冲压工艺方案确定

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冲压工艺方案确定
工艺方案确定是在对冲压件的工艺性分析之后应进行的重要环节。确定工艺方案主要是
确定各次冲压加工的工序性质、工序数量、工序顺序、工序的组合方式等。冲压工艺方案的
确定要考虑多方面的因素，有时还要进行必要的工艺计算，因此实际中通常提出几种可能的
方案，进行分析比较后确定最佳方案。
（1）冲压工序性质的确定 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、冲压变形规律及其它具体要求。
①从零件图上直观的确定工序性质 平板件冲压加工时，常采用剪裁、落料、冲孔等冲裁工
序；当零件的平面度要求较高时增加校平工序；当零件的断面质量和尺寸精度要求较高时，
需增加修整工序，或直接用精密冲裁工序加工。
弯曲件冲压时，常采用剪裁、落料、弯曲工序。当弯曲件上有孔时，需增加冲孔工序；当弯
曲半径小于允许值时，需增加整形工序。
拉深件冲压时，常采用剪裁、落料、拉深和切边工序，对于带孔的拉深件，需增加冲孔工序；
拉深件径向尺寸精度要求较高或圆角半径小于允许值时，需增加整形工序。
胀形件、翻边件、缩口件若一次成形，常采用冲裁或拉深制成坯料后直接采用胀形、翻边（翻
孔）、缩口工序成形。
②对零件图进行工艺计算、分析，确定工序性质 如图8-4所示的两个形状相似的冲压件，材
料均为08钢，料厚1.5mm。翻边高度分别为8.5mm和13.5mm。从表面看似乎都可采用落料、
冲孔、翻孔三道工序或落料冲孔与翻孔两道工序完成，但经过分析计算，图8-4a的翻边系数
大于极限翻边系数，可以通过落料、冲孔、翻边三道工序冲压成形；图8-4b的翻边系数接近
极限翻边系数，若采用三道工序，很难达到零件要求的尺寸，因而应改为落料、拉深、冲孔、
翻边四道工序冲压成形。

图8-4 内孔翻边件的工艺过程
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③为改善冲压变形条件，方便工序定位，增加附加工序 所增加的附加工序使工序性质及工
艺过程的安排也发生相应的变化。如图8-5所示的零件为增加其成形高度，在不影响零件使
用要求的前提下，可预先在坯料上冲出4个孔，形成弱区。在成形凸包时孔径扩大，补偿了
外部材料的不足，从而增加了成形高度。预冲孔工序是一个附加工序，这种预冲孔常称为变
形减轻孔。在成形某些复杂形状零件时，变形减轻孔能使不易成形的部分或不可能成形的部
分的变形成为可能。因此生产中常采用这类变形减轻孔或工艺切口，达到改善冲压变形 条
件、提高成形质量的目的。

图8-5 坯料预冲
孔 图8-6 零件孔弯曲前冲出

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。
拉深件的拉深次数主要根据零件的形状、尺寸及极限变形程度经过拉深工艺计算确定。
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。
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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。综合考虑上述要求后，确定出既经济又合理的工序数量。
（3）工序顺序的安排 冲压件工序的顺序安排，主要根据其冲压变形性质、零件质量要求，
如果工序顺序的变更不影响零件质量，则应根据操作、定位及模具结构等因素确定。
工序顺序的安排可遵循下列原则：
①对于带孔的或有缺口的冲裁件，如果选用单工序模冲裁，一般先落料、再冲孔或切口；使
用级进模时，则应先冲孔或切口，再落料。若工件上同时存在直径不等的大小两孔，且相距
又较近时，则应先冲大孔再冲小孔。
②对于带孔的弯曲件，孔位于弯曲变形区以外，可以先冲孔再弯曲；孔位于弯曲变形区附近
或以内，必须先弯曲再冲孔；孔间距受弯曲回弹的影响时，也应先弯曲再冲孔。
③对于带孔的拉深件，一般先拉深，再冲孔；但当孔的位置在工件的底部时，且其孔径尺寸
精度要求不高时，也可先冲孔再拉深。
④对于多角弯曲件，主要从材料变形和材料运动两方面安排弯曲的顺序。一般先弯外角后弯
内角，可同时弯曲的弯角数决定于零件的允许变薄量。
⑤对于形状复杂的拉深件，为便于材料的变形流动，应先成形内部形状，再拉深外部形状。
⑥所有的孔，只要其形状和尺寸不受后续工序的影响，都应该在平板坯料上冲处。图8-6的
两个弯曲件，孔的位置离弯曲线较远，弯曲变形不会扩展到孔的边缘，因而零件上的孔弯曲
前冲出。相反，零件上孔的形状和尺寸受后续工序的影响时，一般要在成形工序后冲出。

图8-7 消声器盖工序过程
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表8-2 级进冲压工序组合方式
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⑦如果在同一个零件的不同位置冲压时，变形区域相互不发生作用时，这时工序顺序的安排
要根据模具结构、定位和操作的难易程度确定。如图8-7的消声器经过第三次拉深后要在底
部冲孔、翻边，凸缘部分修边和外缘翻边。虽然在底部和凸缘部分成形，相互不发生作用，
但是考虑到压料方便，所以先内缘翻边，后凸缘翻边，最后冲出四个槽。
⑧附加的整形工序校平工序，应安排在基本成形之后。
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（4）工序的组合 对于多工序加工的冲压件，制定工艺方案时，必须考虑是否采取组合工序，
工序组合的程度如何，怎样组合，这些问题的解决取决于冲压件的生产批量、尺寸大小、精
度等级以及制模水平与设备能力等。一般而言，厚料、小批量、大尺寸、低精度的零件宜单
工序生产，用单工序模；薄料、大批量、小尺寸、精度不高的零件宜工序组合，采用级进模；
精度高的零件，采用复合模；另外，对于尺寸过大或过小的零件在小批量生产的情况下，也
宜将工序组合，采用复合模。
图8-8 底部孔径大的拉深件
工序组合时应注意几个问题：
工序组合后应保证冲出形状尺寸及精度均符合要求的产品。如图8-8所示的拉深件，当上部
孔径较大孔边距筒壁很近，将落料、拉深、冲孔组合为复合工序冲压，不能保证冲孔尺寸。
但当冲孔直径小孔边距筒壁距离较大，可将落料、拉深、冲孔组合为复合工序冲压。
工序组合后应保证有足够的强度。如孔边距较小的冲孔落料复合和浅拉深件的落料拉深复
合，受到凸凹模壁厚限制；落料、冲孔、翻边的复合，受到模具
强度限制。
另外，工序组合应与冲压设备条件相适应，应不致于给模具制造和维修带来困难。工序组合
的数量不宜太多，对于复合模，一般为2～3各工序，最多4个工序，级进模，工序数可多
些。
具体工序组合方式见表8-1和8-2。
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图8-9 出气阀罩盖的冲压工艺