板料沖壓成形工藝第一頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日板料的沖壓成形：利用沖模使板料產生分離或變形的加工方法。常溫下又叫冷沖壓或薄板沖壓。只有當板料厚度>8~10mm時，采用熱沖壓。第二頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日板料沖壓的特點：（1）可沖出形狀復雜的零件，廢料較少；（2）產品精度高，表面粗糙度較低，互換性好；（3）能獲得質量輕、材料消耗少、強度和剛度較高的零件；

第三頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日（4）操作簡單，工藝過程便于機械化，自動化，生產率很高，成本低。故應用廣泛，特別在汽車、拖拉機、航空、電器、儀表及國防等工業，占有極其重要的地位。第四頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日常用金屬材料：低碳鋼、銅合金、鋁合金、鎂合金及塑性高的合金鋼等。常用設備：剪床、沖床。沖壓生產可進行多種工序，其基本工序：分離工序、變形工序。第五頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日第六頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日第七頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日開式沖床

1—腳踏板2—工作臺3—滑塊4—連桿5—偏心套6—制動器7—偏心軸8—離合器9—皮帶輪10—電動機11—床身12—操作機構13—墊板第八頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日§8-1分離工序使坯料的一部分與另一部分相互分離的工序。如：落料、沖孔、切斷、精沖、修整等。一、落料及沖孔（統稱沖裁）使坯料按封閉輪廓分離的工序。其坯料變形過程和模具結構都是一樣，只是取舍不同。第九頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日落料：被分離的部分為成品，而周邊是廢料。沖孔：被分離的部分為廢料，而周邊是成品。如平面墊圈：制取外形→落料。如制取內孔→沖孔。第十頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日1．沖裁變形過程沖裁件質量、沖裁模結構與沖裁時板料變形過程關系密切。其過程分三個階段：（1）彈性變形階段

（2）塑性變形階段（3）斷裂分離階段第十一頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日第十二頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日沖裁變形區的應力與變形情況和沖裁件的切斷面的狀況：

第十三頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日2．凸、凹模間隙不僅嚴重影響沖裁件的斷面質量，而且影響模具壽命、卸料力、推件力、沖裁力和沖裁件的尺寸精度。第十四頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日1）間隙過小增大了沖裁力、卸料力和推件力；加劇了凸、凹模的磨損；降低了模具壽命（沖硬材突出）。外表尺寸略有增大，內腔尺寸略有縮小（彈性回復）。光面寬度增加，塌角、毛刺、斜度等都有所減小，工件質量較高。

第十五頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日2）間隙過大斷面光面減小，塌角與斜度增大，形成厚而大的拉長毛刺，且難以去除；沖裁的翹曲現象嚴重；外形尺寸縮小，內腔尺寸增大；模具壽命較高。第十六頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日對于批量較大而公差又無特殊要求的沖裁件，采用“大間隙”沖裁，提高模具壽命。第十七頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日3）間隙合適沖裁力、卸料力和推件力適中；模具有足夠的壽命；光面約占板厚的1/2～1/3左右，切斷面的塌角、毛刺和斜度均很小；零件的尺寸幾乎與模具一致，完全可以滿足使用要求。合理的間隙值可查表選取。第十八頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日第十九頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日沖裁模合理間隙值

第二十頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日3．凸、凹模刃口尺寸的確定1）設計落料模落料件確定凹模刃口尺寸；取凹模作設計基準件→根據間隙Z確定凸模尺寸；縮小凸模刃口尺寸保證間隙值。第二十一頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日2）設計沖孔模沖孔件確定凸模尺寸；取凸模作設計基準件→根據間隙Z確定凹模尺寸；用擴大凹模刃口尺寸保證間隙值。第二十二頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日4．沖裁力的計算沖裁力是選用沖床噸位和檢驗模具強度的一個重要依據。平刃沖模的沖裁力P（N）按下式計算：L—沖裁周邊長度（mm）；S—坯料厚度（mm）；K—系數，常取1.3；τ—材料抗剪強度（MPa）查手冊，或取。第二十三頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日5．沖裁件的排樣排樣是指落料件在條料、帶料或板料上合理布置的方法；排樣合理可使廢料最少，材料利用率高。第二十四頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日排樣方法

a）有廢料排樣法b）少廢料排樣法c）無廢料排樣法第二十五頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日排樣圖

第二十六頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日不同排樣方式材料消耗對比第二十七頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日落料件的排樣有兩種類型：無搭邊排樣：①用落料件形狀的一個邊作為另一個落料件的邊緣；②材料利用率很高，但毛刺不在同一平面上，且尺寸不易準確。第二十八頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日有搭邊排樣：①各落料件之間均留有一定尺寸的搭邊；②毛刺小，且在同一平面上，尺寸準確，質量高，但材料消耗多。第二十九頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日二、修整

利用修整模沿沖裁件外緣或內孔刮削一薄層金屬，以切掉普通沖裁時在沖裁件斷面上存留的剪裂帶和毛刺；尺寸精度↑，表面粗糙度↓。第三十頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日修整后，沖裁件公差等級IT6~IT7表面粗糙度Ra0.8~1.6μm第三十一頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日三、精密沖裁

特點：公差IT6~IT8級，表面粗糙造度Ra0.8~0.4μm，且生產率高。基本出發點：改變沖裁條件，以增大變形區的靜水壓作用，抑制材料的斷裂，使塑性剪切變形延續到剪切的全過程，在材料不出現剪裂紋的沖裁條件下實現材料的分離→得到斷面光滑而垂直的精密零件。第三十二頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日精沖法與普通沖裁法所用模具的比較第三十三頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日§8-2變形工序變形工序：是使坯料的一部分相對于另一部分產生位移而不破裂的工序。如：拉深、彎曲、翻邊、脹型、旋壓等。第三十四頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日一、拉深1．拉深過程及變形特點利用模具使平面坯料變成開口空心件的沖壓工序；可制成筒形、階梯形、盒形、球形、錐形及其它復雜形狀的薄壁零件。第三十五頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日第三十六頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日拉深的特點①凸模和凹模特點：與沖裁模不同，它們都有一定的圓角而不是鋒利的刃口，其間隙一般稍大于板料厚度。②變形特點：拉深件的底部一般不變形，厚度基本不變，直壁厚度有所減小。第三十七頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日2．拉深中常見的廢品及防止措施最危險部位：直壁與底部過渡圓角處；拉應力>材料強度極限時→拉裂防裂措施：

第三十八頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日（1）正確選擇拉深系數d—拉深件直徑；D—坯料直徑。m↓→d↓→變形程度↑易成拉裂。一般m≥0.5~0.8；坯料的塑性差取上限值，塑性好取下限值。

第三十九頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日若m過小→可采用多次拉深。第四十頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日第一次拉深系數m1=d1/D；第二次拉深系數m2=d2/d1；第n次拉深系數mn=dn/dn-1；總的拉深系數m總

=m1×m2×mn坯料經過一兩次拉深后，應安排工序間的退火處理。第四十一頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日（2）合理設計拉深模工作零件①凸凹模的圓角半徑材料為鋼的拉深件，取r凹=10s（板厚），而r凸=（0.6～1）r凹。這兩個圓角半徑過小，產品容易拉裂。第四十二頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日

②凸凹模間隙一般取Z=（1.1～1.2）s，比沖裁模的間隙大。間隙過小，模具與拉深件間的摩擦力增大，容易拉裂工件，擦傷工作表面，降低模具壽命。間隙過大，又容易使拉深件起皺，影響拉深件的精度。第四十三頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日（3）注意潤滑目的：減小摩擦，以降低拉深件壁部的拉應力，減少模具的磨損。第四十四頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日（4）起皺的防止措施①可采用設置壓邊圈的方法解決；②增加毛坯的相對厚度（T/D）或拉深系數的途徑來解決。第四十五頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日3．毛坯尺寸及拉深力的確定毛坯尺寸計算：拉深前后的面積不變原則進行。最大拉伸力（圓筒件）：

第四十六頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日二、彎曲坯料的一部分相對于另一部分彎曲成一定角度的工序。坯料內側受壓，外側受拉。彎曲時，盡可能使彎曲線與坯料纖維方向垂直以免破裂。第四十七頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日彎曲的最小半徑：①應為rmin=（0.25～1）s。②材料塑性好，則彎曲半徑可小些。第四十八頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日回彈現象：①由于彈性變形的恢復，坯料略微彈回一點，使被彎曲的角度增大。②一般回彈角為0～10°。第四十九頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日三、其它沖壓成形1．脹形主要用于平板毛坯的局部脹形（或叫起伏成形），壓制凹坑、加強筋、花紋、標記等。脹形時，毛坯兩向拉應力狀態，不會產生失穩起皺現象→零件表面光滑、質量好。第五十頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日模具：剛模、軟模（廣泛采用）第五十一頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日2．翻邊在坯料的平面部分或曲面部分上使板料沿一定的曲率翻成豎立邊緣的沖壓成形工序。分類：內孔翻邊、不變薄翻邊、外緣翻邊、變薄翻邊。第五十二頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日第五十三頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日3．旋壓旋壓過程第五十四頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日旋壓的基本要點:

①合理的轉速；②合理的過渡形狀；③合理加力。第五十五頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日§8-3沖模的分類和構造一、簡單沖模二、連續沖模三、復合沖模第五十六頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日一、簡單沖模在沖床的一次沖程中只完成一個工序的沖模，稱為簡單沖模。模具簡單,造價低。第五十七頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日沖床的一次沖程中，在模具不同部位上同時完成數道沖壓工序的模具，稱為連續模。生產率高，要求定位精度高。二、連續沖模（級進模）第五十八頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日沖床的一次沖程中，在模具同一部位上同時完成數道沖壓工序的模具，稱為復合模。精度高，模具復雜。三、復合模落料拉伸復合模拉伸件第五十九頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日第六十頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日第六十一頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日第六十二頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日落料模第六十三頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日彎曲模第六十四頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日拉深模第六十五頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日連續沖模第六十六頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日（續）第六十七頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日復合沖模第六十八頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日（續）第六十九頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日簡單模、復合模和連續模的特點比較項目簡單模復合模連續模沖壓精度一般較低中、高級精度中、高級精度原材料要求不嚴格除條料外，小件也可用邊角料條料或卷料沖壓生產率低較高高實現操作機械化自動化的可能性較易，尤其適合于在多工位壓力機上實現自動化難，只能在單機上實現部分機械操作容易，尤其適合于在單機上實現自動化生產通用性好，適合于中、小批量生產及大型件的大量生產較差，僅適合于大批量生產較差，僅適合于中、小型零件的大批量生產沖模制造的復雜性和價格結構簡單，制造周期短，價格低結構復雜，制造難度大，價格高結構復雜，制造和調整難度大，價格與工位數成比例上升第七十頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日§8-4沖壓工藝過程的制定

根據沖壓件的特點、生產批量、現有設備和生產能力等制定一種技術上可行、經濟上合理的工藝方案。第七十一頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日第七十二頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日汽車發動機支架汽車離合器殼體模具凸、凹模第七十三頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日汽車左連接板第七十四頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日一.分析沖壓件的工藝性二.擬定沖壓工藝方案三.確定模具類型與結構形式四.選擇沖壓設備五.編寫沖壓工藝文件第七十五頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日

一、分析沖壓件的工藝性沖壓件對沖壓加工工藝的適應性。影響工藝性的主要因素有沖壓件的形狀、尺寸、精度及材料等。

第七十六頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日1、沖壓件的結構工藝性在滿足零件使用性能的情況下，應有良好的工藝性能，以減少材料的消耗，延長模具壽命，提高生產率，降低成本及保證沖壓件質量。

（1）對沖裁件的要求（2）對彎曲件的要求（3）對拉深件的要求第七十七頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日1）對落料和沖孔件的要求：①零件外形力求簡單對稱；②盡量避免槽與細長懸臂結構；③沖孔及有關尺寸應符合工藝要求；④轉角處應設圓角。第七十八頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日不合理的落料外形沖孔件尺寸與厚度關系第七十九頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日不同排樣方式材料消耗對比①沖裁件外形應能使排樣合理，廢料最少，有利于材料的合理利用。第八十頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日b）圖比a）圖更為合理，材料利用率70%第八十一頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日②沖裁件的形狀應力求簡單、對稱，凸、凹部分不能太窄太深，孔間距離或孔與零件邊緣之間的距離不可太小。第八十二頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日③孔的尺寸不能太小：硬鋼圓孔：d≥1.3t（板料厚度）；軟鋼用黃銅圓孔：d≥1.0t；鋁及鋅圓孔：d≥0.8t。硬鋼方孔：a≥1.0t；軟鋼用黃銅方孔：a≥0.7t；鋁及鋅方孔：a≥0.5t。第八十三頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日2）對彎曲零件的要求：①要考慮材料的最小彎曲半徑和鍛造流線方向。②彎曲的平直部分H﹥2S。③彎曲帶孔零件時，應注意孔的位置。第八十四頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日彎曲邊高H﹥2S帶孔彎曲件,為避免孔的變形，孔的邊緣距彎曲中心應有一定的距離,L＞1.5～2s第八十五頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日④彎曲半徑較小的彎邊易產生應力集中而開裂，可鉆止裂孔再彎。第八十六頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日第八十七頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日3）對拉深件的要求①形狀應簡單、對稱，高度不易過大。以便使拉深次數盡量少，并容易成型。

第八十八頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日②轉彎處應有一定圓角。拉深件最小允許半徑第八十九頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日③拉深件的壁厚變薄量一般要求不應超出拉伸工藝壁厚變化的規律（最大變薄率約在10%～18%左右）。第九十頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日2、改進結構以簡化工藝及節省材料（1）復雜件可采用沖壓-焊接結構。（2）注意采用沖口工藝，以減少一些組合零件。（3）注意局部加強筋的應用，以減少材料消耗和提高剛度。第九十一頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日沖壓焊接結構零件沖口工藝的應用×√第九十二頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日3、沖壓件的精度和表面質量落料最高IT10；沖孔最高IT9；彎曲最高IT9～IT10；拉深件高度IT8-IT9，整形IT6-IT7；拉深件直徑IT9～IT10。表面質量不高于原材料的表面質量。第九十三頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日二.擬定沖壓工藝方案1、選擇沖壓基本工序根據沖壓件形狀、大小、尺寸公差及生產批量確定。（1）剪裁和沖裁：板料分離。（2）彎曲：手工工具、折彎機、彎曲模。第九十四頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日（3）拉深：空心件（拉深、修邊）旋轉體空心件（批量不大）采用旋壓；大型空心件（小批）采用鉚接或焊接代替拉深。第九十五頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日2、確定沖壓工序原則主要根據零件的形狀而確定。(1)對于有孔或有切口的平板零件：當采用單工序模沖裁時，一般應先落料，后沖孔（或切口）；當采用連續模沖裁時，則應先沖孔（或切口）后落料。第九十六頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日(2)對于多角彎曲件：當采用簡單彎模分次彎曲成型時，應先彎外角，后彎內角。對于孔位于變形區（或靠近變形區）或孔與基準面有較高的要求時，必須先彎曲，后沖孔。否則，都應先沖孔，后彎曲。第九十七頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日(3)拉深件：旋轉體復雜拉深件：一般是由大到小的順序進行拉深，或先拉深大尺寸的外形，后拉深小尺寸的內形；非旋轉體復雜拉深件：則應先拉深小尺寸的內形，后拉深大尺寸的外形。第九十八頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日對于有孔或缺口的拉深件，一般應先拉深，后沖孔（或缺口）。對于帶底孔的拉深件，有時為了減少拉深次數，當孔徑要求不高時，可先沖孔，后拉深。當底孔要求較高時，一般應先拉深后沖孔，也可先沖孔，后拉深，再沖切底孔邊緣達到要求。第九十九頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日(5)校平、整形、切邊工序，應分別安排在沖裁、彎曲拉深之后進行。第一百頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日三.確定模具類型與結構形式根據確定的沖壓工藝方案，選用沖模類型，并進一步確定各零件、部件的具體結構形式。第一百零一頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日四.選擇沖壓設備根據沖壓工序的性質，選定設備類型；根據沖壓工序所需沖壓力和模具尺寸的大小來選定沖壓設備的技術規格。第一百零二頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日開式曲柄壓力機剛度差，模具壽命、沖件質量降低，但成本低，三個方向操作；廣泛用于中小型沖裁件、彎曲件或拉深件。第一百零三頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日閉式曲柄壓力機：剛度好、精度高，兩個方向操作，適用大中型沖壓件；雙動曲柄壓力機：有兩個滑塊，壓邊可靠易調，適用較復雜大中型拉深件；第一百零四頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日高速壓力機或多工位自動壓力機：適于大批量生產；液壓機：無固定行程，壓力恒定，但速度低、效率低，適于小批量，尤其大型厚板沖壓件；第一百零五頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日摩擦壓力機：結構簡單、造價低、不易發生超負荷損壞，用于小批量完成彎曲、成形等；肘桿式精壓機：剛度大、滑塊行程小，行程末端停留時間長，適于校正、校平、整形等。第一百零六頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日五.編寫沖壓工藝文件指工藝過程卡之類。欄目有：工序序號，工序名稱，工序半成品形狀、尺寸示意圖，工序模具類型與編號，工序的設備型號，工序檢驗要求等。第一百零七頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日例：托架沖壓工藝

方案制定

材料：08鋼板；

年產量：2萬件。第一百零八頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日1.工藝分析5個孔：Φ10×1、Φ5×4。精度IT9，不允許變形，表面不允許嚴重劃傷。彎曲半徑＞最小彎曲半徑。第一百零九頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日2.工藝方案及模具結構形式的確定基本工序：沖孔、落料、彎曲。

第一百一十頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日方案一：沖Φ10孔，落料→彎外角和45°頂角（一副模具）→中間頂角彎成90°(另一模具)→沖4個Φ5孔。優點：模具結構簡單，壽命長，制造周期短，投產快；彎曲回彈容易控制，尺寸和形狀準確，表面質量高；除工序一外，后面工序都以φ10孔和一個側邊定位，定位基準一致且與設計基準重合；操作比較方便。缺點：工序較分散，需要模具、壓力機和操作人員較多，勞動量較大。

a）沖孔落料

b）彎外角與45°頂角

c）彎中間角

d）沖孔第一百一十一頁，共一百二十一頁，2022年，8月28日方案二：沖Φ10孔，落料→彎外角（