冲压工艺的基础知识和详细介绍【完整】
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冲压工艺的基础知识和详细介绍【完整】一、冲压产品的工艺分类1、基本工序分类冲压工艺按其变形性质可以分为材料的分离与成型两大类。
分离工序是指坯料在冲压力的作用下,变形部位的应力达到抗拉强度以后,是坯料发生断裂而产生分离,从而获得所需形状与尺寸的工件的冲压工序。
成型工序是指坯料在冲压力的作用下,变形部位的应力达到屈服点,但未达到抗拉强度,使坯料产生塑性变形而不发生断裂分离,从而获得所需形状与尺寸的工件的冲压工序。
2、分离工序的类别分离工序按照其不同的变形机理分为冲裁、整修两大类。
冲裁:指用模具沿沿一定的曲线或直线冲切板料(包括以下几类)整修是对冲裁件的断面部分进行再加工的分离加工方法,整修变形是一种切削机理,其工件的尺寸精度和断面质量比冲裁件好。
3.成型工序的类别成型工序较多,包括:弯曲、拉深、翻边、胀形和挤压工艺等。
(具体如下:)二、冲裁1、冲裁产品的形态与成型过程介绍冲裁产品的形态。
冲裁产品的的断面分为:塌角、光亮带、断裂带、毛刺,这四种形态是在产品冲裁过程中于不同的阶段,不同的部位、不同的应力作用下产生的。
如上图,1塌角 :高度约等于8%T至15%T ;2.光亮带 :高度约等于15%T至55%T ;3.断裂带 :高度约等于35%T至75%T ;4.毛刺 :高度约等于5%T至10%T1)弹性变形阶段受力分析:刃口部分材料受剪切力,力的大小小于弹性极限,若力消失,则材料恢复原始状态。
状态描述:凸模施加压力于材料,材料略挤入凹模刃口。
2)塑性变形阶段受力分析:材料受力由边及中心,逐渐超过弹性极限状态描述:凸模进一步深入材料,在本阶段冲裁件产生塌角以及光亮带3)剪裂阶段受力分析:材料靠近凹模刃口的部分应力首先达到材料的抗剪切强度,使凹模刃口旁边的材料产生的裂纹增大。
而此时凸模刃口部分材料还处于塑性变形阶段,随着冲头的进一步深入材料,冲头附近材料也达到剪切强度,也产生裂纹,再往后两裂纹重合,材料分离。
状态描述:材料分离,上下裂纹重合时相互撕扯产生毛刺三、与产品设计相关的冲裁工艺要点及设计举例1、冲裁产品的分类、作用及结构冲孔 piercing作用 1.作为一般过孔使用(要求较低);2.作为自攻牙底孔使用(产品设计要求光亮带比例较高);3.作为高精度转轴孔使用(要求无毛刺,少断裂带)(采用机械去毛刺的方式或模具倒面的方式)注意:设计冲孔时,由于受到凸模强度的限制, 孔的尺寸不宜太小(一般大于0.5T)落料 stamping作用 1.作为一般外形使用(要求较低);2.作为对接接头激光焊接装配使用(无毛刺、大的光亮带、小的断裂带间隙);3、作为软饰支架使用(要求卷边或者去毛刺)注意:1、产品设计时应该使冲裁件各直线或曲线的连接处有适当的圆角.(否则凹模应力集中,容易损坏);2、考虑到模具线切割的加工工艺,冲裁零件或者落料零件的最小R角不要小于R0.2。
冲压工艺基础知识冲压工艺是一种常用的金属加工方法,用于制造各种形状的金属零件。
它是将金属板材通过力的作用在冲压机上进行形状改变的过程。
冲压工艺的基本原理是通过冲压机的动力系统,利用模具对金属板材进行冲切、弯曲、拉伸等工艺操作,使其得到所需的形状和尺寸。
冲压机通常由四个部分组成:机架、滑块、工作台和模具。
其中,滑块通过某种机械传动方式在垂直方向上做往复运动,实现对金属板材的冲压过程。
冲压工艺的应用非常广泛,可以用于制造汽车、家电、电子产品、机械设备等各个行业的零部件。
冲压件通常具有高精度、高强度、轻量化等优点,能够满足不同行业对零件质量的要求。
在进行冲压工艺时,需要考虑到材料的选择、工艺流程的制定和模具设计等因素。
材料的选择应根据产品的具体需求来确定,常见的金属材料有碳钢、不锈钢、铝合金等。
工艺流程的制定是指根据产品的形状和结构要求,确定具体的冲压工艺路线和操作步骤。
模具设计是冲压工艺的关键环节,需要根据产品的形状和尺寸要求设计出合理的模具结构,以保证冲压过程中零件的质量和精度。
冲压工艺的优点是能够批量生产,并且可以实现自动化操作,提高生产效率和产品质量。
但同时,冲压工艺也存在一些问题,如材料的回弹、变形等,需要通过调整冲床的参数和模具的设计来解决。
总的来说,冲压工艺是一种重要的金属加工方法,广泛应用于工业生产中。
通过合理的材料选择、工艺流程设计和模具设计,可以实现高效、高质量的零件生产,满足不同行业对产品的需求。
冲压工艺是一种重要的金属加工方法,它的应用范围非常广泛。
下面,我们将继续探讨冲压工艺的相关知识。
首先,冲压工艺中的模具设计至关重要。
模具是冲压工艺中的关键设备,它直接影响到产品的质量和成本。
模具设计需要考虑到产品的形状和尺寸要求,并通过分析材料的性能和工艺的要求,确定合适的模具材料和结构。
模具的设计要考虑到冲切、弯曲、拉伸等不同工艺操作的要求,以及材料的变形和回弹问题。
同时,模具的寿命和维护也是一个需要重点关注的问题。
冲压加工知识点总结归纳一、冲压工艺概述冲压加工是一种先将金属板材、带材、管材、型材等通过模具装置的成形、切割、变形等各种冲击工序,或经过一系列连续工序,使之产生塑性变形,从而制成零部件的成形工艺。
冲压加工是金属塑性加工的一种主要方式,是工件成形、尺寸精度高、生产率高的优秀加工方法。
二、冲压加工的工艺基础1. 材料的选择冲压加工材料的选择应根据工件的要求和使用条件,选用相应的冷轧薄板、热轧薄板、镀锌板、镀锡板、不锈钢板等。
材料的表面质量需求高时,可选择优质、带细微结构和均匀性的材料。
2. 模具设计冲压工艺的成形质量和生产效率与模具设计有直接的关系。
模具设计应注意以下几个方面:(1)模具结构合理性,以便完全协调和适应冲压成形的力学、热学、流体动力学和气体动力学等特点。
(2)模具表面处理要求高,以提高模具的使用寿命和表面质量。
(3)模具使用寿命长,可在模具上设置自动换刀装置,提高模具的使用效率。
3. 工艺设计冲压加工工艺设计的主要内容有:(1)成形工序的设计。
包括冲压工序组织、工件的冷冲与热冲、薄板的拉延工序、凸模结构、凹模结构、料盘结构等。
(2)材料的变形特点和工艺参数的确定。
包括冲头直径、料厚的初选、模具尺寸、凸模凹模尺寸、材料的拉伸性和韧性,以及滑块、模具等的尺寸。
三、冲压加工的工艺过程冲压加工的工艺过程即为对金属材料进行压力变形,使其在模具的作用下获得一定形状和尺寸的产品。
冲压加工的过程包括:1. 塑性变形过程。
冲压过程中,通过模具对材料施加压力,使得材料产生塑性变形,从而成型成为所需要的零件。
2. 塑性变形规律。
材料在冲压过程中,会因为受到应力和应变的作用,产生弹性变形、屈服和硬化等塑性变形现象。
3. 模具的作用。
模具是冲压加工中重要的工装,它通过与工件接触,施加变形力,在一定程度上控制着工件的形状和尺寸。
四、冲压加工的工艺参数在冲压加工过程中,需要控制和调节的主要工艺参数有:1. 冲头尺寸。
冲压工艺相关知识培训一、冲压工艺简介冲压工艺是一种利用模具将金属板材进行成型和加工的方法,常用于生产各种金属零件和产品。
冲压工艺具有生产效率高、成本低、加工精度高等优点,因此在汽车制造、家电制造、航空航天等领域得到了广泛应用。
二、冲压工艺流程1. 材料准备:冲压工艺使用的材料一般为金属板材,需要对材料进行切割、折弯等预处理工序。
2. 模具设计:冲压工艺需要根据产品的形状和尺寸设计相应的冲压模具,包括上模、下模、模具板、模具座等组成。
3. 模具安装:将设计好的模具组装到冲床上,进行调试和检验,确保模具安装正确、功能正常。
4. 冲压成型:将金属板材放置到模具之间,通过冲压机对金属板进行冲压,完成产品的形状成型。
5. 后续加工:冲压成型后,产品可能需要进行退料、冲孔、折弯、焊接等后续加工工序,以满足产品的设计要求。
三、常见的冲压工艺问题与解决方法1. 模具设计不合理导致产品变形:模具设计时需要考虑产品的形状、材料的特性、成形工艺等因素,避免产品在冲压过程中发生变形。
解决方法是重新设计模具,优化成形工艺。
2. 冲压机调试不到位导致产品尺寸不准:冲压机的参数设置和调试对产品尺寸精度有很大影响,需要仔细调试,确保产品尺寸达到设计要求。
3. 材料选择不当导致冲压成型困难:不同的金属材料具有不同的成形特性,需要根据产品要求选择合适的材料。
解决方法是根据产品要求选择合适的材料,或者对材料进行预处理改性。
四、冲压工艺的注意事项1. 安全第一:冲压工艺涉及到大型机械设备和高速运动的金属板材,操作人员需要严格遵守操作规程,穿戴好防护装备,确保安全生产。
2. 模具维护:冲压模具是冲压工艺的核心组成部分,需要定期进行清洁、润滑和保养,延长模具的使用寿命。
3. 质量控制:冲压工艺需要严格控制产品尺寸、表面质量、材料成形等方面的质量要求,确保产品达到设计要求。
4. 环保节能:冲压工艺涉及到大量的金属加工,需要合理利用资源,减少废料排放,降低能源消耗,实现环保节能目标。
冲压工艺基础知识及质量保证培训一、冲压工艺基础知识1. 冲压工艺概述冲压工艺是一种利用模具将金属板材受力变形而成型的加工工艺。
冲压工艺广泛应用于汽车制造、家电制造、机械制造以及航空航天等领域,是实现多种金属零件批量生产的主要工艺之一。
2. 冲压工艺的原理冲压工艺的基本原理是通过模具将金属板材置于冲模和模具之间,施加压力将金属板材沿模具表面的凹凸部分形成所需的形状。
通过不同的模具设计和冲压工艺参数设置,可以得到不同形状和尺寸的金属零件。
3. 冲压工艺的优点冲压工艺具有高效、高质、低耗的特点,可以实现金属零件的批量生产,具有良好的经济效益和社会效益。
此外,冲压工艺还可以实现复杂形状的金属零件加工,提高了产品的设计自由度和外观质量。
4. 冲压工艺的分类根据冲压工艺的不同特点,可以将其分为冲裁、成形、冲粉、翻边等不同类型的工艺。
不同的工艺有不同的特点和适用范围,可以根据具体的产品要求选择合适的工艺。
二、质量保证培训1. 冲压工艺质量要求冲压工艺在应用过程中,需要保证产品的质量,提高产品的可靠性和稳定性。
因此,需要在冲压工艺中加强质量管理,把握好从材料选型到模具设计和操作过程中的每一个环节,确保产品的质量符合客户要求。
2. 质量保证体系建立健全的冲压工艺质量保证体系是保证产品质量的重要手段。
质量保证体系应该包括质量管理、质量控制、质量检验等多个方面的内容,形成一个完整的质量管理体系。
3. 质量保证培训为了提高员工的质量管理意识和技术水平,需要给冲压工艺的操作人员进行质量保证培训。
培训内容包括产品质量要求、质量管理体系、质量控制方法、质量检验技术等,通过培训提高员工的专业水平和质量意识。
4. 质量保证实施在冲压工艺的实施过程中,需要严格执行质量保证体系,确保各项管理制度得到有效执行。
此外,需要加强对不良品和质量问题的分析和处理,及时找出问题的原因和解决方案,及时采取有效的措施做好产品的质量保证。
三、总结冲压工艺作为一种重要的金属加工工艺,在工业生产中具有重要的地位和作用。
冲压工艺的基础知识和详细介绍【完整】一、冲压产品的工艺分类1、基本工序分类冲压工艺按其变形性质可以分为材料的分离与成型两大类。
分离工序是指坯料在冲压力的作用下,变形部位的应力达到抗拉强度以后,是坯料发生断裂而产生分离,从而获得所需形状与尺寸的工件的冲压工序。
成型工序是指坯料在冲压力的作用下,变形部位的应力达到屈服点,但未达到抗拉强度,使坯料产生塑性变形而不发生断裂分离,从而获得所需形状与尺寸的工件的冲压工序。
2、分离工序的类别分离工序按照其不同的变形机理分为冲裁、整修两大类。
冲裁:指用模具沿沿一定的曲线或直线冲切板料(包括以下几类)整修是对冲裁件的断面部分进行再加工的分离加工方法,整修变形是一种切削机理,其工件的尺寸精度和断面质量比冲裁件好。
3.成型工序的类别成型工序较多,包括:弯曲、拉深、翻边、胀形和挤压工艺等。
(具体如下:)二、冲裁1、冲裁产品的形态与成型过程介绍冲裁产品的形态。
冲裁产品的的断面分为:塌角、光亮 带、断裂带、毛刺,这四种形态是在产品冲裁过程中于不同的阶段,不同的部位、不同的应力作用下产生的。
如上图,1塌角 :高度约等于8%T至15%T ;2.光亮带 :高度约等于15%T至55%T ;3.断裂带 :高度约等于35%T至75%T ;4.毛刺 :高度约等于5%T至10%T1)弹性变形阶段受力分析:刃口部分材料受剪切力,力的大小小于弹性极限,若力消失,则材料恢复原始状态。
状态描述:凸模施加压力于材料,材料略挤入凹模刃口。
2)塑性变形阶段受力分析:材料受力由边及中心,逐渐超过弹性极限状态描述:凸模进一步深入材料,在本阶段冲裁件产生塌角以及光亮带3)剪裂阶段受力分析:材料靠近凹模刃口的部分应力首先达到材料的抗剪切强度,使凹模刃口旁边的材料产生的裂纹增大。
而此时凸模刃口部分材料还处于塑性变形阶段,随着冲头的进一步深入材料,冲头附近材料也达到剪切强度,也产生裂纹,再往后两裂纹重合,材料分离。
状态描述:材料分离,上下裂纹重合时相互撕扯产生毛刺三、与产品设计相关的冲裁工艺要点及设计举例1、冲裁产品的分类、作用及结构冲孔 piercing作用 1.作为一般过孔使用(要求较低);2.作为自攻牙底孔使用(产品设计要求光亮带比例较高);3.作为高精度转轴孔使用(要求无毛刺,少断裂带)(采用机械去毛刺的方式或模具倒面的方式)注意:设计冲孔时,由于受到凸模强度的限制, 孔的尺寸不宜太小(一般大于0.5T)落料 stamping作用 1.作为一般外形使用(要求较低);2.作为对接接头激光焊接装配使用(无毛刺、大的光亮带、小的断裂带间隙);3、作为软饰支架使用(要求卷边或者去毛刺)注意:1、产品设计时应该使冲裁件各直线或曲线的连接处有适当的圆角.(否则凹模应力集中,容易损坏);2、考虑到模具线切割的加工工艺,冲裁零件或者落料零件的最小R角不要小于R0.2。
切舌、切曲 lancing作用 1.作为卡扣使用;2.作为限位使用;3.节约工序,提高材料的利用率,将切边与折弯两道工艺合二为一。
(缺点:毛刺方向无法改变,必须与冲头方向相反)注意:要求切口部位与折弯部位距离足够大, 满足冲头强度.切舌、切曲结构设计的注意点:1)切曲时冲头的宽度要足够大,零件设计时保证切口部位和折弯部位的距离在5mm以上,否则冲头强度低,影响模具的寿命。
2)模具设计时刀口剪切部分要保证3mm左右的直边,以防止产生崩刀的现象。
冲头两边要保证留有断差,从而保证先剪后弯。
与冲裁相关的产品设计注意点总结1)产品设计时应该使冲裁件各直线或曲线的连接处有适当的圆角.(原因:1、普通线切割的最小R角为0.2,尖角不易保证。
2、尖角处凹模应力集中,模具受力后容易损坏。
)2)产品设计时应该标明毛刺方向.毛刺对产品装配以及操作员工的安全都非常重要。
(注意:是标注毛刺方向,不是冲压方向)3)设计冲孔时,由于受到凸模强度的限制, 孔的尺寸不宜太小(一般大于0.5T,尽量不要让孔的直径小于0.8T)4)设计产品时,材料的抗拉强度应尽量小于630MPa,否则模具较难制造。
(当产品的抗拉强度小于630MPa时,模具材料可选用普通的价格相对便宜的模具钢,如: Cr12、Cr12MoV、SKD11、 D2等。
当产品的抗拉强度大于630MPa时,模具材料需选用特殊的、较贵的模具钢,如SKH-9)5)当产品设计对冲裁断面有特殊要求时必须标明各断面部位可接受的最小值。
6)切曲时注意在产品上设计切边角度,以便于脱模,从而减少冲头的磨损。
2、冲裁模具简介1)冲孔、落料模2)去毛刺模具3)侧面冲孔模具四、弯曲产品形态与成型过程介绍1、弯曲产品的形态折弯成型机理:金属材料受到的应力大于弹性极限(屈服强度)而 又小于断裂极限(抗拉强度),造成板料在弯曲变形区内的曲率发生变化,形成折弯。
折弯受力分析:折弯时材料内侧受压应力、外侧受拉应力,并且拉应力占主导作用,故材料的中性层为材料中心偏向折弯内侧。
中性层 :距离材料内侧约等于0.255T材料的外层纤维由于受到拉应力材料产生相对移动,材料的不足由宽度方向补充2、折弯过程(以V曲为例):1)凸模运动接触板料(毛坯)由于凸,凹模不同的接触点力作用而产生弯矩,在弯矩作用下发生弹性变形,产生弯曲。
2)随着凸模继续下行,毛坯与凹模表面逐渐靠近接触,使弯曲半径及弯曲力臂均随之减少,毛坯与凹模接触点由凹模两肩移到凹模两斜面上。
3)随着凸模的继续下行,毛坯两端接触凸模斜面开始弯曲。
4)压平阶段,随着凸凹模间的间隙不断变小,板料在凸凹模间被压平。
5)校正阶段,当行程终了,对板料进行校正,使其圆角直边与凸模全部贴合而成所需的形状。
3、弯曲产品容易出现的两类问题(回弹、开裂)1)回弹:回弹的原因:材料是由众多层的纤维排列而成的,每一层纤维的受力情况不一样,(最外层受拉应力最大,最里层受压应力最大,两种力的大小向中性层方向递减),故在折弯成形后,并不是所有的纤维层的受力都大于材料的弹性极限,所以处于弹性变形阶段的材料有回复的现象1)中性层的应力、应变为零2)中性层向内侧压应力逐渐增大3)中性层向外侧拉应力逐渐增大1)冲压件在弯曲时,大部分材料层的应变都进入塑性变形区域,这些材料层不会产生回弹。
2)靠中性层距离较近的材料层应变依然处在弹性变形区域,这些材料层在外力消失后(折弯冲头离开工件)会产生回弹影响回弹的因素:(1)材料的弹性极限越高,所需要的变形应力就越大,回弹也就越大(2) 材料的相对弯曲半径R/T越小,应力就越集中,弹性变形占的比例越小,回弹就越小2)开裂折弯时工件的部分材料层受到的应力大于抗拉极限时,工件出现开裂现象。
(离中性层越远的材料层,其应力应变越大)避免开裂的方法:避免折弯时,弯角内侧的R角过小。
(一般R值不小于0.5T)4、折弯产品的变形特点(1)、材料的外层纤维由于受到拉应力,材料产生相对移动,材料的不足由宽度和厚度方向补充,故材料宽度尺寸减小。
(2)、材料的内层纤维由于受到压应力,内层材料向宽度方向移动、致使材料内层宽度增加。
(3)、当宽度小于3倍的材料厚度时,以上现象明显,产品设计时应避免宽度小于3倍的材料厚度的情况。
5.与产品设计相关的弯曲工艺要点及设计举例(1)弯曲件的圆角半径不宜小于最小弯曲半径,以免产生裂纹;但也不宜过大,否则由于变形不彻底,回弹回较大.(一般情况下最小弯曲半径R>=0.5T)注意:1)产品设计时应避免折弯R角过小,否则易引起应力集中。
2)R角尺寸必须标注在内侧。
(具体原因:折弯时工件贴紧冲头,冲头的R角决定了工件的R角,并且易于控制和调整。
)(2)弯曲件的弯边长度不宜过小,否则在弯边时模具对材料的支持长度太小,不容易得到形状准确的零件,弯曲件往往容易外倒. H>R+2T.注意:产品设计时应避免折弯直边过小,否则易引起外倒,不易控制垂直度。
(3)弯曲件不应位于零件宽度突变处折弯,以避免撕裂.若必须在宽度突变处弯曲时,应事先设计工艺槽.(4)由于在弯曲时毛坯或多或少都会有滑移现象,故产品设计时应尽量设计工艺孔.6.折弯模具简介五、成型工艺形态与过程介绍1、成型工艺分类及介绍成型机理:金属材料受到的应力大于弹性极限(屈服强度)而又小于断裂极限(抗拉强度),在塑性变形范围内产生设计人员想要的变形模式。
成型工艺分类:1.拉深 2.挤压 3.翻边 4.翻孔(抽孔) 5.缩口、扩口2、与产品设计相关的成型工艺要点及设计举例1)挤压挤压凸包的作用有三个:(1)作为两个零件间的自定位销使用注意:a.当凸包做定位销使用时,需要严格控制凸台的直径,一般情况下凸台的直径公差可控制在+/- 0.04mm左右b.由于凸包是挤压成型的,故凸包的侧面全是光亮带;(2)作为运动机构的限位使用(3)作为凸焊的凸点使用凸包设计的注意点及冲头尺寸:原则:1)必须保证凸包和母体之间有足够的材料连接,否则凸包易脱落。
2)作为凸焊使用时凸点直径D>= 2t+0.7,并且大于1.8mm.凸点高度H>=(0.4t+0.25),并且大于0.5mm凸包极限高度设计尺寸如下图注意:标注凸包尺寸时,只能够控制外凸部位尺寸,不能控制内凹部位尺寸。
挤压凸包模具结构:凹模的尺寸决定凸包的直径顶针和挤凸冲头共同决定凸包的高度。
注意:标注凸包尺寸时,只能够控制外凸部位尺寸,不能控制内凹部位尺寸。
2)抽孔抽孔的作用有两个:a)作为铆钉连接零件使用(包括冲铆、翻铆);优点:可省略铆钉,节约成本。
缺点:不能承受很大的拔脱力或剪切力。
抽孔冲铆:起固定连接作用。
抽孔翻铆:起旋转轴的作用。
b)作为连接螺母使用抽孔设计的注意点及冲头尺寸:原则:a)必须保证有足够的材料流动(即,必须计算抽孔可行性)。
b)作为翻铆使用时,必须控制抽孔的外径(尺寸标外径)。
注意:模具对抽孔的内、外径都可以控制,冲头控制内径;凹模控制外径,但不能同时控制。
即每个零件只能控制一个值.c)作为螺母使用时,必须控制抽孔的内径(尺寸标内径)。
d)作为螺母使用时,必须保证抽孔后变薄的直边厚度大于1.3倍的螺纹牙距。
e)作为螺母使用并且有强度要求时,必须保证抽孔后直边最小高度大于3倍的螺纹牙距。
抽孔可行性计算:抽孔:沿内孔周围将材料翻成侧立凸缘的冲压工序。
翻孔系数:预冲孔直径与翻孔后直边的中径的比值(翻孔系数越大变形程度越小)影响翻孔系数的因素:a)材料的塑性,塑性越好翻孔系数越小。
b)预冲孔相对直径D/t,D/t越小,翻孔系数越小。
c)孔的加工方法。
(若翻孔较高,则毛刺位于内侧时,不易开裂;位于外侧时需增加导面工序然后再抽孔。
)d)翻孔冲头的形式。
(球面冲头能够使翻孔系数减小,增大变形程度。
)理论上需要根据抽孔系数来判断抽孔工艺是否可行(该方法需要确定的因素太多,费时费力)。