沖壓模具設計安徽農業大學工學院第一章概述沖壓：利用模具在壓力機上對板料施壓使之分離或成形，以獲得所需零件形狀和尺寸。沖壓特點：無屑加工、模具加工。沖壓工藝：分離工序、成形工序。分離工序：指沖壓過程中使沖壓件與板料沿一定的輪廓相互分離的工序?；竟ば颍簺_孔、落料、切斷、切口、切邊、剖切、整修等。沖孔、落料沖孔、剖切成形工序：指材料在不破裂的條件下產生塑性變形，從而獲得一定形狀、尺寸和精度要求的零件。基本工序：彎曲、卷圓、扭曲、拉深、翻孔、翻邊、拉彎、脹形、起伏、擴口、縮口、旋壓、校形。

汽車發動機用墊圈：汽車發動機用墊圈：汽車發動機支架：普通墊片：常用五金件：汽車用墊圈：沖壓加工的優點經濟方面

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原材料省，且利用率高

(一般可達70-90%)

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操作工藝方便

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生產效率高，便于機械化與自動化

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成本低汽車覆蓋件沖壓加工的優點技術方面

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可以獲得用其他加工工藝難以加工的各種形狀復雜的零件與制品；

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尺寸精度較高，質量穩定，互換性良好（一般IT8～10,最高達IT7）；

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在材料消耗不大的情況下，可獲得強度高、剛度大、重量輕的零件；沖壓生產的局限性

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制模成本高；

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技術要求高；

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不適用于單件及小批量生產；沖壓工藝在工業生產中的地位和作用

在機械制造業中，冷沖壓是一種生產效率很高的加工工藝，它給生產提供了及其方便及最有利的條件。沖壓工藝的應用范圍很廣，大到汽車的覆蓋件，小至鐘表及儀器儀表的元件，大多是冷沖壓制成的。統計表明：——

汽車制造業中，60～75％沖壓件——

電機儀器儀表業中，60～70％——

國防工業中，沖壓件的比重也相當大沖壓應用領域

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汽車行業的沖壓

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汽車等行業零部件類沖壓

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電器件沖壓——

生活日用品沖壓——

家用電器部件沖壓——

航空航天工業、國防工業

航空航天制造業：汽車制造業：沖壓工藝的工序和分類

由于沖壓加工的零件形狀、尺寸、精度要求、批量大小、原材料性能等地不同，當前在生產中所采用的沖壓工藝方法也是多種多樣的。但是，概括起來可以分為兩大類：

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分離工序(shearing)

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成形工序(forming)冷沖壓基本工序分類圖冷沖壓工序分離工序變形工序復合工序裝配工序

沖裁彎曲拉延成形體積沖壓剪裁落料沖孔切口切邊彎曲扭曲拉延起伏成形壓印沖眼分離工序(shearing)

是指板料受力后，應力超過材料的強度極限σb

，而使板料產生剪裂或局部剪裂。其目的是在沖壓過程中，使沖壓件與板料沿一定的輪廓線相互分離，同時，沖壓件分離斷面的質量也要滿足一定的要求。

普通沖裁*落料

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用沖模沿封閉輪廓曲線沖切，沖下部分是零件。用于制造各種形狀的平板零件*沖孔

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用沖模按封閉輪廓曲線沖切，沖下部分是廢料*切斷

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用剪刀或沖模沿不封閉輪廓曲線切斷，多用于加工形狀簡單的平板零件*切邊

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將成形零件的邊緣修切整齊或切成一定的形狀*剖切

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把沖壓加工成的半成品切開成為二個或多個零件，多用于不對稱零件的成雙或成組成壓成形之后精密沖裁

普通沖裁所得工件尺寸精度在IT11以下，切斷面表面粗糙度值Ra為12.5～6.3,且有錐度。對于一些要求光潔和尺寸精度較高的零件或要求剪切斷面與工件表面垂直的零件，一般的沖裁方法達不到要求，這樣就發展了精密沖裁工藝。成形工序*彎曲

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把板料沿直線彎成各種形狀，可以加工形狀極為復雜的零件*拉深

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把平板毛坯沖制成各種空心的零件，也有稱之為拉延、壓延、引伸*變薄拉深

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把拉深加工后的空心半成品進一步加工成底部厚度大于側壁厚度的零件*成形

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把彎曲和拉深以外的許多變形類工序統稱為成形。包括：翻邊、局部成形、脹形、擴口、縮口、旋壓、強力旋壓、校平與整形等。*翻邊

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把板料的邊緣按曲線翻成豎立的邊緣，可分為內孔翻邊和外緣翻邊

內孔翻邊

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圓孔翻邊、異形孔翻邊

外緣翻邊

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凸曲線翻邊、凹曲線翻邊*局部成形

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在板料或零件表面上制成各種形狀的凸起或凹陷，以提高零件的剛性，也可稱之為起伏、壓梗、壓筋*脹形

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將空心件或管狀毛坯向外擴張*擴口

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將空心件口部直徑擴大*縮口

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將空心件口部直徑縮小*旋壓

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毛料隨旋壓機主軸旋轉，趕棒加壓于毛坯，使毛坯逐漸緊貼模具以獲得所需形狀和尺寸的制件，有時也稱為趕形*強力旋壓

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在旋轉狀態下，用輥輪使毛坯逐步成形的方法，有時也稱為旋薄*校平與整形

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為了提高成形零件的平整度、尺寸精度或獲得小的圓角半徑而采用的成形方法復合工序

把兩個或兩個以上的基本工序合并成一個工序，可以提高沖壓生產的效率，降低工件的成本，便于實現自動化生產。如：

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沖孔–

落料

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落料–

拉深–

切邊

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落料–

沖孔–

彎曲

……實現沖壓的基本條件：

要實現沖壓必須對材料施加作用力，使得材料產生分離或塑性變形。所以要具備以下兩個條件：（一）沖壓模具沖壓模具是實現沖壓工藝的工具（二）沖壓設備沖壓設備是實現沖壓時提供外力的裝置。沖壓技術的發展方向1、工藝分析計算方法的現代化2、模具設計制造技術現代化3、沖壓生產的機械化與自動化4、適應產品更新換代快和生產批量小的特點5、改進板料性能，以提高其成形能力和使用效果1、工藝分析計算方法的現代化

近幾年來國內外開始采用有限元法，對復雜成形件（如汽車覆蓋件）的成形過程進行應力應變分析和計算機模擬，以預測某一工藝方案對零件成形的可能性和會發生的問題，將結果顯示出來，供設計人員進行修改和選擇。這樣，不但可以節省模具試制費用，縮短新產品的試制周期，還可以逐步建立一套能結合生產實際的先進設計方法，既促進了沖壓工藝的發展，也將使塑性成形理論逐步完善到對生產實際的指導作用。2、模具設計制造技術現代化

為了加快產品的更新換代，縮短模具設計、制造周期，工業先進國家正在大力開展模具計算機輔助設計和制造（CAD/CAM）的研究，并在生產中應用。采用這一技術，一般可以提高模具設計制造效率2～3倍。發展這一技術，最終是實現模具CAD/CAM一體化。應用這一技術，不僅可以縮短模具設計制造周期，還可以提高模具質量，減少設計和制造人員的重復勞動，使設計者有可能把精力用在創新開發上。3、沖壓生產的機械化與自動化

為了滿足大批量生產的需要，沖壓設備由低速壓力機發展到高速自動壓力機。國外還加強了由計算機控制的現代化全自動沖壓加工系統的研究與應用，使沖壓生產達到高度自動化，從而減輕勞動強度和提高生產效率。4、適應產品更新換代快和生產批

量小的特點

為了滿足產品更新換代和小批量生產的需要，發展了一些新的成形工藝（如高能成形等）、簡易模具（如軟模和低熔點合金模等）、數控沖壓設備和沖壓柔性制造系統（FMS）等。這樣，就使沖壓生產既適合大批量生產，也適合小批量生產。5、改進板料性能，以提高其成形

能力和使用效果

目前世界各先進工業國不斷研制出沖壓性能良好的板材，以提高沖壓成形能力和使用效果。例如，研制高強度鋼板，用來生產汽車覆蓋件，以減輕零件重量和提高其結構強度。模具1）單工序模：在沖壓的一次行程過程中，只能完成一個沖壓工序的模具。播放動畫2）級進模：在沖壓的一次行程過程中，在不同的工位上同時完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。播放動畫電機轉子多工位級進模3）復合模：在沖壓的一次行程過程中，在同一工位上同時完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。播放動畫電機定子、轉子復合模

復合沖壓模有正裝式和倒裝式兩種結構。其中正裝式是凸模置于