冲压工艺

子学习情境1:汽车冲压工艺

一、任务编号：ZP1-1

二、学时：3学时

三、主要内容及目的

（1）熟悉汽车制造过程中冲压基本工艺。

（2）掌握汽车覆盖件冲压工艺编制。

学习内容:

（一）冲压工艺简介

◎ 汽车制造中有60%-70%的金属零部件需经塑性加工成形，冲压加工是完成金属塑性成形的一种重要手段，它是最基本、最传统、最重要的金属加工方法之一。如车身上的各种覆盖件、车内支撑件、结构加强件，还有大量的汽车零部件，如发动机的排气弯管及消声器、空心凸轮轴、油底壳、发动机支架、框架结构件、横纵梁等等，都是经冲压成形技术正向精密、多功能、高效节能、安全清洁的生产方向发展，冲压工件的制造工艺水平及质量，在较大程度上对汽车制造质量和成本有直接的影响。

所谓冲压工艺性是指冲压件对工艺品的适应性，即所设计的冲压件在尺寸大小、尺寸精度与基准、结构形状等是否符合冲压加工的工艺要求。汽车冲压件都应具有良好的工艺品性和经济性，衡量其水平的重要标志有冲压件的工序数、车身总成的分块数量和尺寸大小、冲压件的结构等因素。减少冲压过程的工序数，意味着减少冲压件数、节省工装数量、简化冲压过程的传送装置，缩减操作人员和冲压占地面积，是节约投资额和能耗的极好措施，所以冲压制造商都能把冲压工序数设计作为降低汽车制造成本的重要途径，甚至不惜改进产品设计来满足制造工艺方面的要求。同时，还应采用尽量大尺寸的合理的车身总成分块，如整块式车身左右侧板及车顶盖板，既可使汽车外形美观。空气阻力减少，又可减少冲压件数量及焊点，能有效地降低成本（图一）。而且现代汽车制造大量使用卷料、薄壳式整体车身结构的高强度钢板与镀锌钢板，都要求应用冲压新工艺。

现代冲压成形发展和研究的重大课题包括有：（1）模块式冲压及其控制；（2）新材料及复合材料冲压加工新工艺；（3）特种冲压成形技术；（4）计算机模拟冲压成形及虚拟试模技术；（5）模具制造技术；（6）冲压成形过程自动监控及失稳机理分析等项。

第1篇

一、引言

塑料冲压工艺作为一种重要的塑料成型技术，广泛应用于汽车、电子、家电、日用品等行业。它具有生产效率高、产品质量稳定、模具寿命长等优点。本文将详细介绍塑料冲压工艺的基本原理、设备、工艺流程及注意事项。

二、塑料冲压工艺的基本原理

塑料冲压工艺是将塑料板材或管材通过模具的压力加工，使其产生塑性变形，从而形成所需形状和尺寸的塑料制品。其主要原理如下：

1. 塑料板材或管材在加热、润滑和模具的作用下，进入模具腔内。

2. 模具施加压力，使塑料板材或管材产生塑性变形。

3. 塑料板材或管材在模具中冷却、固化，形成所需的塑料制品。

4. 模具开启，塑料制品从模具中取出。

三、塑料冲压工艺的设备

1. 模具：模具是塑料冲压工艺的核心，根据塑料制品的形状和尺寸设计。模具主要由型腔、凸模、凹模、导向板、顶杆等组成。

2. 冲压机：冲压机是塑料冲压工艺的主要动力设备，用于提供压力。常见的冲压机有液压机、机械压力机等。

3. 加热设备：加热设备用于加热塑料板材或管材，使其具有良好的塑性。常见的加热设备有热风加热、红外加热、电加热等。

4. 辅助设备：辅助设备包括输送设备、冷却设备、切割设备等，用于提高生产效率、保证产品质量。

四、塑料冲压工艺的工艺流程

1. 模具设计：根据塑料制品的形状、尺寸和材料要求，设计合适的模具。

2. 模具制造：根据模具设计图纸，加工制造模具。

3. 塑料板材或管材准备：将塑料板材或管材切割成所需尺寸，进行加热处理。

4. 模具安装：将模具安装到冲压机上。 5. 冲压加工：将加热后的塑料板材或管材放入模具腔内，施加压力进行冲压加工。

6. 冷却固化：塑料制品在模具中冷却固化。

7. 取出产品：模具开启，取出塑料制品。

8. 后处理：对塑料制品进行切割、打磨、焊接等后处理，使其达到最终要求。

五、塑料冲压工艺的注意事项

1. 模具设计：模具设计应充分考虑塑料制品的形状、尺寸、材料性能等因素，确保模具具有良好的加工性能。

1. 落料：将材料沿封闭轮廓分离，被分离下来的部分大多是平板形的零件或工序件。

2. 冲孔：将废料沿封闭轮廓从材料或工序件上分离下来，从而在材料或工序件上获得需要的孔。

3. 切断：将材料沿敞开轮廓分离，被分离的材料成为零件或工序件

4. 切舌：将材料局部而不是完全分离，并使被局部分离的部分达到工作所要求的一定位置，不要位于分离前所处的分平面上

5. 切边：利用冲模修切成形工序件的边缘，使之具有一定的形状和尺寸。

6. 剖切：用剖切模将成形工序件一分为二，主要用于不对称零件的成双或成组冲压成形之后的分离。

7. 弯曲：用弯曲模使材料产生塑性变形，从而弯成一定曲率，一定角度的零件。

8. 卷边：将工序件边缘卷成接近封闭圆形，用于加工类似铰链的零件。

9. 拉伸：将平板型的坯料或工序件变为开口空心件，或把开口空心工序件进一步改变形状和尺寸成为开口空心件。

10. 胀形：将空心工序件或管状件沿径向往外扩张，形成局部直径较大的零件。

11. 旋压：用旋轮使旋转状态下的坯料逐步成形为各种旋转体空心件。

12. 冲压成型性能：板料对冲压成型工艺的适应能力

13. 成型极限：在冲压成型过程中，材料的最大变形限度

14. 成型质量：冲压件的质量包括尺寸精度，形状精度，厚度变化，表面质量以及成型后材料的物理力学性能等方面的内容

15. 冲裁：利用模具使板料产生分离的一种冲压工序。

16. 冲压变形过程：弹性变形阶段，塑性变形阶段，断裂分离阶段。

17. 冲裁的4个断面：A位于凸模端面靠近刃口处B位于凹模端面靠近刃口处C位于凸模侧面靠近刃口处D位于凹模刃口侧面靠近刃口处。

18. 冲裁件的尺寸精度：冲裁件的实际尺寸与基本尺寸的差值，差值越小，精度越高。

19. 精度高的判断：材质软，厚度大，尺寸小，结构简单，精度高。

20. 间隙对冲裁力的影响：对冲裁力影响不大，间隙↑冲裁力↓，对卸料力，推件力影响大。

21. 间隙值的确定：冲裁件断面质量，尺寸精度和模具寿命

易拉罐成型工艺及冲压设备

1 易拉罐简介

易拉罐罐体分为两部分，由罐身和罐盖组成。罐身是用冲床将金属薄板拉伸成型，使其受到拉伸变形，把罐底和罐身连成一体。

2 变薄拉深罐的成型工艺

卷料输送→卷料润滑→冲杯→再拉深/多次变薄拉深/底部成型→修边→清洗/烘干→堆垛/卸→涂底色→烘干→彩印→底涂→烘干→内喷涂→内烘干→罐口润滑→缩颈→翻边。

其中共有冲杯､变薄拉深/修边､缩颈/翻边三道精密冲压成型工序，下文以330ml容积的206型易拉罐成型工艺为例进行介绍。

2.1 排样

由于铝合金板料为卷材，冲裁时为连续自动送料及排样，排样类型选择有搭边、少废料的排样。板料宽度b=1240mm；冲裁件直径D=139.954mm；工件间搭边a1=0.97mm；沿边搭边a=1.38mm。

2.2 冲杯

这是一道复合冲压工序，先把铝板冲裁成圆坯，然后拉深成圆筒状铝杯。

2.2.1 冲裁

（1）冲裁形状：由于易拉罐的成品为圆形桶状，冲裁件形状选择圆形。

（2）冲裁间隙：指冲裁模的凸模与凹模刃口之间的间隙。由于本工序冲裁件精度要求一般，且冲裁件还需继续塑性变形，单面间隙取1.96～2.8

mm。

2.2.2 拉深

（1）拉深系数：每次拉深后圆筒形件的直径与拉深前毛坯 (或半成品) 直径的比值，以m表示。考虑到杯体只是作为下道变薄拉深的毛坯，杯体直径不宜过小。因此拉深系数m取0.60～0. 63。根据经验m最终取0.621。

（2）拉深模工作部分参数

1. 凹模内径d：d=87 𝑚𝑚

2. 凹模圆角半径r凹：凹模圆角半径的大小对拉深过程影响很大，按经验公式确定r凹=3.08 𝑚𝑚，由于圆坯直径较大，材料拉伸性能良好，又是首次拉深，r凹根据经验做了修正，取3.56 mm。

3. 凸模圆角半径r凸：凸模圆角半径r凸拉深凸模圆角半径的大小对拉深的影响没有凹模圆角半径的大，可取与拉深凹模的圆角半径相等或略小的数值：r凸取3.175 mm。