1、冲冲 压压 工工 艺艺 学学Stamping TechnologyStamping Technology四川大学制造学院四川大学制造学院 材料成型与材料成型与控制工程系控制工程系曹建国曹建国 1801058957118010589571CC1在开始本门课程时让我们来看看如下零件是如何加工的？2 汽车发动机用垫圈：3汽车发动机支架： 4普通垫片：5常用五金件：67第一章第一章 绪论绪论一、冲压工艺的特点一、冲压工艺的特点二、冲压工艺在工业生产中的地位和作用二、冲压工艺在工业生产中的地位和作用三、冲压工艺的工序和分类三、冲压工艺的工序和分类四、冲压技术的发展方向四、冲压技术的发展方向五、课程的特点
2、及其学习的方法五、课程的特点及其学习的方法8一、冲压工艺的特点及其优越性一、冲压工艺的特点及其优越性 冲压工艺是塑性加工的基本方法之一。冲压工艺是塑性加工的基本方法之一。它主要用于加工板料零件，所以有时也它主要用于加工板料零件，所以有时也称之为板料冲压。称之为板料冲压。 冲压不仅可以加工金属板料，而且也冲压不仅可以加工金属板料，而且也可以加工非金属板料。可以加工非金属板料。91 1、什么是冷冲压、什么是冷冲压 冷冲压是将各种不同规格的板料或冷冲压是将各种不同规格的板料或坯料（金属或非金属），在室温下对其坯料（金属或非金属），在室温下对其施加压力（如通过压力机及模具等），施加压力（如通过压力机及
3、模具等），使之变形或分离，以获得各种形状零件使之变形或分离，以获得各种形状零件的一种加工工艺。的一种加工工艺。102 2、冲压加工的特点、冲压加工的特点（1）生产率高、操作简单、节省能源）生产率高、操作简单、节省能源。由于冲压生产坯料一般是比较薄的板料，变形抗力较低，因此一般不需要对坯料进行加热，节省能源。高速冲床每分钟可生产成百件上千件，操作工艺方便，便于机械化与自动化，特别适合于大量生产。112 2、冲压加工的特点、冲压加工的特点n（2）材料利用率高，批量生产成本较低。由于是冷成形，容易实现少无切削加工，节约原料，材料的利用率可高达7595%，经济效益好。n（3）产品尺寸精度高，质量稳定。
4、冲压件的尺寸公差由冲模精度来保证，一般精度可达IT810,最高达IT7。产品尺寸稳定、互换性好。122 2、冲压加工的特点、冲压加工的特点n（4）冲压产品壁薄、量轻、刚度好，可以加工形状复杂的小到钟表、大到汽车纵梁、覆盖件等。n（5）冲压制模成本高。由于冲模制造是单件小批量生产，精度高，是技术密集型产品，制造复杂、周期长、技术要求高，制造费用高（约占产品成本的10%30%），因而不适合小批量产品生产。132 2、冲压加工的特点、冲压加工的特点n（6）冷冲压工艺受材料塑性和变形抗力的限制，不适合加工形状太复杂的厚壁零件。n（7）冲压加工噪声大，手工操作劳动强度大，安全性较差。此外，技术要求高；不
5、适用于单件及小批量生产等。14二、冲压工艺在工业生产中的地位二、冲压工艺在工业生产中的地位 和作用和作用 在机械制造业中，冷冲压是一种生产在机械制造业中，冷冲压是一种生产效率很高的加工工艺，它给生产提供了效率很高的加工工艺，它给生产提供了及其方便及最有利的条件。冲压工艺的及其方便及最有利的条件。冲压工艺的应用范围很广，大到汽车的覆盖件，小应用范围很广，大到汽车的覆盖件，小至钟表及仪器仪表的元件，大多是冷冲至钟表及仪器仪表的元件，大多是冷冲压制成的。统计表明：压制成的。统计表明： 汽车制造业中，汽车制造业中，60607575冲压件冲压件 电机仪器仪表业中，电机仪器仪表业中，60607070 国防
6、工业中，冲压件的比重也相当大国防工业中，冲压件的比重也相当大15冲压应用领域冲压应用领域 汽车行业的冲压汽车行业的冲压 汽车等行业零部件类冲压汽车等行业零部件类冲压 电器件冲压电器件冲压 生活日用品冲压生活日用品冲压 家用电器部件冲压家用电器部件冲压 航空航天工业、国防工业航空航天工业、国防工业 16航空航天制造业：17n汽车制造业：18三、冲压工艺的工序和分类三、冲压工艺的工序和分类( (the stamping working procedure and its the stamping working procedure and its classificationclassificat
7、ion) ) 由于冲压加工的零件形状、尺寸、精由于冲压加工的零件形状、尺寸、精度要求、批量大小、原材料性能等地不度要求、批量大小、原材料性能等地不同，当前在生产中所采用的冲压工艺方同，当前在生产中所采用的冲压工艺方法也是多种多样的。但是，概括起来可法也是多种多样的。但是，概括起来可以分为两大类：以分为两大类： 分离工序分离工序 ( (shearingshearing) ) 成形工序成形工序 ( (forming forming ) )1920211 1、分离工序、分离工序( (shearingshearing) ) 是指板料受力后，应力超过材料的强度是指板料受力后，应力超过材料的强度极限极限b
8、 b ，而使板料产生剪裂或局部剪裂。，而使板料产生剪裂或局部剪裂。 其目的是在冲压过程中，使冲压件与板其目的是在冲压过程中，使冲压件与板料沿一定的轮廓线相互分离，同时，冲压料沿一定的轮廓线相互分离，同时，冲压件分离断面的质量也要满足一定的要求。件分离断面的质量也要满足一定的要求。 22 普通冲裁普通冲裁* * 落料落料 用冲模沿封闭轮廓曲线冲切，冲用冲模沿封闭轮廓曲线冲切，冲下部分是零件。用于制造各种形状的平板零下部分是零件。用于制造各种形状的平板零件件* * 冲孔冲孔 用冲模按封闭轮廓曲线冲切，冲用冲模按封闭轮廓曲线冲切，冲下部分是废料下部分是废料* * 切断切断 用剪刀或冲模沿不封闭轮廓曲
9、线用剪刀或冲模沿不封闭轮廓曲线切断，多用于加工形状简单的平板零件切断，多用于加工形状简单的平板零件* * 切边切边 将成形零件的边缘修切整齐或切将成形零件的边缘修切整齐或切成一定的形状成一定的形状* * 剖切剖切 把冲压加工成的半成品切开成为把冲压加工成的半成品切开成为二个或多个零件，多用于不对称零件的成双二个或多个零件，多用于不对称零件的成双或成组成压成形之后或成组成压成形之后23 精密冲裁精密冲裁 普通冲裁所得工件尺寸精度在普通冲裁所得工件尺寸精度在IT11IT11以下，以下，切断面表面粗糙度值切断面表面粗糙度值RaRa为为12.512.56.3,6.3,且有且有锥度。对于一些要求光洁和尺
10、寸精度较高锥度。对于一些要求光洁和尺寸精度较高的零件或要求剪切断面与工件表面垂直的的零件或要求剪切断面与工件表面垂直的零件，一般的冲裁方法达不到要求，这样零件，一般的冲裁方法达不到要求，这样就发展了精密冲裁工艺。就发展了精密冲裁工艺。242 2、成形工序、成形工序 是指板料受力后，应力超过了材料的屈是指板料受力后，应力超过了材料的屈服极限服极限s s（但小于材料的拉伸强度极限（但小于材料的拉伸强度极限b b ），经过塑性变形后，成为一定形状），经过塑性变形后，成为一定形状的零件的加工工序。的零件的加工工序。 其目的是使冲压坯料在不破坏的前提下，其目的是使冲压坯料在不破坏的前提下，发生塑性变形并
11、转化成所需要的成品形状。发生塑性变形并转化成所需要的成品形状。 252 2、成形工序、成形工序* * 弯曲弯曲 把板料沿直线弯成各种形状，可把板料沿直线弯成各种形状，可以加工形状极为复杂的零件以加工形状极为复杂的零件* * 拉深拉深 把平板毛坯冲制成各种空心的零把平板毛坯冲制成各种空心的零件，也有称之为件，也有称之为拉延拉延、压延压延、引伸引伸* * 变薄拉深变薄拉深 把拉深加工后的空心半成品把拉深加工后的空心半成品进一步加工成底部厚度大于侧壁厚度的零件进一步加工成底部厚度大于侧壁厚度的零件* * 成形成形 把弯曲和拉深以外的许多变形类把弯曲和拉深以外的许多变形类工序统称为成形。包括：工序统称
12、为成形。包括：翻边翻边、局部成形局部成形、胀形胀形、扩口扩口、缩口缩口、旋压旋压、强力旋压强力旋压、校平校平与整形与整形等。等。26 成形（成形（formingforming）* * 翻边翻边 把板料的边缘按曲线翻成竖立的把板料的边缘按曲线翻成竖立的边缘，可分为边缘，可分为内孔翻边内孔翻边和和外缘翻边外缘翻边 内孔翻边内孔翻边 圆孔翻边圆孔翻边、异形孔翻边异形孔翻边 外缘翻边外缘翻边 凸曲线翻边凸曲线翻边、凹曲线翻边凹曲线翻边* * 局部成形局部成形 在板料或零件表面上制成各在板料或零件表面上制成各种形状的凸起或凹陷，以提高零件的刚性，种形状的凸起或凹陷，以提高零件的刚性，也可称之为也可称之为
13、起伏起伏、压梗压梗、压筋压筋* * 胀形胀形 将空心件或管状毛坯向外扩张将空心件或管状毛坯向外扩张* * 扩口扩口 将空心件口部直径扩大将空心件口部直径扩大27 成形成形* * 缩口缩口 将空心件口部直径缩小将空心件口部直径缩小* * 旋压旋压 毛料随旋压机主轴旋转，赶棒加毛料随旋压机主轴旋转，赶棒加压于毛坯，使毛坯逐渐紧贴模具以获得所需压于毛坯，使毛坯逐渐紧贴模具以获得所需形状和尺寸的制件，有时也称为形状和尺寸的制件，有时也称为赶形赶形* * 强力旋压强力旋压 在旋转状态下，用辊轮使毛在旋转状态下，用辊轮使毛坯逐步成形的方法，有时也称为坯逐步成形的方法，有时也称为旋薄旋薄* * 校平与整形校
14、平与整形 为了提高成形零件的平整为了提高成形零件的平整度、尺寸精度或获得小的圆角半径而采用的度、尺寸精度或获得小的圆角半径而采用的成形方法成形方法282930313233343 3、复合工序、复合工序 把两个或两个以上的基本工序合并成一把两个或两个以上的基本工序合并成一个工序，可以提高冲压生产的效率，降低工个工序，可以提高冲压生产的效率，降低工件的成本，便于实现自动化生产。件的成本，便于实现自动化生产。 如：如： 冲孔冲孔 落料落料 落料落料 拉深拉深 切边切边 落料落料 冲孔冲孔 弯曲弯曲 35冲压模具材料 冲压模具的材料有钢材、硬质合金、钢结硬质合金、锌基合金、低熔点合金、铝青铜、高分子材
15、料等等。目前制造冲压模具的材料绝大部分以钢材为主，常用的模具工作部件材料的种类有：碳素工具钢、低合金工具钢、高碳高铬或中铬工具钢、中碳合金钢、高速钢、基体钢以及硬质合金、钢结硬质合金等等。36冲压产品的材料冲压产品的材料：n冲压所用材料不仅要满足制件设计的技术要求，还要满足冲压工艺的要求。n冲压生产最常用的材料是金属板料，有时候也会非金属板料。37冲压设备冲压设备n冲压设备是对置于模具内的材料实施压力加工的机械装备n常用的冲压设备曲柄压力机、液压机、伺服压力机和高速压力机等。38四、冲压技术的发展方向四、冲压技术的发展方向n（1）冲压工艺方面n 为了提高生产率和产品质量，降低成本和扩大冲压工艺
16、的应用范围，研究和推广各种冲压新工艺是冲压技术发展的重要趋势。 国内外涌现并迅速用于生产的冲压先进工艺有：精密冲压、柔性模（软模）成形、超塑性成形、无模多点成形、爆炸和电磁等高能成形、高效精密冲压技术以及冷挤压技术等。39n （2）冲模设计与制造方面n在冲模设计与制造上，有两种趋向应给予足够的重视。n 模具结构与精度正朝着两个方向发展n一方面为了适用高速、自动、精密、安全等大批量自动化生产的需要，冲模正向高效、精密、长寿命、多工位、多功能方向发展。n另一方面，为适用市场上产品更新换代迅速的要求、各种快速成形方法和简易经济冲模的设计与制造也得到迅速发展。40n模具设计与制造的现代化n计算机技术、
17、信息技术等先进技术在模具技术中得到广泛的应用，使得模具设计与制造水平发生了深刻的革命性的变化。n此外，在模具材料及热处理、模具表面处理等方面，模具的标准化和专业化生产等发展。41 （3）冲压设备及冲压自动化方面；（4）适应产品更新换代快和生产批量小的特点；（5）冲压基本原理和改进板料性能，以提高其成形能力和使用效果的研究42 第一章第一章 绪论绪论 第二章第二章 冲裁冲裁工艺与模具设计工艺与模具设计 第三章第三章 弯曲弯曲工艺与模具设计工艺与模具设计 第四章第四章 拉深拉深工艺与模具设计工艺与模具设计 第五章第五章 其他其他成成形形工艺与模具设计工艺与模具设计 第六第六章章 多工位级进模多工位
18、级进模 第七第七章章 汽车覆盖件成形汽车覆盖件成形课程内容目录43五、课程的特点及其学习的方法五、课程的特点及其学习的方法 本门课程与前面所学课程的关联：本门课程与前面所学课程的关联：1.1.塑性力学的基本原理；塑性力学的基本原理；2.2.材料力学的基本原理；材料力学的基本原理；3.3.金属材料学与热处理；金属材料学与热处理；4.4.机械制造技术基础；机械制造技术基础；5.5.数字化设计与制造知识数字化设计与制造知识 44 总而言之，总而言之，金属冲压成形工艺金属冲压成形工艺与模具设计与模具设计是一门实践性很强是一门实践性很强的课程，经验多于科学，系统性的课程，经验多于科学，系统性较差，要抓住三基本：较差，要抓住三基本： 基本概念、基本方法、基本概念、基本方法、基本技能基本技能 关键是要学会分析问题和解决关键是要学会分析问题和解决问题的思路和方法。问题的思路和方法。45
