精冲工艺与模具设计

《冲压工艺与模具设计》知识点1、冲压是利用安装在压力机上和模具对材料施加外力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种加工方法。

冲压的三要素：设备（压力机）、模具、原材料。

冲压的优点有：生产率高、操作简便，尺寸稳定、互换性好，材料利用率高。

冲压工艺分为两大类，一类叫分离工序（落料、冲孔、切断、切口、剖切等），一类是成形工序（弯曲、拉深、翻边、胀形、缩孔）。

冷冲压模具是实现冷冲压工艺的一种工艺装备。

冲压生产中，需要将板料剪切成条料,这是由剪切机来完成的。

这一工序在冲压工艺中称下料工序。

2、压力机的标称压力是指滑块在离下死点前某一特定距离时，滑块上所容许承受的最大作用力。

B23-63表示压力机的标称压力为630KN。

其工作机构为曲柄连杆滑块机构。

32-300是一种液压机类型的压力机。

离合器与制动器是用来控制曲柄滑块机构的运动和停止的两个部件。

在冲压工作中，为顶出卡在上模中的制件或废料，压力机上装有可调刚性顶件（或称打件）装置。

3、冲裁是利用模具使板料的一部分与另一部分沿一定的轮廓形状分离的冲压方法。

变形过程分为弹性变形、塑性变形、断裂分离三个阶段。

冲裁件的断面分为圆角，光面，毛面，毛刺四个区域。

冲裁模工作零件刃口尺寸计算时，落料以凹模为基准，冲孔以凸模为基准，凸模和凹模的制造精度比工件高2-3级。

冲裁件之间及冲裁件与条料侧边之间留下的余料称作搭边。

它能补偿条料送进时的定位误差和下料误差，确保冲出合格的制件。

4、加工硬化是指一般常用的金属材料，随着塑性变形程度的增加，其强度、硬度和变形抗力逐渐增加，而塑性和韧性逐渐降低。

5、拉深是指用拉深模将一定形状的平面坯料或空心件制成开口件的冲压工序。

拉深时变形程度以拉深系数m 表示，其值越小，变形程度越大。

为了提高工艺稳定性，提高零件质量，必须采用稍大于极限值的拉深系数。

拉深时可能产生的质量问题是起皱和开裂。

一般情况下，拉深件的尺寸精度应在IT13级以下，不宜高出IT11级。

精冲工艺与模具设计王斌修;李雅倩【摘要】分析了精密垫片的冲压工艺性,介绍了精密垫片的精冲工艺和精冲压力的计算以及在普通冲床上实现精密冲裁的精冲复合模的设计.对此类零件的精密冲裁模具设计有一定的参考价值.【期刊名称】《模具制造》【年(卷),期】2010(010)001【总页数】4页(P17-20)【关键词】精密垫片;精冲工艺;齿圈;定位圈【作者】王斌修;李雅倩【作者单位】青岛理工大学工程训练中心,山东青岛266033;青岛理工大学工程训练中心,山东青岛266033【正文语种】中文【中图分类】TG385.21 冲压件的工艺性分析冲压件形状及尺寸如图1所示，尺寸精度要求较高，且要求冲切面光洁，由工件图可见，直径为ϕ4mm的孔和圆角R2mm等处的结构工艺性较差，故采用精冲模加工。

查表可得10钢的抗拉强度σb=400MPa，圆角半径R2mm冲制难度等级在S1区，圆孔ϕ4mm冲制难度等级在S2区，故零件的总的难度等级在S2区。

S2区在精冲难度等级中属中等，适于精冲材料的抗拉强度σb≤530MPa。

由以上各项分析可知，该零件符合精冲件结构工艺性要求，可用精冲工艺进行加工。

2 精冲压力的计算根据精密冲裁的变形机理，实现精密冲裁需提供3种力的作用，即使材料分离的剪切力；实现压料的压边力；反顶工件的反顶力。

这3种力一般不是同时产生的，而是通过压力机的协调动作，按先后动作顺序交替产生的。

该零件厚度为4mm，即精密冲压凸模进入凹模的行程最大为4mm，对于弹簧来讲压缩力变化比较大,卸料力和推件力根据模具结构由液压元件控制产生,因此在模具设计中使用液压元件代替精冲设备中的压边力和顶件力，实现无专用精密冲压设备的精密冲压。

精冲总压力是完成制件精冲所需的总压力，是选用压力机的主要因素之一，也是考虑精冲模强度的重要依据，根据资料[2]所推导的公式，零件的精冲压力计算如下：冲裁力：齿圈压边力：反向压力：卸料力：图1 工件图推件力：因卸料力和推件力根据模具结构由液压系统控制产生，故必须由压力机提供的力为：由上述计算可以知道，所需设备的公称压力P公称=(1.2～1.3)P≥843.6kN。

精冲片齿轮的冲压工艺与模具设计介绍了精冲片齿轮的工艺方法及模具结构设计，希望能为类似零件模具设计提供参考。

标签：片齿轮；精冲；工艺分析；模具设计1 冲制片齿轮的技术难点用板、条、带、卷料一模成形，直接冲制出各种齿型、不同模数和带孔或不带孔、轮辐加厚或减薄的圆形、扇形与特定任意形状的片齿轮等，其冲压加工的技术难点如下：(1)齿型冲切面即齿廓啮合面质量，往往因材质金相组织结构不良、润滑不到位和模具刃口出现不均匀磨损等因素而使冲件冲切面塌角过大，塌角深度超过25%T；冲切面完好率不足75%，低于Ⅳ级而影响使用；冲切面局部毛刺过大，难以彻底清除；冲切面的整体表面粗糙度值大于RA1.6“m，无后续加工工序时小于RA1.6”m，就无法使用。

(2) 料厚t1mm-3mm 的薄板与t>3mm-4.75mm 中厚板片齿轮零件，当投产批量达到大批大量生产的水平，推荐采用FB 精冲，即用V形齿圈强力压板精冲工艺加工。

实施FB 精冲，采用专用CNC精冲机组，不仅效率高、自动化程度高、操作安全性高，更主要的是以人为本，劳动强度低，无噪声与污物对环境污染，精冲在封闭空间进行，外扩散噪声控制在85dB(A) 以下。

专用CNC 精冲机或成套CNC精冲机组过去一直靠进口，价格高昂，维修技术要求高，配套水、电、空调、压缩空气等动力系统及设施投资巨大，专用精冲机与CNC 精冲机国内也有几家生产，售价仍觉偏高。

建议外委协作加工。

同时，对于尺寸不大的小型精冲件，也可用特殊结构的冲模，在普通压力机上实施FB 精冲。

下图所示是齿弧板零件在专用CNC精冲机上精冲的冲孔——落料复合冲裁精冲模。

该模具采用顺装-结构型式，齿圈压板件 6 亦是冲裁凸模件13 的导板，虽采用滑动导向导柱模架，但有嵌装在模座沉孔中的V形齿圈压板为内嵌式凸模导向，两者原本同轴度极好，导向也可达到零偏差或接近零偏差导向，精度极高。

4 厚板齿轮、凸轮与类似零件的精冲、整修及后续加工料厚超过t≥4.75mm 的片齿轮，如果产量达到成批和大量生产的水平，采用CNC专用精冲机组生产最合算，不仅仅是发展与深化了科学发展观的理念，坚持以人为本的宗旨，获得巨大经济技术效益和良好的社会与环保效益，而且确保冲压生产安全，消除了多项安全隐患。

冲裁工艺和冲裁模具设计冲裁工艺是一种常用的金属成形方法，广泛应用于汽车、电子、电器等工业领域。

它通过在金属板材上用模具施加力量，使板材发生塑性变形，实现所需形状的制造。

冲裁工艺的关键是冲裁模具设计，好的模具设计能够提高冲裁质量和生产效率。

冲裁模具设计的要素主要包括模具结构设计、模具材料选择和模具工艺设计。

模具结构设计是冲裁模具设计的核心内容，它决定了模具的功能和可靠性。

模具结构设计需要考虑到所需冲裁零件的形状、尺寸和数量等因素，以及生产效率和模具寿命的要求。

在模具结构设计中，应该注意以下几个方面：1.模具的开合方式：冲裁模具通常是由上模和下模组成，选择合适的开合方式可以提高模具的使用效率和稳定性。

常见的开合方式有固定式、推拉式和旋转式等。

2.模具的导向方式：冲裁模具在使用过程中需要保持稳定位置，通过合理的导向方式可以减少模具的摆动和磨损。

常见的导向方式有滑动导向、滚动导向和定位导向等。

3.模具的定位方式：冲裁模具需要在冲裁过程中保持对准，通过合理的定位方式可以提高冲裁精度和生产效率。

常见的定位方式有销针定位、销轴定位和夹紧定位等。

模具材料选择是冲裁模具设计的重要环节，材料的选择需要考虑到工作环境、冲裁材料和生产要求等因素。

常见的模具材料有工具钢、硬质合金和高速钢等。

根据不同的要求，可以选择合适的材料来提高模具的耐磨性、耐冲击性和耐腐蚀性。

模具工艺设计是冲裁模具设计的关键环节，它直接影响到冲裁质量和生产效率。

模具工艺设计需要考虑到冲裁顺序、切割方式和切割尺寸等因素。

冲裁顺序是指冲裁零件的先后顺序，合理的冲裁顺序可以提高生产效率和模具使用寿命。

切割方式是指冲裁刀具与板材的接触方式，常见的切割方式有切割、剪断和破裂等。

切割尺寸是指冲裁零件的尺寸要求，合理的切割尺寸可以提高冲裁质量和成品率。

总之，冲裁工艺和冲裁模具设计是冲裁技术的重要组成部分。

合理的冲裁工艺和模具设计可以提高冲裁质量和生产效率，降低生产成本和能源消耗。

精冲模工艺及技术介绍资料【精心整理】1、何谓精冲精冲—是精密冲裁的简称。

精冲是在普冲的基础上，发展起来的一种精密冲压加工工艺。

它虽然与普冲同属于分离工艺，但是包含有特殊工艺参数的加工方法。

由它生产的零件也具有不同的质量特征。

特别是在精冲与冷成型（如弯曲、拉深、翻边、镦挤、压沉孔、半冲孔和挤压等）加工工艺相结合后，精冲零件已有可能在许多领域（如汽车、摩托车、电子工业等），取代以前由普冲、机加工、锻造、铸造和粉末冶金加工的零件，因而发挥其巨大的技术优势和经济效益。

2、精冲分类各种不同的精冲方法，按其工艺方式，主要分类如下：二．精冲工艺设计基本方法：3、精冲工艺原理3.1 普冲与精冲的区别我们常说的精冲，指的是强力压板精冲(见图1)。

PR－齿圈力、PS－冲裁力、PG －反压力。

强力压板精冲的基本原理是在专用压力机上，借助特殊结构模具，在强力作用下，使材料产生塑性—剪切变形，从而得到优质精冲件。

3.2 精冲工艺特点3.3 模具工作原理精冲机是实现精冲工艺的专用设备。

如图2 所示，精冲时精冲机上有三种力（PS、PR、PG）作用于模具上。

冲裁开始前通过齿圈力PR，经剪切线外的导板（6），使V 形齿圈（8）压入材料并压紧在凹模上，从而在V 形齿圈的内面产生横向侧压力，以阻止材料在剪切区内撕裂和在剪切区外金属的横向流动。

同时反压力PG又在剪切线内由顶件器（4）将材料压紧在凸模上，并在压紧状态中，在冲裁力PS作用下进行冲裁。

剪切区内的金属处三向压应力状态，从而提高了材料的塑性。

此时，材料就沿着凹模刃口形状，呈纯剪切的形式冲裁零件。

冲裁结束后，PR 和PG压力释放，模具开启，由退料力PRA和顶件力PGA分别将零件和废料顶出。

并用压缩空气将其吹除。

1.凸凹模;2.凹模;3.冲孔凸模;4.顶件器;5.推杆;6.导板;7.顶杆;8.齿圈;9.精冲材料; 10.精冲零件; 11.内形废料;PS—冲裁力; PR—齿圈力; PG—反压力;PRA—卸料力; PGA—顶件力; SP—冲裁间隙3.4、精冲工作过程（见图3）a）模具开启，送入材料；b）模具闭合，在刃口（冲裁线）内外的材料利用齿圈力和反压力压紧；c）用冲裁力PS 冲裁材料，压紧力PR和PG全过程有效压紧；d）滑块行程结束，冲件在凹模内，内孔废料冲入落料凸模中；e）齿圈力PR 和反压力PG卸除，模具开启；f）在施加齿圈力的位置，此时作用为：顶出内孔废料和卸除冲压搭边的卸料力PRA；g）在施加反压力的位置，此时作用为：从凹模中顶冲件的顶件力PGA。

绪论1.1 概述冲压成形作为现代工业中一种十分重要的加工方法，用以生产各种板料零件,具有很多独特的优势，其成形件具有自重轻、刚度大、强度高、互换性好、成本低、生产过程便于实现机械自动化及生产效率高等优点，是一种其它加工方法所不能相比和不可替代的先进制造技术，在制造业中具有很强的竞争力，被广泛应用于汽车、能源、机械、信息、航空航天、国防工业和日常生活的生产之中。

在吸收了力学、数学、金属材料学、机械科学以及控制、计算机技术等方面的知识后，已经形成了冲压学科的成形基本理论。

以冲压产品为龙头，以模具为中心，结合现代先进技术的应用，在产品的巨大市场需求刺激和推动下，冲压成形技术在国民经济发展、实现现代化和提高人民生活水平方面发挥着越来越重要的作用。

1.2 冲压技术的进步进几十年来，冲压技术有了飞速的发展，它不仅表现在许多新工艺与新技术在生产的广泛应用上，如：旋压成形、软模具成形、高能率成形等，更重要的是人们对冲压技术的认识与掌握的程度有了质的飞跃[1]。

现代冲压生产是一种大规模继续作业的制造方式，由于高新技术的参与和介入，冲压生产方式由初期的手工操作逐步进化为集成制造（图1-1）。

国、日本等发达国家相比还存在相当大的差距。

以大型覆盖件冲模为代表，我国已能生产部分轿车覆盖件模具。

轿车覆盖件模具设计和制造难度大，质量和精度要求高，代表覆盖件模具的水平。

在设计制造方法、手段上已基本达到了国际水平，模具结构功能方面也接近国际水平，在轿车模具国产化进程中前进了一大步。

但在制造质量、精度、制造周期和成本方面，以国外相比还存在一定的差距。

标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具，是我国重点发展的精密模具品种，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，与国外多工位级进模和多功能模具相比，存在一定差距[2-3]。

1.4 模具CADCAECAM技术冲压技术的进步首先通过模具技术的进步来体现出来。

对冲模技术性能的研究已经成为发展冲压成形技术的中心和关键。

精密垫片精冲工艺与模具设计冉启军;郑继康;张玉峰【期刊名称】《金属加工：冷加工》【年(卷),期】2011(000)006【总页数】4页(P50-53)【作者】冉启军;郑继康;张玉峰【作者单位】贵州航天乌江机电设备有限责任公司,遵义,563003;贵州航天乌江机电设备有限责任公司,遵义,563003;贵州航天乌江机电设备有限责任公司,遵义,563003【正文语种】中文精冲又称精密冲裁，是一种对模具有特殊要求的金属塑性加工工艺。

这种冲裁件具有较高的尺寸精度与形状精度以及完全光亮的冲裁面，甚至可以直接装配使用。

它具有优质、高效、生产成本低等特点，容易实现自动化生产。

精冲是在普通冲压的基础上发展起来的一种精密板料加工工艺，精冲成形工艺是在普通压力机或者专用压力机 (精冲机)上，通过专用的精密冲裁模具，在强力压料状态下对金属板料进行冲压，使金属材料产生塑性变形，由原材料直接获得比普通冲压零件精度高、表面质量好、平面度高、垂直度好，并拥有光洁剪切面及所需形状和质量特性的产品。

精密冲裁的本质是将冲裁模具的凹凸模具之间的间隙调整到普通冲裁模具的10%，甚至实现负间隙 (即凹凸模之间产生过盈)，从而大幅度提高冲裁件的精度。

冲裁间隙δ对冲裁件精度m的影响关系如图1所示，曲线与坐标原点O的交点为最合理的间隙值 (注：精密冲裁件的冲裁质量与冲裁间隙有关，根据《精冲手册》可知，冲裁件精度m=100)。

此时，冲裁件的尺寸与模具刃口的尺寸完全一致，当曲线位于交点右边时，冲裁件与模具间存在间隙。

间隙越大，会使冲裁件与模具之间的摩擦力减小，所需要的冲裁力也小，但会造成冲裁件的变形增大，影响冲裁件精度。

图1 冲裁间隙对冲裁件精度的影响关系精密冲裁理论的核心：固体在多向受压的情况下比在单向受压时塑性好、变形状态更好 (更易变形)。

因此在板料精密冲裁时，利用精冲模特殊结构，在板料的剪切分离区，三向施压形成立体压应力状态，对材料进行纯剪切分离，实现精密冲裁。