁最后分离是塑性剪切分离。

（x）

1、侧刃常被用于定距精度和生产效率要求高的连续模，其作用是控制条料进给方向上的进给步距。

选择

1、在连续模中，条料进给方向的定位有多种方法，当进距较小，材料较薄，而生产率较高时，一般选用C定位较合理。

A、挡料销；B、导正销；C、侧刃；D、初始挡料销判断

1、冲压模使用刚性卸料的主要优点是卸料可靠；卸料力大。

（V）

2、当采用刚性卸料装置和下出件的模具时，其总工艺力为（X）

3、连接弹压卸料板时，可选用圆柱头普通螺钉。

（X）填空

1、模具的压力中心就是冲压力的合力的作用点，求压力中心的方法就是求空间平行力系的合力的作用点。

2、要使冷冲压模具正常而平稳地工作，必须使模具压力中心与模柄的轴心线重合（或偏移不大）。

3、弹性卸料装置除了起卸料作用外，还兼起压料作用。

它