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板料冲压工艺板料冲压是指用冲模使板料经分离或成形得到制件的工艺方法，它通常是在室温下进行，所以又称为冷冲压，简称冲压。
1、板料冲压的特点及应用冲压用原材料必须具有足够的塑性，广泛应用的金属材料有低碳钢、高塑性合金钢、铝、铜及其合金等；非金属材料有石棉板、硬橡皮、绝缘纸、纤维板等。
他广泛应用于汽车、拖拉机、航空、电器、仪表、国防等工业部门。
板料冲压具有以下特点：（1）冲压件的尺寸精度高，表面质量好，互换性好，一般不需切削加工即可直接使用，且质量稳定。
（2）可压制形状复杂的零件，且材料的利用率高、产品的重量轻、强度和刚度较高。
（3）冲压生产生产率高，操作简单，其工艺过程易于实现机械化和自动化，成本低。
（4）冲压用模具结构复杂，精度要求高，制造费用高。
冲压只有在大批量生产时，才能显示其优越性。
（5）冲压件的质量为一克至几十千克，尺寸为一毫米至几米。
2、冲压设备（1）剪床剪床的用途是把板料切成一定宽度的条料，以供下一步冲压工序之用。
（2）冲床冲床将完成除剪切以外的其他冲压工作。
右图为单柱式冲床的外形及其传动简图。
电动机5带动飞轮4转动，当踩下踏板6时，离合器3使飞轮与曲轴2连接，因而曲轴随飞轮一起转动，通过连杆8带动滑块7作上下运动，从而进行冲压工作。
当松开踏板时，离合器脱开，曲轴不随飞轮转动，同时制动闸1使曲轴停止转动，并使滑块7停在上面位置3、冲压模具（1）简单冲模简单冲模在冲床一次行程中只完成一道工序，见右图。
凸模1用压板6固定在上模板3上，通过模柄5与冲床滑块连接。
凹模2用压板7固定在下模板4上。
操作时，条料沿两导料板9之间送进，碰到挡料销10停止。
冲下部分落入凹模孔。
此时，条料夹住凸模一起返回，被卸料板8推下。
重复上述动作，完成连续冲压。
导柱12和导套11组成的导向机构可保证凸模、凹模的合模准确性。
简单冲模结构简单，容易制造，价格低廉，维修方便，生产率低，适用于小批量生产。
（2）连续冲模连续冲模在冲床一次行程中，按着一定顺序，在模具的不同位置上，同时完成数道冲压工序，见右图。
常用冲压材料冲压是一种常见的金属加工工艺，通过模具对金属材料进行冲击、拉伸、弯曲等形变，将平板金属加工成所需的零部件。
在冲压过程中，选择合适的冲压材料是非常重要的，不同的材料具有不同的特性和适用范围。
下面我们就来了解一些常用的冲压材料。
1. 冷轧钢板。
冷轧钢板是一种常见的冲压材料，它具有良好的成形性和表面质量，适用于对表面要求较高的零部件。
冷轧钢板通常用于汽车制造、家电制造等领域，其优点是成本低、加工性能好，但强度和耐腐蚀性相对较差。
2. 不锈钢。
不锈钢是一种耐腐蚀性能较好的冲压材料，适用于对材料表面要求高、有耐腐蚀性能要求的零部件制造。
不锈钢具有良好的强度和硬度，适用于制造耐磨、耐腐蚀的零部件，如厨房用具、化工设备等。
3. 铝合金。
铝合金是一种轻质、高强度的冲压材料，适用于汽车制造、航空航天等领域。
铝合金具有良好的导热性和导电性，成形性能优良，但价格相对较高。
在一些对重量要求较高的领域，铝合金是一种理想的冲压材料。
4. 镀锌钢板。
镀锌钢板是一种在普通钢板表面镀上一层锌的冲压材料，具有良好的防腐蚀性能。
镀锌钢板适用于户外使用的零部件制造，如钢结构、管道等。
它的优点是价格低廉、防腐蚀性能好，但成形性能略逊于冷轧钢板。
5. 硅钢。
硅钢是一种用于电机、变压器等电工设备制造的冲压材料，具有良好的磁导性能和低损耗特性。
硅钢的材料成本较高，但在电工设备制造领域有着不可替代的作用。
以上就是一些常用的冲压材料，它们各具特点，在不同的领域有着不同的应用。
在实际的冲压加工中，选择合适的冲压材料对于提高零部件的质量和生产效率至关重要。
希望本文对您有所帮助，谢谢阅读！。
板料冲压成形性能及冲压材料板料的冲压成形性能板料对各种冲压成形加工的适应能力称为板料的冲压成形性能。
具体地说，就是指能否用简便地工艺方法，高效率地用坯料生产出优质冲压件。
冲压成形性能是个综合性的概念，它涉及到的因素很多，其中有两个主要方面：一方面是成形极限，希望尽可能减少成形工序；另一方面是要保证冲压件质量符合设计要求。
下面分别讨论。
(一)成形极限在冲压成形中，材料的最大变形极限称为成形极限。
对不同的成形工序，成形极限应采用不同的极限变形系数来表示。
例如弯曲工序的最小相对弯曲半径、拉深工序的极限拉深系数等等。
这些极限变形系数可以在各种冲压手册中查到，也可通过实验求得。
依据什么来确定极限变形系数呢？这要看影响成形过程正常进行的因素是哪些。
冲压成形时外力可以直接作用在毛坯的变形区（例如胀形），也可以通过非变形区，包括已变形区（例如拉深）和待变形区（例如缩口、扩口等），将变形力传给变形区。
因此，影响成形过程正常进行的因素，可能发生在变形区，也可能发生在非变形区。
归纳起来，大致有下述几种情况：1.属于变形区的问题伸长类变形一般是因为拉应力过大，材料过度变薄，局部失稳而产生断裂，如胀形、翻孔、扩口和弯曲外区等的拉裂。
压缩类变形一般是因为压应力过大，超过了板材的临界应力，使板材丧失稳定性而产生起皱，如缩口、无压边圈拉深等的起皱。
2.属于非变形区的问题传力区承载能力不够：非变形区作为传力区时，往往由于变形力超过了该传力区的承载能力而使变形过程无法继续进行。
也分为两种情况：1)拉裂或过度变薄；例如拉深是利用已变形区作为拉力的传力区，若变形力超过已变形区的抗拉能力，就会在该区内发生拉裂或局部严重变薄而使工件报废。
2)失稳或塑性镦粗：例如扩口和缩口工序是利用待变形区作为压力的传力区，若变形力超过了管坯的承载能力，待变形区就会因失稳而压屈，或者发生塑性镦粗变形。
非传力区在内应力作用下破坏：非变形区不是传力区时，由于变形过程中金属流动的不均匀性，也可能产生过大的内应力而使之破坏。
冲压常用材料介绍冲压技术是一种精确成形金属工艺，适用于生产各种形状复杂的零件，冲压常用材料也是非常丰富的。
以下是对一些常用冲压材料的介绍：1.冷轧钢板：冷轧钢板是最常用的冲压材料之一、它具有良好的延展性和塑性，能够轻松地进行成形和加工。
同时，冷轧钢板还具有较高的强度和硬度，可以满足零件的强度要求。
冷轧钢板广泛应用于汽车、家电等行业。
2.不锈钢板：不锈钢板具有优良的耐腐蚀性能，能够在潮湿、酸性或碱性环境中长时间使用。
不锈钢板在冲压过程中具有较好的延展性和塑性，能够满足复杂形状零件的成形要求。
不锈钢板常用于食品加工、化工等行业。
3.铝合金板：铝合金板是重要的冲压材料之一、它具有较低的密度和良好的韧性，能够满足轻量化设计的需求。
铝合金板具有良好的导热性和导电性，广泛应用于电子产品、航空航天等领域。
4.铜板：铜板具有良好的导电性和导热性能，具有很高的韧性和塑性，能够满足复杂零件成形的需求。
铜板广泛应用于电气、仪器仪表等行业。
5.钛合金板：钛合金板具有较低的密度和良好的强度，具有良好的耐腐蚀性和高温稳定性。
钛合金板在航空航天、医疗器械等领域得到广泛应用。
6.其他特殊材料：除了上述常见的冲压材料外，还有一些特殊材料，如高强度钢板、镀锌钢板、塑料板等。
这些材料具有特殊的性能和应用场景，满足不同领域的需求。
在选择冲压材料时，需要考虑零件的形状、尺寸、强度要求以及特殊的工作环境等因素。
不同的材料具有不同的机械性能和加工特性，需要根据具体情况做出选择。
此外，在冲压过程中，还需要合理设计模具，控制冲压参数，以确保零件的成形质量和工艺性能。
总之，冲压常用材料的选择对于冲压工艺的成功应用至关重要。
各种材料具有不同的特点和应用优势，需要根据具体要求选择合适的材料进行冲压加工。
随着科技的不断进步和工艺的发展，冲压技术将在更多领域得到应用。
第三章板料冲压板料冲压：利用冲模在压力机上使板料分离或变形，从而获得冲压件的加工方法称为板料冲压。
板料冲压的坯料厚度一般小于4mm，通常在常温下冲压，故又称为冷冲压，简称冲压。
板料厚度超过8～10mm时，才用热冲压。
原材料：具有塑性的金属材料，如低碳钢、奥氏体不锈钢、铜或铝及其合金等，也可以是非金属材料，如胶木、云母、纤维板、皮革等。
板料冲压的特点：（1）冲压生产操作简单，生产率高，易于实现机械化和自动化。
（2）冲压件的尺寸精确，表面光洁，质量稳定，互换性好，一般不再进行机械加工，即可作为零件使用。
（3）金属薄板经过冲压塑性变形获得一定几何形状，并产生冷变形强化，使冲压件具有质量轻、强度高和刚性好的优点。
（4）冲模是冲压生产的主要工艺装备，其结构复杂，精度要求高，制造费用相对较高，故冲压适合在大批量生产条件下采用。
一、冲压设备主要有剪床和冲床两大类。
剪床是完成剪切工序，为冲压生产准备原料的主要设备。
冲床是进行冲压加工的主要设备，按其床身结构不同，有开式和闭式两类冲床。
按其传动方式不同，有机械式冲床与液压压力机两大类。
图8-26所示为开式机械式冲床的工作原理及传动示意图。
冲床的主要技术参数是以公称压力来表示的，公称压力（kN）是以冲床滑块在下止点前工作位置所能承受的最大工作压力来表示的。
我国常用开式冲床的规格为63～2000kN，闭式冲床的规格为1000～5000kN。
二、冲压工序冲压基本工序可分为落料、冲孔、切断等分离工序，和拉深、弯曲等变形工序两大类。
（一）分离工序它是使板料的一部分与另一部分分离的加工工序。
（1）切断：使板料按不封闭轮廓线分离的工序叫切断；（2）落料：是从板料上冲出一定外形的零件或坯料，冲下部分是成品。
（3）冲孔：是在板料上冲出孔，冲下部分是废料。
冲孔和落料又统称为冲裁。
1、冲裁变形过程冲裁可分为普通冲裁和精密冲裁。
普通冲裁的刃口必须锋利，凸模和凹模之间留有间隙，板料的冲裁过程可分为三个阶段，如图8-27所示：（1）弹性变形阶段（2）塑性变形阶段（3）剪裂分离阶段板料冲裁时的应力应变十分复杂，除剪切应力应变外，还有拉伸、弯曲和挤压等应力应变，如图8-28所示。
板料冲压成形性能及冲压材料板料的冲压成形性能板料对各种冲压成形加工的适应能力称为板料的冲压成形性能。
具体地说，就是指能否用简便地工艺方法，高效率地用坯料生产出优质冲压件。
冲压成形性能是个综合性的概念，它涉及到的因素很多，其中有两个主要方面：一方面是成形极限，希望尽可能减少成形工序；另一方面是要保证冲压件质量符合设计要求。
下面分别讨论。
(一)成形极限在冲压成形中，材料的最大变形极限称为成形极限。
对不同的成形工序，成形极限应采用不同的极限变形系数来表示。
例如弯曲工序的最小相对弯曲半径、拉深工序的极限拉深系数等等。
这些极限变形系数可以在各种冲压手册中查到，也可通过实验求得。
依据什么来确定极限变形系数呢？这要看影响成形过程正常进行的因素是哪些。
冲压成形时外力可以直接作用在毛坯的变形区（例如胀形），也可以通过非变形区，包括已变形区（例如拉深）和待变形区（例如缩口、扩口等），将变形力传给变形区。
因此，影响成形过程正常进行的因素，可能发生在变形区，也可能发生在非变形区。
归纳起来，大致有下述几种情况：1.属于变形区的问题伸长类变形一般是因为拉应力过大，材料过度变薄，局部失稳而产生断裂，如胀形、翻孔、扩口和弯曲外区等的拉裂。
压缩类变形一般是因为压应力过大，超过了板材的临界应力，使板材丧失稳定性而产生起皱，如缩口、无压边圈拉深等的起皱。
2.属于非变形区的问题传力区承载能力不够：非变形区作为传力区时，往往由于变形力超过了该传力区的承载能力而使变形过程无法继续进行。
也分为两种情况：1)拉裂或过度变薄；例如拉深是利用已变形区作为拉力的传力区，若变形力超过已变形区的抗拉能力，就会在该区内发生拉裂或局部严重变薄而使工件报废。
2)失稳或塑性镦粗：例如扩口和缩口工序是利用待变形区作为压力的传力区，若变形力超过了管坯的承载能力，待变形区就会因失稳而压屈，或者发生塑性镦粗变形。
非传力区在内应力作用下破坏：非变形区不是传力区时，由于变形过程中金属流动的不均匀性，也可能产生过大的内应力而使之破坏。
根据发生问题的部位不同，可分为：1)待变形区拉裂或起皱：例如在盒形件的后续拉深工序中，待变形区金属流入变形区的速度不一致，靠直边部分流入速度快，角部金属流入速度慢。
在这两部分金属的相互影响下，直边部分容易发生拉裂，角部则容易沿高度方向压屈起皱。
2)已变形区拉裂或起皱：如薄壁件反挤时，若金属从变形区流到已变形区的速度不均匀，则速度快的部位易因受附加压应力而起皱，速度慢的部位易受附加拉应力的作用而开裂。
综上所述，不论是伸长类还是压缩类变形，不论问题发生在变形区还是非变形区，其失稳形式无非两种类型：受拉部位发生缩颈断裂，受压部位发生压屈起皱。
为了提高冲压成形极限，从材料方面来看，就必须提高板材的塑性指标和增强抗拉、抗压的能力。
(二)成形质量冲压零件不但要求具有所需形状，还必须保证产品质量。
冲压件的质量指标主要是厚度变薄率、尺寸精度、表面质量以及成形后材料的物理力学性能等。
金属在塑性变形中体积不变。
因此，在伸长类变形时，板厚都要变薄，它会直接影响到冲压件的强度，故对强度有要求的冲压件往往要限制其最大变薄率。
影响冲压件尺寸和形状精度的主要原因是回弹与畸变。
由于在塑性变形的同时总伴随着弹性变形，卸载后会出现回弹现象，导致尺寸及形状精度的降低。
冲压件的表面质量主要是指成形过程中引起的擦伤。
产生擦伤的原因除冲模间隙不合理或不均匀、模具表面粗糙外，往往还由于材料粘附模具所致。
例如不锈钢拉深就很容易有此问题。
1.4.2板料冲压成形性能试验(一)板料冲压成形性能试验方法板料冲压性能试验方法通常分为三种类型：力学试验、金属学试验（统称间接试验）和工艺试验（直接试验）。
其中常用的力学试验有简单拉伸试验和双向拉伸试验，用以测定板料的力学性能指标；金属学试验用以确定金属材料的硬度、表面粗糙度、化学成分、结晶方位与晶粒度等；工艺试验也称模拟试验，它是用模拟生产实际中的某种冲压成形工艺的方法测量出相应的工艺参数。
例如 Swift的拉深试验测出极限拉深比LDR ；T ZP试验测出对比拉深力的T 值； Erichsen 试验测出极限胀形深度Er 值；K.W.I扩孔试验测出极限扩孔率λ等。
下面仅对板材简单拉伸实验进行介绍。
(二)板材拉伸试验板材的拉伸试验也叫做单向拉伸试验或简单拉伸试验。
应用拉伸试验方法，可以得到许多评定板材冲压性能的试验值，所以应用十分普遍。
由于试验目的不同，板材冲压性能评价用的拉伸试验方法和所得到的试验值均与为评定材料强度性能的拉伸试验有所不同。
简单介绍如下：图1.4.1 拉伸实验试样试验设备：拉力试验机（机械式或液压式）。
试验时，利用测量装置测量拉伸力P与拉伸行程（试样伸长值）ΔL，根据这些数值作出s－d曲线。
（图1.4.2）。
试验可以得到下列力学性能指标：图1.4.2 拉伸曲线1）屈服极限σs或σ0.2；2)强度极限σb；3）屈强比σs/σb；4）均匀伸长率δu；5）总伸长率δ；6）弹性模数E；7）硬化指数n；8）厚向异性指数γ1.4.3 板料力学性能与冲压成形性能的关系板料力学性能与板料冲压性能有密切关系。
一般来说，板料的强度指标越高，产生相同变形量所需的力就越大；塑性指标越高，成形时所能承受的极限变形量就越大；刚性指标越高，成形时抗失稳起皱的能力就越大。
对板料冲压成形性能影响较大的力学性能指标有以下几项：1)屈服极限σs 屈服极限σs小，材料容易屈服,则变形抗力小，产生相同变形所需变形力就小，并且屈服极限小，当压缩变形时，屈服极限小的材料因易于变形而不易出现起皱，对弯曲变形则回弹小。
2)屈强比σs／σb 屈强比小，说明σs值小而σb值大，即容易产生塑性变形而不易产生拉裂，也就是说，从产生屈服至拉裂有较大的塑性变形区间。
尤其是对压缩类变形中的拉深变形而言，具有重大影响，当变形抗力小而强度高时，变形区的材料易于变形不易起皱，传力区的材料又有较高强度而不易拉裂，有利于提高拉深变形的变形程度。
3)伸长率拉伸试验中，试样拉断时的伸长率称总伸长率或简称伸长率δ。
而试样开始产生局部集中变形（缩颈时）的伸长率称均匀伸长率δu。
δu表示板料产生均匀的或稳定的塑性变形的能力，它直接决定板料在伸长类变形中的冲压成形性能，从实验中得到验证，大多数材料的翻孔变形程度都与均匀伸长率成正比。
可以得出结论：即伸长率或均匀伸长率是影响翻孔或扩孔成形性能的最主要参数。
4)硬化指数n 单向拉伸硬化曲线可写成σ=Kεn，其中指数n即为硬化指数，表示在塑性变形中材的硬化程度。
n大时，说明在变形中材料加工硬化严重，真实应力增加大。
板料拉伸时，整个变形过程是不均匀的，先是产生均匀变形，然后出现集中变形，形成缩颈，最后被拉断。
在拉伸过程中，一方面材料断面尺寸不断减小使承载能力降低，另一方面由于加工硬化使变形抗力提高，又提高了材料的承载能力。
在变形的初始阶段，硬化的作用是主要的，因此材料上某处的承载能力，在变形中得到加强。
变形总是遵循阻力最小定律，既“弱区先变形”的原则，变形总是在的最弱面处进行，这样变形区就不断转移。
因而，变形不是集中在某一个局部断面上进行，在宏观上就表现为均匀变形，承载能力不断提高。
但是根据材料的特性，板料的硬化是随变形程度的增加而逐渐减弱，当变形进行到一定时刻，硬化与断面减小对承载能力的影响，两者恰好相等，此时最弱断面的承载能力不再得到提高，于是变形开始集中在这一局部地区地行，不能转移出去、发展成为缩颈，直至拉断。
可以看出，当n值大时，材料加工硬化严重，硬化使材料强度的提高得到加强，于是增大了均匀变形的范围。
对伸长类变形如胀形，n值大的材料使变形均匀，变薄减小，厚度分布均匀，表面质量好，增大了极限变形程度，零件不易产生裂纹5)厚向异性指数γ由于板料轧制时出现的纤维组织等因素，板料的塑性会因方向不同而出现差异，这种现象称塑性各向异性。
厚向异性系数是指单向拉伸试样宽度应变和厚度应变之比,即：γ=εb/εt(1.4.1)式中εb、εt——宽度方向、厚度方向的应变。
厚向异性指数表示板料在厚度方向上的变形能力，γ值越大，表示板料越不易在厚度方向上产生变形，即不易出现变薄或增厚,γ值对压缩类变形的拉深影响较大，当γ值增大，板料易于在宽度方向变形，可减小起皱的可能性，而板料受拉处厚度不易变薄，又使拉深不易出现裂纹，因此γ值大时，有助于提高拉深变形程度。
6）板平面各向异性指数∆γ板料在不同方位上厚向异性指数不同，造成板平面内各向异性。
用∆γ表示：∆γ=（γ0+γ90+2γ45）/2 （1.4.2）式中γ0、γ90、γ45——纵向试样、横向试样和与轧制方向成45°试样厚向异性指数。
∆γ越大，表示板平面内各向异性越严重，拉深时在零件端部出现不平整的凸耳现象，就是材料的各向异性造成的，它既浪费材料又要增加一道修边工序。
1.4.4 常用冲压材料及其力学性能冲压最常用的材料是金属板料，有时也用非金属板料，金属板料分黑色金属和有色金属两种。
黑色金属板料按性质可分为：1)普通碳素钢钢板如Q195、Q235等。
2)优质碳素结构钢钢板这类钢板的化学成分和力学性能都有保证。
其中碳钢以低碳钢使用较多，常用牌号有：08、08F、10、20等，冲压性能和焊接性能均较好，用以制造受力不大的冲压件。
3)低合金结构钢板常用的如Q345（16Mn）、Q295（09Mn2）。
用以制造有强度要求的重要冲压件。
4)电工硅钢板如DT1、DT2。
5)不锈钢板如1Crl8Ni9Ti，1Cr13等，用以制造有防腐蚀防锈要求的零件。
常用的有色金属有铜及铜合金（如黄铜）等，牌号有T1、T2、H62、H68等，其塑性、导电性与导热性均很好。
还有铝及铝合金，常用的牌号有L2、L3、LF21、LY12等，有较好塑性，变形抗力小且轻。
表1.4.1列出了部分常用金属板料的力学性能。
非金属材料有胶木板、橡胶、塑料板等。
冲压用材料的形状，最常用的是板料，常见规格如71031420和100032000等。
对大量生产可采用专门规格的带料（卷料）。
特殊情况可采用块料，它适用于单件小批生产和价值昂贵的有色金属的冲压。
板料按厚度公差可分为A、B、C 3种；按表面质量可分为I、II、III 3种。
用于拉深复杂零件的铝镇静钢板，其拉深性能可分为ZF、HF、F 3种。
一般深拉深低碳薄钢板可分为Z、S、P 3种。
板料供应状态可为：退火状态M、淬火状态C、硬态Y、半硬（1／2硬）Y2等。
板料有冷轧和热轧两种轧制状态。
复习思考题 11-1 简述变形温度、应力状态对塑性和变形抗力的影响。
1-2 塑性变形的应力应变关系有什么特点？1-3 板料的拉伸试验所测得的力学性能指标有哪些？这些指标对冲压成形性能有什么影响？1-4 什么是伸长类变形？什么是压缩类变形？板料成形中哪些是伸长类变形？哪些是压缩类变形？如何划分？1-5 材料的哪些力学性能对伸长类变形有重大影响？哪些对压缩类变形有重大影响？为什么？1-6．当σ1>σ2>σ3时，利用全量理论和体积不变定律进行分析：（1）当σ1是拉应力时，ε1是否是拉应变？（2）当σ1是压应力时，ε1是否是压应变？(3)每个主应力方向与所对应的主应变方向是否一定一致？。
