沖壓工藝的基礎(chǔ)知識(shí)和詳細(xì)介紹

1、 沖壓沖壓 板料沖壓板料沖壓-利用沖模使板料產(chǎn)生分離或變形的加工利用沖模使板料產(chǎn)生分離或變形的加工方法。方法。 加工范圍加工范圍-冷態(tài)下冷態(tài)下8 8毫米；毫米； 熱態(tài)沖壓熱態(tài)沖壓8-108-10毫米。毫米。 設(shè)備及模具設(shè)備及模具-板料沖壓是在板料沖壓是在沖床沖床上利用模具進(jìn)行沖上利用模具進(jìn)行沖壓加工。壓加工。 常見沖壓材料常見沖壓材料-低碳鋼、銅合金、鋁合金、鎂合金及低碳鋼、銅合金、鋁合金、鎂合金及塑性高的合金鋼。非金屬材料如橡膠、皮革、毛氈、塑性高的合金鋼。非金屬材料如橡膠、皮革、毛氈、硬紙板等硬紙板等。板料沖壓具有如下特點(diǎn)：板料沖壓具有如下特點(diǎn)： 可以沖壓出形狀相對(duì)復(fù)雜的零件，廢料少。可以

2、沖壓出形狀相對(duì)復(fù)雜的零件，廢料少。 產(chǎn)品具有足夠高的精度和較低的表面粗糙度，產(chǎn)品具有足夠高的精度和較低的表面粗糙度， 互換性能好?；Q性能好。 能獲得質(zhì)量輕、材料消耗少、強(qiáng)度和剛度能獲得質(zhì)量輕、材料消耗少、強(qiáng)度和剛度 較高的零件。較高的零件。 沖壓操作簡單，工藝過程便于機(jī)械化和沖壓操作簡單，工藝過程便于機(jī)械化和 自動(dòng)化，生產(chǎn)率高。零件成本低。自動(dòng)化，生產(chǎn)率高。零件成本低。修 整落 料 、 沖 孔切 舌切 斷分 離 工 序翻 邊拉 深成 型彎 曲變 形 工 序基 本 工 序第一節(jié)第一節(jié) 分離工序分離工序 分離工序分離工序-使坯料的一部分與另一部分相互分使坯料的一部分與另一部分相互分離的工序。它是

3、許多工序如沖孔、落料、切斷等的總離的工序。它是許多工序如沖孔、落料、切斷等的總稱稱。一一. .落料及沖孔（沖裁）落料及沖孔（沖裁） 落料落料是被分離的部分為是被分離的部分為成品成品，而周邊是，而周邊是廢料廢料；沖孔沖孔是被分離的部分為是被分離的部分為廢料廢料，而周邊是，而周邊是成品成品;1. 1. 沖裁變形過程沖裁變形過程 彈性彈性變形變形塑性塑性變形變形斷裂斷裂分離分離影響沖裁的主要因素：沖模間隙、刃口的鋒利程度及沖裁力。影響沖裁的主要因素：沖模間隙、刃口的鋒利程度及沖裁力。彈性變形階段彈性變形階段塑性變形階段塑性變形階段斷裂分離階段斷裂分離階段彈性變形彈性變形塑性變形塑性變形斷裂階段斷裂階

4、段沖裁沖裁2、凸凹模凸凹模間隙間隙 凹模間隙凹模間隙c c的確定：間隙不能的確定：間隙不能過大過大，也不能，也不能過小過小。 間隙合適間隙合適間隙過大間隙過大間隙過小間隙過小凸凹模間隙對(duì)沖裁件質(zhì)量的影響凸凹模間隙對(duì)沖裁件質(zhì)量的影響當(dāng)間隙過小時(shí)，如圖示，外表尺寸略有當(dāng)間隙過小時(shí)，如圖示，外表尺寸略有增大，內(nèi)腔尺寸略有縮?。◤椥曰貜?fù)）。增大，內(nèi)腔尺寸略有縮?。◤椥曰貜?fù)）。光面寬度增加，塌角、毛刺、斜度等都光面寬度增加，塌角、毛刺、斜度等都有所減小，工件質(zhì)量較高。有所減小，工件質(zhì)量較高。當(dāng)間隙過大時(shí)，如圖示，斷面光面減小，當(dāng)間隙過大時(shí)，如圖示，斷面光面減小，塌角與斜度增大，形成厚而大的拉長毛塌角與斜

5、度增大，形成厚而大的拉長毛刺，且難以去除，同時(shí)沖裁的翹曲現(xiàn)象刺，且難以去除，同時(shí)沖裁的翹曲現(xiàn)象嚴(yán)重。外形尺寸縮小，內(nèi)腔尺寸增大，嚴(yán)重。外形尺寸縮小，內(nèi)腔尺寸增大，模具壽命較高。模具壽命較高。當(dāng)間隙合適時(shí)，如圖所示，這時(shí)光面約當(dāng)間隙合適時(shí)，如圖所示，這時(shí)光面約占板厚的占板厚的1/21/3左右，切斷面的塌角、左右，切斷面的塌角、毛刺和斜度均很小。零件的尺寸幾乎與毛刺和斜度均很小。零件的尺寸幾乎與模具一致，完全可以滿足使用要求。模具一致，完全可以滿足使用要求。間隙小間隙小間隙大間隙大間隙適中間隙適中2、凸凹模凸凹模間隙間隙 凹模間隙凹模間隙c c的確定：間隙不能的確定：間隙不能過大過大，也不能，也不

6、能過小過小。 c = mc單邊間隙值單邊間隙值板料厚度，板料厚度，mmm與材料性能及厚度有關(guān)的系數(shù)與材料性能及厚度有關(guān)的系數(shù)低碳鋼、純鐵低碳鋼、純鐵 ：m=0.060.09銅、鋁合金：銅、鋁合金： m=0.060.1高碳鋼：高碳鋼： m=0.080.01料厚料厚3mm時(shí)，時(shí)，m適當(dāng)放大。適當(dāng)放大。按材料種類及厚度按材料種類及厚度選擇間隙選擇間隙3、 凸凹模刃口尺寸的確定：凸凹模刃口尺寸的確定： 落料模：取凹模作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)落料模：取凹模作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 凹模刃口尺寸凹模刃口尺寸 = 工件要求尺寸（工件要求尺寸（小尺寸小尺寸）；）； 凸模刃口尺寸凸模刃口尺寸 = 凹模刃口尺寸凹模刃口尺寸 - 間隙值間

7、隙值 沖孔模：取凸模作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)沖孔模：取凸模作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 凸模刃口尺寸凸模刃口尺寸 = 工件要求尺寸（工件要求尺寸（大尺寸大尺寸）；）； 凹模刃口尺寸凹模刃口尺寸 = 凸模刃口尺寸凸模刃口尺寸 + 間隙值間隙值落料件尺寸隨凹模刃口磨損而增大，沖孔件尺寸隨凸落料件尺寸隨凹模刃口磨損而增大，沖孔件尺寸隨凸模磨損而減小，所以模磨損而減小，所以落料凹模落料凹?；境叽鐟?yīng)取基本尺寸應(yīng)取工件尺寸公差范圍內(nèi)的工件尺寸公差范圍內(nèi)的較小的尺寸。較小的尺寸。沖孔凸模沖孔凸?；境叽鐟?yīng)取基本尺寸應(yīng)取工件尺寸公差范圍內(nèi)的工件尺寸公差范圍內(nèi)的較大尺寸。較大尺寸。4、沖裁力的計(jì)算：、沖裁力的計(jì)算：平刃沖模的沖裁力按下式

8、計(jì)算平刃沖模的沖裁力按下式計(jì)算: : P = KLsP = KLs式中：式中：P P沖裁力，沖裁力，N N ； L L沖裁周邊長（沖裁周邊長（mmmm）；）； s s坯料厚度（坯料厚度（mmmm）；）； K K系數(shù)，常取系數(shù)，常取1.31.3； 材料抗剪強(qiáng)度（材料抗剪強(qiáng)度（MPaMPa），?。?，取=0.8b=0.8b。5 5、沖裁件的排樣：、沖裁件的排樣： 排樣是指落料件在條料，帶料或板料上合理布置的方法排樣是指落料件在條料，帶料或板料上合理布置的方法 落料件的排樣有兩種類型：無搭邊排樣和有搭邊排樣。落料件的排樣有兩種類型：無搭邊排樣和有搭邊排樣。合理排樣可提高材料利用率。合理排樣可提高材料利

9、用率。不同排樣方式材料消耗對(duì)比修 整落 料 、 沖 孔切 舌切 斷分 離 工 序翻 邊拉 深成 型彎 曲變 形 工 序基 本 工 序 二二 修整修整 修整是利用修整模沿沖裁件外緣或內(nèi)孔刮削一薄修整是利用修整模沿沖裁件外緣或內(nèi)孔刮削一薄層金屬，以切掉普通沖裁時(shí)在沖裁件斷面上存留的剪層金屬，以切掉普通沖裁時(shí)在沖裁件斷面上存留的剪裂帶和毛刺，從而提高沖裁件的尺寸精度和降低表面裂帶和毛刺，從而提高沖裁件的尺寸精度和降低表面粗糙度。粗糙度。修整后沖裁件公差等級(jí)修整后沖裁件公差等級(jí)達(dá)達(dá)IT6IT7，表面粗糙度，表面粗糙度Ra為為0.81.6m。修整工序簡圖修整工序簡圖三三 切斷切斷 切斷切斷-用剪刃或沖模

10、將板料沿不封閉輪廓進(jìn)行分離的工序。用剪刃或沖模將板料沿不封閉輪廓進(jìn)行分離的工序。此外還有切舌（如圖所示）、切邊、剖切等工序此外還有切舌（如圖所示）、切邊、剖切等工序 。修 整落 料 、 沖 孔切 舌切 斷分 離 工 序翻 邊拉 深成 型彎 曲變 形 工 序基 本 工 序第二節(jié)第二節(jié) 變形工序變形工序 變形工序變形工序-使坯料的一部分相對(duì)另一部分產(chǎn)生位移使坯料的一部分相對(duì)另一部分產(chǎn)生位移而不破裂的工序。它是許多工序的總稱如拉深、彎曲而不破裂的工序。它是許多工序的總稱如拉深、彎曲等。等。一、一、 拉深拉深 ：使板料（淺的空心件）成：使板料（淺的空心件）成形為空心件（深的空心件），而厚度基形為空心件

11、（深的空心件），而厚度基本不變的加工方法成為拉深。本不變的加工方法成為拉深。（1 1）拉深變化過程）拉深變化過程拉深過程及變形特點(diǎn)：拉深過程及變形特點(diǎn)： 拉深過程如圖示，其凸模和拉深過程如圖示，其凸模和凹模有一定的圓角，其間隙一般凹模有一定的圓角，其間隙一般稍大于板料厚度。拉深件的底部稍大于板料厚度。拉深件的底部一般不變形，厚度基本不變。直一般不變形，厚度基本不變。直壁厚度有所減小。壁厚度有所減小。圓筒形零件的拉深圓筒形零件的拉深一一 拉深拉深拉深拉深（2） 拉深中的廢品拉深中的廢品 。拉裂拉裂起皺起皺現(xiàn)場拉裂起皺件現(xiàn)場拉裂起皺件起皺起皺正確選擇拉伸系數(shù)正確選擇拉伸系數(shù)凸凹模圓角半徑凸凹模圓角

12、半徑拉深中常見的廢品及防止措施拉深中常見的廢品及防止措施 拉裂拉裂 ：從拉深過程中可以看到，拉伸件中最危險(xiǎn)的部位從拉深過程中可以看到，拉伸件中最危險(xiǎn)的部位是直壁與底部的過渡圓角處，當(dāng)拉應(yīng)力超過材料的強(qiáng)度極限是直壁與底部的過渡圓角處，當(dāng)拉應(yīng)力超過材料的強(qiáng)度極限時(shí)，此處將被時(shí)，此處將被“拉裂拉裂”。防止。防止“拉裂拉裂”的措施有：的措施有：潤滑不足或不適當(dāng)潤滑不足或不適當(dāng)凸凹模間隙凸凹模間隙正確選擇拉深系數(shù)正確選擇拉深系數(shù) 拉深件直徑拉深件直徑d與坯料直徑與坯料直徑D的比值稱為拉深系數(shù)，的比值稱為拉深系數(shù)，用用m表示，即表示，即m = d/D。 拉深系數(shù)不小于拉深系數(shù)不小于0.50.8。坯料的塑性

13、差取上限值，。坯料的塑性差取上限值，塑性好取下限值。塑性好取下限值。 如果拉深系數(shù)過小，不能一次拉深如果拉深系數(shù)過小，不能一次拉深成形時(shí)，則可采用多次拉深工藝。成形時(shí)，則可采用多次拉深工藝。 第一次拉深系數(shù)第一次拉深系數(shù) m1 = d1/D 第二次拉深系數(shù)第二次拉深系數(shù) m2 = d2/d1 第幾次拉深系數(shù)第幾次拉深系數(shù) mn = dn/dn-1 總的拉深系數(shù)總的拉深系數(shù) m = m1m2mn 凸凹模的圓角半徑凸凹模的圓角半徑：材料為鋼的拉深件，?。翰牧蠟殇摰睦罴?，取r凹凹=10，而，而r凸凸=（0.61）r凹凹。這兩個(gè)圓角半徑過小，產(chǎn)。這兩個(gè)圓角半徑過小，產(chǎn)品容易拉裂。品容易拉裂。凸凹模間

14、隙凸凹模間隙：一般?。阂话闳=（1.11.2）.避免起皺的工藝方法避免起皺的工藝方法起皺起皺：拉深系數(shù)越小，板料的相對(duì)厚度越薄越容易起皺：拉深系數(shù)越小，板料的相對(duì)厚度越薄越容易起皺（3） 旋壓：用旋壓法制作拉深件旋壓：用旋壓法制作拉深件二、彎曲二、彎曲 是坯料的一部分相對(duì)于另一部分彎曲成一定曲率或角度的是坯料的一部分相對(duì)于另一部分彎曲成一定曲率或角度的 工序。工序。拉應(yīng)力拉應(yīng)力壓應(yīng)力壓應(yīng)力二、彎曲二、彎曲 是坯料的一部分相對(duì)于另一部分彎曲成一定曲是坯料的一部分相對(duì)于另一部分彎曲成一定曲率或角度的率或角度的 工序。工序。 回彈 回彈現(xiàn)象回彈現(xiàn)象由于彈性變形的恢復(fù)，坯料略微彈回一點(diǎn)，由于彈性變形

15、的恢復(fù)，坯料略微彈回一點(diǎn)，使被彎曲的角度增大。一般回彈角為使被彎曲的角度增大。一般回彈角為010 彎曲時(shí)還應(yīng)盡可能使彎曲線與彎曲時(shí)還應(yīng)盡可能使彎曲線與坯料纖維方向垂直。坯料纖維方向垂直。與坯料纖維方向垂直與坯料纖維方向垂直3 3 翻邊翻邊翻邊孔的容許值翻邊孔的容許值K=do / d 翻邊是在坯料的平面部分或曲面部分上使板料沿一定的翻邊是在坯料的平面部分或曲面部分上使板料沿一定的曲率翻成豎立邊緣的沖壓成型方法。內(nèi)孔翻邊和外緣翻邊。曲率翻成豎立邊緣的沖壓成型方法。內(nèi)孔翻邊和外緣翻邊。 翻邊 圓孔翻邊舉例4 4、 成型成型 利用局部變形使坯料或使半成品改變形狀的工序。利用局部變形使坯料或使半成品改變

16、形狀的工序。用橡皮壓制筋條用橡皮芯脹型多工序成型零件多工序成型零件落料后；落料后；三次拉深；三次拉深；沖孔；沖孔；翻邊；翻邊；沖缺。沖缺。5 5 沖模的分類和構(gòu)造沖模的分類和構(gòu)造沖模的分類沖模的分類簡簡單單模模連連續(xù)續(xù)模模復(fù)復(fù)合合模模簡單沖模：簡單沖模： 在沖床的一次沖程中只完成一個(gè)工序的沖模。在沖床的一次沖程中只完成一個(gè)工序的沖模。連續(xù)沖模：連續(xù)沖模： 在沖床的一次沖程中，在模具的不同部位同時(shí)完在沖床的一次沖程中，在模具的不同部位同時(shí)完成數(shù)道工序的模具。成數(shù)道工序的模具。復(fù)合沖模復(fù)合沖模： 在沖床的一次沖程中，在模具的同一部位同時(shí)完在沖床的一次沖程中，在模具的同一部位同時(shí)完成數(shù)道工序的模具。

17、成數(shù)道工序的模具。簡單沖模簡單沖模 在沖床的一次沖程中只完成一個(gè)工序的沖模，稱為簡單在沖床的一次沖程中只完成一個(gè)工序的沖模，稱為簡單沖模。沖模。模具簡單模具簡單,造價(jià)低。造價(jià)低。簡單沖模簡單沖模 沖床的一次沖程中，在模具不同部位上同時(shí)完成數(shù)道沖床的一次沖程中，在模具不同部位上同時(shí)完成數(shù)道沖壓工序的模具，稱為連續(xù)模。沖壓工序的模具，稱為連續(xù)模。生產(chǎn)率高，要求定位精度生產(chǎn)率高，要求定位精度高。高。連續(xù)沖模（級(jí)進(jìn)模）連續(xù)沖模（級(jí)進(jìn)模）連續(xù)沖模連續(xù)沖模 沖床的一次沖程中，在模具同一部位上同時(shí)完成數(shù)道沖壓沖床的一次沖程中，在模具同一部位上同時(shí)完成數(shù)道沖壓工序的模具，稱為復(fù)合模。工序的模具，稱為復(fù)合模。精

18、度高，模具復(fù)雜。精度高，模具復(fù)雜。復(fù)合模復(fù)合模落料沖孔復(fù)合模落料沖孔復(fù)合模凸、凹模做成一體凸、凹模做成一體6 6 沖壓件的結(jié)構(gòu)工藝性沖壓件的結(jié)構(gòu)工藝性(1)、沖壓件的形狀及尺寸：、沖壓件的形狀及尺寸：對(duì)落料件和沖孔件的要求：對(duì)落料件和沖孔件的要求：落料件的外形和沖孔件的孔形應(yīng)力求簡單、對(duì)稱；落料件的外形和沖孔件的孔形應(yīng)力求簡單、對(duì)稱；如圖所示；如圖所示；沖孔的尺寸不能過小，沖孔的尺寸不能過小，如圖所示；如圖所示；沖裁件上直線與直線、曲線與直線的交接處，應(yīng)沖裁件上直線與直線、曲線與直線的交接處，應(yīng)采用圓弧連接，采用圓弧連接，如圖所示；如圖所示；沖壓件排料應(yīng)以節(jié)約材料、降低成本和保證質(zhì)量沖壓件排料應(yīng)以節(jié)約材料、降低成本和保證質(zhì)量為本，為本，如圖所示；如圖所示；不合理的落料外形沖孔件尺寸與厚度 關(guān)系對(duì)彎曲件的要求：對(duì)彎曲件的要求： 彎曲件形狀應(yīng)盡量對(duì)稱，彎曲半徑不能小于材料允許彎曲件形狀應(yīng)盡量對(duì)稱，彎曲半徑不能小于材料允許的最小彎曲半徑，并應(yīng)