冲压基础

冲压设备
按压力源分类 可分为机械压力机类和液压机类。 按连杆数量分类 可分为单点、双点、四点压力机，压力机的滑 块分别由单连杆、双连杆、四连杆带动。 按压力机的动作方式 可分为单动、双动压力机，单动压力机有一个 滑块，双动压力机有内外两个滑块，外滑块用 于压边，内滑块用于拉延 。双动(压力恒定) 优于单动(随着压机行程的增加，压力同时增 加)。
冲压定义
冲压特点 冲压件具有重量轻、强度高、刚性好和表面 粗糙度小等特点。 冲压的缺点是模具制造周期长、制造成本高， 故不适于单件小批量生产。
冲压分类
分离工艺 冲压过程中使板料沿一定的轮廓线相互分离。 落料：用落料模沿封闭轮廓线冲切，冲下部 分是零件。 冲孔：用落料模沿封闭轮廓线冲切，冲下部 分是废料。 剪切：用剪板机或模具剪切板料，切断线不 封闭。
翼子板的冲压过程 OP20：裁边及斜楔冲裁 压机能力：600吨
冲压过程
翼子板的冲压过程 OP30：翻边、整型及斜楔整型 压机能力：400吨
冲压过程
翼子板的冲压过程 OP40：冲孔、斜楔冲孔及斜楔翻边 压机能力：400吨
冲压工艺
冲压件最小孔距、边距和圆角半径
D1、D2：3mm或2t R2：2t（min）
谢谢
冲压分类
成形工艺 包边：利用包边模，将工件边沿内折，使之夹 持住另一工件，常用于轿车门盖内外板的连接
冲压分类
成形工艺 拉形：利用压料板对材料进行浅拉，使材料壁 厚减薄，刚性上升。常用于车门外板、顶盖的 成形。
冲压分类
成形工艺 滚压：利用一系列滚轮将零件逐步挤压变形， 直至达到预期形状的工艺，常在门框制作时采 用。
冲压材料
热轧钢板-冷成型用
冲压材料
热轧钢板-结构用
冲压材料
冷轧钢板
冲压材料
含磷高强度钢板
冲压材料
烘烤硬化高强度钢板
冲压材料
钢板表面处理钢板方式 镀锌钢板：分电镀锌、热镀锌、热镀锌合金 化钢板等 电镀锌镍合金化钢板 电镀锌镍合金化＋有机膜 电镀锌铁合金化钢板 酸洗板
冲压材料
不同表面处理钢板的特性比较
锌铁合金化 电镀Zn－Fe
双层锌铁合金 化 电 镀 Fe－ Zn/Zn－Fe
开发、应 用↑ 开发、应 用↑
小量使用 → 小量使用 →
冲压材料
各种镀层钢板在汽车上应用和转变
热镀锌GI 热镀锌＋预 磷化GI+P 热镀锌合金 化GA 热镀锌合金 化 ＋ 电 镀 GA+E
热镀锌合金化 ＋干润滑膜
开发
小量使用 ↑
成形性 焊接性 涂装性 耐蚀性 电泳涂装 涂层结合 力
＋＋ (＋) ＋＋ ＋＋＋ ＋＋＋ ＋＋＋ ＋＋
＋＋＋ ＋＋ ＋＋＋ ＋＋＋ ＋＋ ＋＋
冲压材料
各种镀层钢板在汽车上应用和转变
镀层种类 电镀锌GE 电镀锌＋预 磷化GE-P 电镀锌＋无 机膜MZ 锌镍合金化 电镀Zn－Ni
锌镍合金化电 镀＋有机膜Zn －Ni＋Or 1980－1986 1987－1994 1995－2001
冲压模具
典型冲裁模结构
冲压模具
典型翻边模结构
冲压模具
斜楔模 指利用斜楔机构，将冲压时产生的垂直向下的 压力，转化为水平或倾斜、甚至向上动作的模 具结构。 需要使用斜楔机构的场合: (1)横方向的冲孔、冲裁、 切口、切边 (2)横方向的胀形、包边 (3)横方向的弯曲、拉延
冲压模具
斜楔模典型结构
冲压材料
冲压材料 车身用钢板主要分热轧钢板、冷轧钢板、表 面处理钢板、高强度钢板。 热轧钢板厚度一般在2mm以上，薄钢板一般 都是冷轧钢。 由于热轧钢板含碳量低，硬度、抗拉强度不 如冷轧钢，一般用在外观要求不高、受力大大 的零件上。 高强度钢板的抗拉强度一般在600N/mm2以 上，其破坏强度是一般低碳钢板的2～3倍。
2002－ 大量使用 ↓ 大量使用 → 小量使用 →
备注 欧美车系 大众车系
马自达汽车 M6（ 无 机 膜含Mg）
开发、应 用↑
大量使用 ↑
大量使用 → 开发、应 用↑ 开发、应 用↑
开发、应 用↑
大量使用 ↑ 开发、应 用↑
小量使用 ↓ 大量使用 ↓ 小量使用 ↓ 小量使用 ↓ 小量使用 ↓
日本车系 日本车系 欧美日车 系 欧美日车 系
在设计时进行脱模模拟：在冲压方向上复制零 件，复制体与原零件不应出现干涉
冲压分析
CAE成形分析
破裂
凹模 材 料 性 能 冲 压 速 度
起皱
板料
压料板
凸模
冲压质量
冲压件公差
冲压质量
冲压件公差
冲压质量
冲压件公差
冲压质量
冲压件常见缺陷
外板类 ①拉裂、薄、起皱（严重 ，变薄率超30%） ②拉痕 ③压痕（凹、凸痕） ④波浪、歪 ⑤毛刺 ⑥孔数 ⑦法兰面长度（翻边） ⑧板厚、材质 ⑨分割线、滑移线 ⑩刚度 内板类 ①孔精度 ②开裂、拉薄、起皱 ③形状 ④毛刺 ⑤孔数 ⑥ 打 压 痕 （ 针 对一 些 C级 面） ⑦拉伤 ⑧材厚、材质
冲压设备
我司最大压力机主要性能参数
冲压模具
典型拉延模结构
压料板上可恰当布置拉 延筋，调整材料流动性
冲压模具
典型拉延模拉延过程 1.材料投入 2.上模下降 3.素材夹持 4.上模继续下降 5.材料夹持拉延至下止点，完成成形 6.上模上升 7.压力销、压料板、工件同时上升 8.压力销、压料板、工件停止，上模继续上升 8.夹持结束，工件顶出
冲压定义
冲压特点 冲压件质量稳定、尺寸精度高。由于冲压加 工是靠模具成型，模具制造精度高、使用寿命 长，故冲压件质量稳定、制件互换性好。尺寸 精度一般可达到IT10-14级，最高可达到IT16 级。并且冲压制件一般不需要再进行机械加工， 便可以满足装配和使用要求。 生产效率高。例如，汽车覆盖件这样的大型 冲压件的生产效率，可达每分钟数件；高速冲 压小型制件，每分钟可达到上千件。
冲压基础
编制：陈 峰 校对： 审批：
冲压定义
冲压是一种金属加工方法，它建立在金属塑 性变形的基础上。 将板料置于事先制作好的模具中,利用冲压设 备对板料施加压力，使材料产生塑性变形或分 离，进而成为具有预期形状、尺寸和功能的零 件,此一过程即为冲压加工。 在轿车车身上，用板金冲压工艺制造的零件 占白车身重量的97％以上，其中包括各种大型 骨架结构件（前、后纵梁等）和表面质量要求 较高的外覆盖件（发动机盖、翼子板、侧围、 顶盖、车门、行李箱盖等）。
大量使用 ↑
大量使用 ↑ 开发、应 用 大量使用 ↑ 小量使用 ↓ 小量使用 ↑ 小量使用 ↓ 小量使用 →
欧美车系
开发、应 用↑ 开发、应 用↑
大量使用 ↑ 大量使用 → 开发、应 用↑
日本车系
日本车系 （电镀富铁 锌或富铁磷 ）
日本车系
汽车油箱用 镀层钢板 汽车油箱用 镀层钢板
热镀铅锡合 金化TERNE 热镀锡锌合 金化Sn－Zn
特性 电镀锌 EG 热镀锌 GI 热镀锌 合金化 GA ＋＋＋ ＋＋＋ ＋＋＋ ＋＋＋ ＋ ＋＋ 性能 耐蚀性 成形性 焊接性 涂装性 力学性 能 发展趋 势 比率下 降 冷轧钢 板 ＋ ＋＋＋ ＋＋＋ ＋＋＋ 镀锌钢板 ＋＋＋ ＋＋不同镀层影响不 同 ＋＋不同镀锌影响不 同 ＋＋ 合金化镀层降低r值和 延伸率 比率上升
开发、应 用↑
大量使用 ↑
大量使用 → 开发、应 用↑
冲压过程
前面提到，冲压零件的制作工艺有冲裁、冲 孔、拉延等多种工序。一个成品零件的制作往 往是几种基本工序的复杂组合。
冲压过程
两个零件同时制作
2 1
3
4
剖切
冲压过程
翼子板的冲压过程 下料（材料供应商） OP10：拉延 压机能力：1000吨
冲压过程
冲压分类
分离工艺 切口：利用模具将板料部分切开，切口部分 发生变形但不完全分离。 根部容易开裂
可冲止裂孔来防 止裂纹
冲压分类
成形工艺 冲压过程中使板料在不破裂的条件下产生塑性 变形。 弯曲：指将板料、管料或型材弯成具有一定的 曲率，一定角度和形状的冲压工艺，弯曲的加 工形式有模具压弯、滚弯、折弯和拉弯。 拉延：利用拉延模将板料拉伸变形。 翻边：将工件边沿或孔翻成某种角度的折边。
R1：4mm或2t R1：4mm或2t D3：1.0t或2（min）
D4、D5： t<0.8 0.85<t<3.18 3.2<t<9.7 1.5距和圆角半径
冲压工艺
冲压件最小孔距、边距和圆角半径
冲压工艺
弯曲件工艺性
冲压工艺
弯曲件工艺性
需两次成型
无法配合
节省材料 难于脱模
冲压工艺
冲压件工艺性
斜面冲孔困难
冲压方向
冲压工艺
冲压件工艺性
大于30度
止裂缺口
增加台阶，使冲 孔方向一致
冲压工艺
冲压件工艺性
易叠料
增加台阶吸收材料
冲压分析
冲压方向设定 零件设计初始就应考虑冲压方向 凸模两侧的包容角尽可能一致 凸模拉延开始时接触毛坯应尽可能接近中间部位 考虑工件脱模，在冲压方向上尽量不出现负角