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冲压工艺第一章 冲压工艺基础3.1.1 什么是冷冲压，它在汽车生产中有何意义？冷冲压加工是在常温下，利用冲压设备（压力机）和冲模，使各种不同规格的板料或坯料在压力作用下发生永久变形或分离，制成所需各种形状零件的一种加工方法。
冷冲压可用于加工金属材料，也可以加工非金属材料。
它同切削、铸造、电加工等加工方法一样，广泛地用于工业生产中。
由于冷冲压是一种生产效率很高、少无切削的加工方法，它在航空、汽车、拖拉机、电机电器、精密仪器仪表等工业占有十分重要的加工地位。
据初步统计，仅汽车制造业差不多有60%——75%的零件是采用冷冲压加工工艺制成的。
其中，冷冲压生产所占的劳动量为整个汽车工业总劳动量的25%——30%。
因此，研究和发展冷冲压生产技术，对发展汽车生产具有十分重要的意义。
3.1.2 冷冲压生产具有哪些优点？冷冲压加工与其他加工方法相比，无论在技术上或是经济效果上，都有很多优点： ⑴ 冷冲压是一种高效（即高生产率）低耗（即材料利用率高）的加工方法：冷冲压工艺，适用于较大批量零件生产，便于实现机械化与自动化，有较高的生产效率。
同时，冷冲压不仅能努力做到少废料和无废料生产，而且即使有边角余料，也可以充分利用，使之不致造成浪费； ⑵ 压力机简单冲压下，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； ⑶ 操作简单，便于组织生产。
在大批量生产条件下，冲压件的成本较低； ⑷ 冲压出的制品零件，一般不需做进一步机械加工，具有较高的尺寸精度； ⑸ 冲压件有较好的互换性，冲压加工稳定性好，同一批冲压件可相互调换使用，不影响装配和产品性能； ⑹ 由于冲压件大多用板材作材料，所以它的表面质量较好，为后续的表面处理工序（如电镀、喷漆等）提供了方便条件； ⑺ 冲压加工可在耗费不大情况下，能获得强度高、刚度大而重量轻的零件。
3.1.3 冲压件一般有哪些技术要求？冲压件在生产、储运过程中具有以下技术要求： ⑴ 形状和尺寸：冲压件的形状和尺寸需符合冲压件产品图和技术文件； ⑵ 表面质量：除冲切外，冲压件表面状况要求与所用的板料一致。
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。
冲压工艺技术培训资料一、冲压工艺概述冲压工艺是一种利用冲压设备对金属板材进行加工的工艺方法，通过将金属板材置于冲压机上，在冲压模具的作用下，使板材发生塑性变形，从而获得所需形状的工件。
冲压工艺广泛应用于汽车制造、家电制造、航空航天等领域，是制造业中重要的加工工艺之一。
二、冲压工艺的基本原理1. 板材的拉伸和压缩变形在冲压过程中，冲压模具对金属板材施加的力的方式主要有两种：一种是拉伸变形，另一种是压缩变形。
拉伸变形是指板材在受到拉力的作用下产生塑性变形，而压缩变形是指板材在受到挤压力的作用下产生塑性变形。
通常情况下，冲压工艺中既包含了拉伸变形，也包含了压缩变形。
2. 冲压模具的设计与制造冲压模具是冲压工艺中非常重要的一部分，其设计和制造的精度和质量直接影响工件的成型质量。
冲压模具通常由上模、下模和模具座组成，通过上下模的相互配合和运动，使金属板材发生塑性变形，从而形成所需的工件。
3. 材料的选择与工艺参数的确定在冲压工艺中，材料的选择和工艺参数的确定是至关重要的环节。
合适的材料能够保证工件在冲压过程中的成形质量和性能，而合理的工艺参数则能够确保冲压过程的稳定性和高效性。
三、冲压工艺的主要优势1. 高效生产冲压工艺在批量生产方面具有明显的优势，可以在短时间内快速完成大批量的工件生产，提高生产效率。
2. 成本较低相比其他加工工艺，冲压工艺在材料利用率和加工效率上具有较高的优势，可以降低生产成本。
3. 工件精度高冲压工艺能够保证工件的成型精度和表面质量，满足高精度工件的生产需求。
4. 可塑性强冲压工艺对于金属板材的塑性变形能力较强，适用于各种形状和尺寸的工件生产。
四、冲压工艺的主要应用领域1. 汽车制造冲压工艺在汽车制造中具有广泛应用，包括车身板件、底盘件、内饰件等的生产。
2. 家电制造家电制造中的各类金属外壳、零部件等都可以通过冲压工艺进行生产。
3. 电子产品制造手机壳、笔记本电脑外壳、各类电子设备的金属零部件等都是冲压工艺的典型应用。
三、模具知识----概述概述模具是冲压生产的基础，也是一种成本很高的工装,车型开发费用的五分之一会投在模具开发上；模具的制造水平直接影响到了产品的质量和企业的经济效益。
模具类型介绍目前,汽车覆盖件模具主要类型包括：落料模、拉延模、修边冲孔模、斜楔修边冲孔模、翻边、整形模等。
模具类型介绍按冲压工序组合方式分，有单工序的简单模和多工序的复合模、级进模等模具结构一般模具的组成1、工作零件包括凸模和凹模等零件。
2、定位零件主要包括挡料销、定位销、侧刃等零件。
3、压料、卸料、顶料零件主要包括卸料板、顶料器、气动顶料装置等零件。
4、导向零件包括导柱、导套、导板等零件。
5、支持零件包括上、下模板和凸凹模固定板等零件。
6、紧固零件包括内六角螺钉、卸料螺钉等零件。
模具结构一般模具的组成7、缓冲零件包括卸料弹簧、聚氨脂橡胶和氮气缸等。
8、安全零件及其它辅助零件主要有安全侧销、安全螺钉、工作限制器、存放限制器、上下料架、废料滑槽、起重棒、吊耳等。
安全侧销：主要作用是防止上模压料板紧固螺钉松动或断裂，导致压料板落下，造成人员、工装的重大损失。
存放限制器：主要作用是防止模具弹性元件长期受压而失效和防止刃口长期接触影响刃口的寿命。
（一般采用氮气弹簧）工作限制器：主要作用是限制凸凹模的吃入深度。
典型模具结构典型模具结构1）冲裁模冲裁是利用模具产生分离的一种冲压工序。
从广义上讲，冲裁是分离工序的总称，它包括落料、冲孔、切断、切口、修边等多种分离工序。
在冲压工艺中，冲裁的用途最为广泛，它既可以直接冲出所需形状的成品工件，又可以为其它成形工序如拉深、弯曲、成形等制备毛坯。
落料冲孔模典型结构分析模具总装图图示为一典型的落料冲孔复合模，采用导柱导套加导向板导向，挡料销定位，卸料板加弹性树脂加卸料螺钉的弹性卸料装置典型模具结构模具结构图解2）拉深模（Draw，缩写DR）拉深是利用专用模具将平板毛坯制成空心件的一种冲压工艺方法，拉深又称拉延、压延。
冲压工艺模具基本知识目录1. 冲压工艺模具概述 (3)1.1 冲压工艺的定义和特点 (4)1.2 模具在冲压生产中的作用 (5)1.3 模具的基本组成和分类 (6)2. 冲压模具设计原则 (7)2.1 模具设计的流程 (8)2.2 设计中的几何及参数要求 (10)2.3 安全设计考虑 (11)3. 冲压模具材料和热处理 (12)3.1 模具常用材料 (13)3.2 材料的类型和特点 (14)3.3 模具热处理技术 (16)4. 冲压模具加工技术 (17)4.1 模具制造的常用工具和设备 (18)4.2 典型零件的加工方法 (19)4.3 表面处理和润滑技术 (20)5. 冲压模具装配和调试 (22)5.1 模具装配必要性 (23)5.2 模具装配流程 (24)5.3 模具调试技巧和使用维护 (25)6. 冲压模具的改进和创新 (27)6.1 模具失效分析与处理 (27)6.2 模具寿命和精度维护 (29)6.3 模具精益生产 (30)7. 冲压模具的标准化和应用 (32)7.1 模具标准化的重要性 (33)7.2 模具设计的标准化实践 (35)7.3 模具在特定行业的应用案例 (36)8. 冲压模具的测量和分析 (37)8.1 模具制作过程中的测量手段 (39)8.2 模具性能的分析方法 (40)8.3 模具质量评估体系 (42)9. 冲压模具的未来发展趋势 (44)9.1 数字化和网络技术在模具中的应用 (45)9.2 材料科学进步对模具的影响 (46)9.3 环境适应性和可持续发展策略 (48)10. 冲压模具的其他相关知识 (49)10.1 模具制造中的质量控制 (50)10.2 模具行业中的知识产权保护 (52)10.3 模具人才的培养和职业发展 (54)1. 冲压工艺模具概述冲压工艺模具是一种用于成形加工的非标准刀具，适用于加工金属板材、棒材、管材以及其他多种材料。
这些模具通过一个精确的模型或阴模（模具的一部分。
冲压工艺设计流程冲压生产中必须保证产品质量，必须考虑经济效益和操作的方便安全，全面兼顾生产组织各方面的合理性与可行性。
这一切就是冷冲压工艺规程的制定。
冷冲压工艺规程包括原材料的准备，获得工件所需的基本冲压工序和其它辅助工序（退火、表面处理等），制定冷冲压工艺规程就是针对具体的冲压件恰当的选择各工序的性质，正确确定坯料尺寸、工序数目、工序件尺寸，合理安排冲压工序的先后顺序和工序的组合形式，确定最佳的冷冲压工艺方案。
一、收集并分析有关设计的原始资料1、原始资料的收集：冲压工艺规程的制定应在收集、调查研究并掌握有关设计的原始资料基础上进行，冲压工艺设计的原始资料主要包括：冲压件的产品图及技术条件；原材料的尺寸规格、性能及供应状况；产品的生产批量；工厂现有的冲压设备条件；工厂现有的模具制造条件及技术水平；其他技术资料等。
(1) 冲压件的产品图及技术要求产品图是制定冲压工艺规程的主要依据。
产品图应表达完整，尺寸标注合理，符合国家制图标准。
技术条件应明确、合理。
由产品图可对冲压件的结构形状、尺寸大小、精度要求及装配关系、使用性能等有全面的了解。
以便制定工艺方案，选择模具类型和确定模具精度。
当产品只有样机而无图样时，应对样机测绘后绘制图样，作为分析与设计的依据。
(2) 产品原材料的尺寸规格、性能及供应情况原材料的尺寸规格是指坯料形式和下料方式，冲压材料的力学性能、工艺性能及供应状况对确定冲压件变形程度与工序数目、冲压力计算等有着重要的影响。
(3) 产品的生产批量及定型程度产品的生产批量及定型程度，是制定冲压工艺规程中必须考虑的重要内容。
它直接影响到加工方法的确定和模具类型的选择。
(4) 冲压设备条件工厂现有冲压设备状况，不但是模具设计时选择设备的依据，而且对工艺方案的制定有直接影响。
冲压设备的类型、规格、先进与否是确定工序组合程度、选择各工序压力机型号、确定模具类型的主要依据。
(5) 模具制造条件及技术水平工厂现有的模具制造条件及技术水平，对模具工艺及模具设计都有直接的影响。
它决定了工厂的制模能力，从而影响工序组合程度、模具结构及加工精度的确定。
(6) 其它技术资料主要包括与冲压有关的各种手册（冲压手册、冲模设计手册、机械设计手册、材料手册）图册、技术标准（国家标准、部颁标准及企业标准）等有关的技术参考资料。
制定冲压工艺规程时利用这些资料，将有助于设计者分析计算和确定材料及精度等，简化设计过程，缩短设计周期，提高生产效率。
2、如何正确选用冲压材料(1)冲裁工序不宜使用脆，硬性材料冲孔，落料及切边等冲裁工序，不宜使用脆性及硬度过高的材料。
材料越脆，冲裁中越易产生撕裂；材料过硬，例如高碳钢，冲裁断面平面度很大，对厚材料冲裁尤为严重。
弹性好，流动极限高的材料，可以得到良好的断面。
尤其像低锌黄铜等软材料，能冲裁出光滑而倾斜度很小的断面。
(2)弯曲工序不宜使用高弹性材料弯曲工序不宜使用高弹性的材料。
材料的弹性越大，弯曲后成形件向原来状态方向的回弹越大，致使工件达不到预定形状，需要多次试模，修模。
弯曲工序的材料，应具有足够的塑性，较低的屈服点和较高的弹性模量。
前者保证不开裂，后者使工件容易达到准确的形状。
最适于弯曲的材料有低碳钢，纯铜和纯铝。
(3)拉深工序不宜采用塑性差的材料由于低塑性材料允许的变形程度小，需要增加拉深工序及中间退火次数。
拉深用的材料要求塑性高，屈服点低和稳定性好。
拉深材料的屈服点与抗拉强度的比值越小，则拉深性能越好，一次变形的极限程度越大。
常用于拉深的材料有低碳钢，低锌黄铜及吕合金，奥氏体不锈钢。
(4)冷挤压工序不宜使用高强度，低塑性的材料冷挤压不宜使用机械强度高，塑性低的材料，以免增加变形抗力及产生裂纹。
冷挤材料要求有高塑性，低屈服点及低的加工加工硬化敏感性。
最适宜的材料有纯铝及铝合金，黄铜，锡磷青铜，镍，锌及锌镉合金，低碳钢等二、产品零件的冲压工艺性分析与审查1、冲压工艺性:是指冲压件对冲压工艺的适应性，即冲压件的结构形状、尺寸大小、精度要求及所用材料等方面是否符合冲压加工的工艺要求。
2、工艺性良好:可保证材料消耗少，工序数目少，模具结构简单，产品质量稳定，成本低，还能使技术准备工作和生产的组织管理做到经济合理。
3、冲压工艺性分析的目的:就是了解冲件加工的难易，为制定冲压工艺方案奠定基础。
4、产品零件冲压工艺性分析的依据：以产品零件图为依据，认真分析研究该零件的形状特点、尺寸大小、尺寸标注及精度要求、生产批量、板料性能、分析冲压生产产生各种质量问题的可能性。
特别要注意零件的极限尺寸(如最小冲孔尺寸，最小窄槽宽度，最小孔间距和孔边距，最小弯曲半径，最小拉深圆角半径等)、尺寸公差、设计基准及其他特殊要求。
因为这些要素对所需的工序性质、数量、排列顺序的确定以及冲压定位方式，模具结构形式与制造精度的选择均有显著影响。
经过上述的分析研究，如果发现冲压件的工艺性不合理，则应会同产品设计人员，在不影响产品使用要求的前提下，对冲压件形状、尺寸、精度要求乃至原材料的选用等进行适当的修改。
5、冲压件的工艺分析工艺分析包括经济和技术两方面的内容。
(1) 经济根据产品图纸，了解冲压件的使用要求及功用，根据冲压件的结构形状特点、尺寸大小、精度要求、生产批量及原材料性能，分析材料的利用情况；是否简化模具设计与制造；产量与冲压加工特点是否适应；采用冲压加工是否经济。
(2) 技术根据产品图纸，对冲压件的形状特点、尺寸大小、精度要求、材料性能等因素进行分析，判断是否符合冲压工艺要求；裁定该冲压件加工的难易程度；确定是否需要采取特殊的工艺措施。
凡经过分析，发现冲压工艺性不好的（如产品图中零件形状过于复杂，尺寸精度和表面质量太高，尺寸标注及基准选择不合理以及材料选择不当等），可会同产品设计人员，在保证使用性能的前提下，对冲压件的形状、尺寸、精度要求及原材料作必要的修改。
总之，冲压件的工艺分析，主要讨论在不影响零件使用的情况下，能否以最简单最经济的方法冲压出来，能够做到，说明该冲压件的工艺性号，反之，工艺性差。
三、工艺计算1、排样与裁板方案的确定根据冲压工艺方案，确定冲压件或坯料的排样方案，确定条料宽度和步距，选择板料规格确定裁板方式，计算材料利用率。
2、冲压工序件的形状和工序尺寸计算对每个冲压件而言，总可以分成两个组成部分：已成形部分和待成形部分。
前者的形状和尺寸与成品零件相同，在后续工序中应作为强区不再变形；后者的形状和尺寸与成品零件不同，在后续工序中应作为弱区有待于继续变形，是过渡性的。
冲压工序件是毛坯和冲压件之间的过渡件，它的形状与尺寸对每道冲压工序的成败和冲压件的质量具有极其重要的影响，必须满足冲压变形的要求。
工序件形状与尺寸的确定应遵循下列基本原则：(1) 根据极限变形系数确定工序尺寸不同的冲压成形工序具有不同的变形性质，其极限变形系数也不同。
工程中受极限变形系数限制的成形是很多的，如拉深、胀形、翻边、缩口等。
它们的直径、高度、圆角半径等都受到极限变形系数的限制;(2) 工序件的过渡形状应有利于下道工序的冲压成形;(3) 工序件的过渡形状与尺寸应有利于保证冲压件表面的质量。
为保证质量应注意：①工序件的某些过渡尺寸对冲压件表面质量的影响例如多次拉深的工序件圆角半径太小，会在零件表面留有圆角出的弯曲与变薄的痕迹。
②工序件的过渡形状对冲压件表面的质量的影响，例如拉深锥角大的深锥形零件，若采用阶梯形状过渡，所得锥形件表面留有明显的印痕；尤其当阶梯处的圆角半径较小时，表面质量更差。
如采用锥面逐步成形法或锥面一次成形，可获得较好的成形质量。
(4) 工序件的形状和尺寸应能满足模具强度和定位方便的要求①确定工序件尺寸时，应满足模具强度的要求若冲孔件直径过大时，落料—冲孔复合模的凸凹模壁厚减小，影响模具强度。
②确定工序件形状和尺寸时，应考虑定位的方便冲压生产中，在满足冲压要求的前提下，确定工序件形状和尺寸时，优先考虑冲压定位的方便。
四、制定最佳的冲压工艺方案工艺方案确定是在对冲压件的工艺性分析之后，再根据产品图纸，进行必要的工艺计算（如毛坯展开尺寸、拉深次数等），在分析冲压性质、冲压次数、冲压顺序和工序组合方式的基础上，提出各种可能的冲压工艺方案。
然后根据生产批量和企业现有生产条件（如产品质量、生产效率、设备条件、模具制造和寿命、操作和安全以及经济效益）等方面的综合分析和比较，确定出一套适合本单位最佳的工艺方案。
制定冲压工艺方案的内容：通过分析和计算，确定冲压加工的工序性质、数量、排列顺序和工序组合方式、定位方式；确定各工序件的形状及尺寸；安排其他非冲压辅助工序等。
1、工序性质的确定工序性质是指冲压件所需的工序种类。
如剪裁、落料、冲孔、弯曲、拉深、局部成形等，它们各有其不同的变形性质、特点和用途。
实际确定时，要综合考虑冲压件的形状、尺寸和精度要求、生产批量、冲压变形规律及其它具体要求。
通常说来，在确定工序性质时，可从以下三方面考虑。
(1)一般情况下，可以从零件图上直观地确定工序性质；(2)在某些情况下，需对零件图进行计算、分析比较后，确定工序性质；(3)有时为了改善冲压变形条件或方便工序定位，需增加附加工序；另外，对于非对称零件，为便于冲压成形和定位，生产中常采用成对冲压的方法，成形后增加一道剖切或切断工序，对于多角弯曲件或复杂形状的拉深、成形件，有时为保证零件质量或方便定位，需在坯料上冲制工艺孔作为定位用，这种冲制工艺孔也是附加工序。
2、工序数量的确定工序数量是指同一性质的工序重复进行的次数。
工序数量的确定主要取决于零件几何形状复杂程度、尺寸精度要求及材料性能、模具强度等。
并与工序性质有关。
冲裁件的冲压次数主要与零件的几何复杂程度、孔间距、孔的位置和孔的数量有关。
简单形状零件，采用一次落料和冲孔工序；形状复杂零件，常将内、外轮廓分成几个部分，用几副模具或用级进模分段冲裁，因而工序数量由孔间距、孔的位置和孔的数量多少来决定。
弯曲件的弯曲次数一般根据弯曲件结构形状的复杂程度，弯角的数量、弯角的相对弯曲半径及弯曲方向确定。
当弯曲件的弯曲半径小于允许值时，则在弯曲后增加一道整形工序。
拉深件的拉深次数拉深件的工序数量与材料性质、拉深高度、拉深阶梯数以及拉深直径、材料厚度等条件有关，需经拉深工艺计算才能确定。
其它成形件，主要根据具体形状和尺寸以及极限变形程度决定。
保证冲压稳定性也是确定工序数量不可忽视的问题工艺稳定性较差时，冲压加工废品率增高，而且对原材料、设备性能、模具精度、操作水平的要求也会严格些。
为此，在保证冲压工艺合理的前提下，应适当增加成形工序的次数（如增加修边工序、预冲工艺孔等）。
降低变形程度，提高冲压工艺稳定性。
确定冲压工序的数量还应考虑生产批量的大小、零件的精度要求、工厂现有的制模条件和冲压设备情况。
