1、沖壓基礎知識沖壓基礎知識 第一章第一章 沖壓概述沖壓概述 一、沖壓定義一、沖壓定義 沖壓是靠壓力機和模具對板材、帶材、管材和型材等沖壓是靠壓力機和模具對板材、帶材、管材和型材等 施加外力，使之產生塑性變形或分離，從而獲得所需形狀施加外力，使之產生塑性變形或分離，從而獲得所需形狀 和尺寸的工件和尺寸的工件( (沖壓件沖壓件) )的成形加工方法。的成形加工方法。 又名又名 板金沖壓加工板金沖壓加工 定義為定義為 Sheet metal stampingSheet metal stamping 。 二、分類二、分類 冷沖壓：金屬在常溫下的加工，一般板料厚度冷沖壓：金屬在常溫下的加工，一般板料厚度4m

2、m4mm； 熱沖壓：將金屬加熱到一定的溫度范圍的沖壓加工方熱沖壓：將金屬加熱到一定的溫度范圍的沖壓加工方 法。法。 板料厚度板料厚度8 810mm10mm以上時，需加熱后沖壓。以上時，需加熱后沖壓。 三、沖壓的坯料三、沖壓的坯料 主要是熱軋和冷軋的鋼板和鋼帶。主要是熱軋和冷軋的鋼板和鋼帶。 常用低碳鋼、不銹鋼、高塑性合金鋼、銅、鎂、常用低碳鋼、不銹鋼、高塑性合金鋼、銅、鎂、 鋁及其合金及等金屬材料，非金屬材料如膠木、鋁及其合金及等金屬材料，非金屬材料如膠木、 云母、纖維板、皮革等亦廣泛地采用沖壓。云母、纖維板、皮革等亦廣泛地采用沖壓。 沖壓加工要求被加工材料具有較高的塑性和韌沖壓加工要求被加工

3、材料具有較高的塑性和韌 性，較低的屈強比和時效敏感性，一般要求碳性，較低的屈強比和時效敏感性，一般要求碳 素鋼伸長率素鋼伸長率16%16%、屈強比屈強比s/b70%s/b70%， 低合金高強度鋼低合金高強度鋼14%14%、 s/b s/b 80%80%。 四、沖壓特點 沖壓特點是： 1.制件復雜廢料少； 2.精細光滑互換好； 3.剛強較高節省料； 4.易于控制效率高； 5.大批生產成本低. 五、沖壓用設備 1.剪板機剪板機 剪板機是剪切方法使板料分離的沖壓剪板機是剪切方法使板料分離的沖壓 設備。設備。 下料用設備，將板料剪成一定寬度的下料用設備，將板料剪成一定寬度的 條料，以供沖壓之用條料，以

4、供沖壓之用 按傳動形式分為按傳動形式分為機械剪板機機械剪板機和和液壓剪液壓剪 板機板機。 2.壓力機 壓力機是一種能使滑塊作往復運動，并按 所需方向給模具施加壓力的機器，是沖壓的基 本設備。 按其床身結構不同有開式和閉式兩種壓力 機。 壓力機使用千萬、萬千要注意安全！ 機械式沖壓機：曲柄沖壓機、連動沖壓機、機械式沖壓機：曲柄沖壓機、連動沖壓機、 凸輪沖壓機、螺紋沖壓機等。凸輪沖壓機、螺紋沖壓機等。 使用油壓的為油壓沖壓機、使用油壓的為油壓沖壓機、 使用空氣壓力的為空壓沖壓機。使用空氣壓力的為空壓沖壓機。 利用人力完成的有腳踏沖壓機利用人力完成的有腳踏沖壓機( (俗稱俗稱: :一腳一腳 踹踹)

5、)、手動沖壓機等種類。、手動沖壓機等種類。 沖壓機的工作原理如下： 六、六、 沖壓基本工序及模具沖壓基本工序及模具 1.1.沖壓工序沖壓工序 分離工序：指沖壓過程中使沖壓件與板料沿一定分離工序：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。的輪廓相互分離的工序。 基本工序：沖孔、落料、切斷、切口、切邊、剖基本工序：沖孔、落料、切斷、切口、切邊、剖 切、整修等。切、整修等。 沖孔、落料沖孔、落料 沖孔、剖切沖孔、剖切 2 2、塑性成形工序：、塑性成形工序： 指材料在不破裂的條件下產生塑性變形，從而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。獲得一定形狀

6、、尺寸和精度要求的零件。 基本工序：彎曲、拉深、成形、冷擠壓等?；竟ば颍簭澢⒗睢⒊尚?、冷擠壓等。 1 1）分離工序）分離工序 （1 1）沖孔）沖孔：用沖孔模沿封閉輪廓沖裁工件或毛坯，用沖孔模沿封閉輪廓沖裁工件或毛坯， 沖下部分為廢料。沖下部分為廢料。 （2 2）落料）落料：用落料模沿封閉輪廓沖裁板料或條用落料模沿封閉輪廓沖裁板料或條 料，沖下部分為制件。料，沖下部分為制件。 （3 3）切斷）切斷：用剪刃或模具切斷板料或條料的部分用剪刃或模具切斷板料或條料的部分 周邊，并使其分離。周邊，并使其分離。 （4 4）切口）切口：用切口模將部分材料切開，但并不用切口模將部分材料切開，但并不 使它完

7、全分離，切開部分材料發生彎曲。使它完全分離，切開部分材料發生彎曲。 （5 5）切邊）切邊：用切邊模將坯件邊緣的多余材料沖切用切邊模將坯件邊緣的多余材料沖切 下來。下來。 （6 6）剖切）剖切：用剖切模將坯件用剖切模將坯件( (彎曲件或拉深件彎曲件或拉深件) ) 剖成兩部分或幾部分。剖成兩部分或幾部分。 （7 7）整修：用整修模去掉坯件外緣或內孔的余）整修：用整修模去掉坯件外緣或內孔的余 量，以得到光滑的斷面和精確的尺寸。量，以得到光滑的斷面和精確的尺寸。 外緣整修外緣整修 內孔整修內孔整修 2）塑性變形工序）塑性變形工序 （1 1）彎曲）彎曲：把平面毛坯料制成具有一定角度和把平面毛坯料制成具有

8、一定角度和 尺寸要求的一種塑性成形工藝。尺寸要求的一種塑性成形工藝。 壓彎：用彎曲模將平板壓彎：用彎曲模將平板( (或絲料、桿件或絲料、桿件) )毛坯壓彎毛坯壓彎 成一定尺寸和角度，或將已彎件作進一步彎曲。成一定尺寸和角度，或將已彎件作進一步彎曲。 彎曲時的纖維方向 坯料纖維方向：與彎曲線垂直（如圖）坯料纖維方向：與彎曲線垂直（如圖） 對板料進行彎曲要注意：對板料進行彎曲要注意： 1.彎曲線力求與鍛造流紋垂直，否則，彎曲半徑要大；彎曲線力求與鍛造流紋垂直，否則，彎曲半徑要大； 2.回彈角回彈角 “矯枉過正矯枉過正”，因材因板厚而異，因材因板厚而異。 卷邊：用卷邊模將條料端部按一定半徑卷成圓形。

9、卷邊：用卷邊模將條料端部按一定半徑卷成圓形。 扭彎扭彎：用扭曲模將平板毛坯的一部分相對另一部：用扭曲模將平板毛坯的一部分相對另一部 分扭轉成一定的角度。分扭轉成一定的角度。 （2）拉深）拉深：將一定形狀的平板毛坯通過拉深模將一定形狀的平板毛坯通過拉深模 沖壓成各種形狀的開口空心件；或以開口空心件沖壓成各種形狀的開口空心件；或以開口空心件 為毛坯通過拉深，進一步使空心件改變形狀和尺為毛坯通過拉深，進一步使空心件改變形狀和尺 寸的冷沖壓加工方法。寸的冷沖壓加工方法。 拉深中的廢品 因“多余三角形”等,拉深中易產生缺陷： 起皺與拉穿。 造成拉穿現象的相關因素有： 1)凸凹模的圓角半徑守規范 即刃口不

10、能是鋒利的,為圓角；(尺寸規范見 教材或手冊) 2)凸凹模間的間隙(C)適當 一般單邊C(1.11.2)t； 間隙( C)偏小，易拉穿工件，使模具加速磨損，降 低壽命； 間隙(C)偏大，拉深件精度變差，易起皺。 3)拉深系數 m=d/D 0.50.8 許多工件要經過多次拉深; 多次拉深造成加工硬化，穿插中間退火可消除硬化。 4)充分潤滑不可少 5)設置壓邊圈可防起皺 另外，起皺與相對板厚(t/D)和m有關。 變薄拉深變薄拉深：用變薄拉深模減小空心件毛坯的直徑：用變薄拉深模減小空心件毛坯的直徑 與壁厚，以得到底厚大于壁厚的空心件。與壁厚，以得到底厚大于壁厚的空心件。 （3）成形）成形：通過板料的

11、局部變形來改變毛坯的形：通過板料的局部變形來改變毛坯的形 狀和尺寸的工序的總稱。狀和尺寸的工序的總稱。 脹形脹形：指從空心件內部施加徑向壓力，強迫局部指從空心件內部施加徑向壓力，強迫局部 材料厚度減薄和表面積增大，獲得所需形狀和尺材料厚度減薄和表面積增大，獲得所需形狀和尺 寸的冷沖壓工藝方法。寸的冷沖壓工藝方法。 起伏成形起伏成形：平板毛坯或制件在模具的作用下，產平板毛坯或制件在模具的作用下，產 生局部凸起（或凹下）的沖壓方法。生局部凸起（或凹下）的沖壓方法。 翻邊翻邊：指利用模具將工件上的孔邊緣或外緣邊緣指利用模具將工件上的孔邊緣或外緣邊緣 翻成豎立的直邊的沖壓工序。翻成豎立的直邊的沖壓工序

12、。 縮口縮口：指將預先拉深好的圓筒或管狀坯料，通過指將預先拉深好的圓筒或管狀坯料，通過 模具將其口部縮小的沖壓工序。模具將其口部縮小的沖壓工序。 整形整形：利用模具將彎曲或拉深件局部或整體產生利用模具將彎曲或拉深件局部或整體產生 不大的塑性變形的沖壓工序。不大的塑性變形的沖壓工序。 校平校平：指利用模具將有拱彎、翹曲的平板制件壓指利用模具將有拱彎、翹曲的平板制件壓 平的沖壓工序。平的沖壓工序。 3、 沖壓模具的基本結構組成沖壓模具的基本結構組成 沖壓模具的構造另一種劃分大體上可分為刀具沖壓模具的構造另一種劃分大體上可分為刀具 部、保持部和輔助部。部、保持部和輔助部。 刀具部刀具部(打孔機、沖模

13、打孔機、沖模) 直接作用于材料的部分直接作用于材料的部分 保持部保持部(打孔機盤、沖模盤、外套、擋板等打孔機盤、沖模盤、外套、擋板等) 固定刀具固定刀具 輔助部輔助部(脫模器、量計、襯墊、壓力等脫模器、量計、襯墊、壓力等) 為是刀具發揮作用的輔助部分為是刀具發揮作用的輔助部分 1 1）單工序模：在沖壓的一次行程過程中，只能）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。完成一個沖壓工序的模具。 落料模落料模 彎曲模彎曲模 拉深模拉深模 2 2）級進模：在沖壓的一次行程過程中，在不同）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的工位上同時完成兩道或兩

14、道以上 沖壓工序的模具。沖壓工序的模具。 3 3）復合模：在沖壓的一次行程過程中，在同一）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工位上同時完成兩道或兩道以上沖 壓工序的模具。壓工序的模具。 復合沖壓模有正裝式和倒裝式兩種結構。其中正裝式復合沖壓模有正裝式和倒裝式兩種結構。其中正裝式 是凸模置于上模部分，倒裝式則是凸模置于下模部分是凸模置于上模部分，倒裝式則是凸模置于下模部分 。 正裝復合模正裝復合模倒裝復合模倒裝復合模 單工序模、復合模和連續模的特點比較單工序模、復合模和連續模的特點比較 項目項目單工序模單工序模復合模復合模連續模連續模 沖壓精度沖壓精度一般較低

15、一般較低中、高級精度中、高級精度中、高級精度中、高級精度 原材料要求原材料要求不嚴格不嚴格 除條料外，小件也除條料外，小件也 可用邊角料可用邊角料 條料或卷料條料或卷料 沖壓生產率沖壓生產率低低較高較高高高 實現操作機械化實現操作機械化 自動化的可能性自動化的可能性 較易，尤其適合于較易，尤其適合于 在多工位壓力機上在多工位壓力機上 實現自動化實現自動化 難，只能在單機上難，只能在單機上 實現部分機械操作實現部分機械操作 容易，尤其適合于在單容易，尤其適合于在單 機上實現自動化機上實現自動化 生產通用性生產通用性 好，適合于中、小好，適合于中、小 批量生產及大型件批量生產及大型件 的大量生產的

16、大量生產 較差，僅適合于大較差，僅適合于大 批量生產批量生產 較差，僅適合于中、小較差，僅適合于中、小 型零件的大批量生產型零件的大批量生產 沖模制造的復雜沖模制造的復雜 性和價格性和價格 結構簡單，制造周結構簡單，制造周 期短，價格低期短，價格低 結構復雜，制造度結構復雜，制造度 大，價格高大，價格高 結構復雜，制造和調整結構復雜，制造和調整 難度大，價格與工位數難度大，價格與工位數 成比例上升成比例上升 七、沖壓加工分類七、沖壓加工分類 1、單發型、單發型 每道工序都有獨立的模具，模具是被單獨使用的。每道工序都有獨立的模具，模具是被單獨使用的。 由操作人員將材料裝入、取出，一臺沖壓機上只裝

17、由操作人員將材料裝入、取出，一臺沖壓機上只裝 一個模具，由人來操作完成作業。一個模具，由人來操作完成作業。 單發型模具單發型模具(QDC) 單發工序的實例單發工序的實例 2 2 依次傳遞型依次傳遞型 將復數的工序等距離地排放在單一的模具內部。將復數的工序等距離地排放在單一的模具內部。 通過傳送裝置沖壓機每旋轉一次向前推進一定的通過傳送裝置沖壓機每旋轉一次向前推進一定的 距離，并將工件依次送至下一道工序。距離，并將工件依次送至下一道工序。 材料采取連續供應的方式，機器的運轉也是連續材料采取連續供應的方式，機器的運轉也是連續 且自動的，且自動的， 材料采用卷材，通過展卷機、校平器、供卷機等材料采用

18、卷材，通過展卷機、校平器、供卷機等 設備連續供應。設備連續供應。 依次傳送型模具依次傳送型模具 依次傳送型的實例依次傳送型的實例 3、轉移型、轉移型 將每一道工序的獨立的模具排列在一臺沖壓機內部，將每一道工序的獨立的模具排列在一臺沖壓機內部， 通常是通過曲柄軸進行驅動，擁有與沖壓機本身同通常是通過曲柄軸進行驅動，擁有與沖壓機本身同 步運行的搬運機構，進行連續性的自動加工。步運行的搬運機構，進行連續性的自動加工。 一維移動 只有在傳送方向上的往返運動只有在傳送方向上的往返運動(前進回前進回 車車)。沒有功的保持及釋放系統，需要另。沒有功的保持及釋放系統，需要另 行配置。行配置。 二維移動二維移動

19、 前進回車 功的保持及釋放 (夾緊放開) 夾緊前進放開回車 三維移動 前進回車前進回車 功的保持及釋放功的保持及釋放( (夾緊放開夾緊放開) ) 功的上升功的上升下降下降( (升降升降) ) 夾緊夾緊上升上升前進前進下降下降放開放開回車回車 材料、半成品的供應方法材料、半成品的供應方法 材料為卷材，通過抓鉗供應器材料為卷材，通過抓鉗供應器(空壓供應器空壓供應器)連續供連續供 應應 半成品轉入貨架，通過推送器供應。半成品轉入貨架，通過推送器供應。 將半成品架將半成品架(半成品沖壓半成品沖壓)移到沖壓機主機的旁邊，移到沖壓機主機的旁邊， 供應半成品。供應半成品。 與依次傳送式相比產品的成品率高。與

20、依次傳送式相比產品的成品率高。 由于搬運設備的慣量與剛性，不易實現高速化生產。由于搬運設備的慣量與剛性，不易實現高速化生產。 通用型機器的生產程序改變起來較為困難。通用型機器的生產程序改變起來較為困難。 轉移型生產工序實例轉移型生產工序實例 4、多功能機器人型、多功能機器人型 每一道工序都并排配置獨立的模具，用獨立的搬每一道工序都并排配置獨立的模具，用獨立的搬 運設備與沖壓機同步搬運工件，進行自動化加工。運設備與沖壓機同步搬運工件，進行自動化加工。 做功的保持采取真空式和磁性式。做功的保持采取真空式和磁性式。 材料、半成品的供應方法材料、半成品的供應方法 材料為卷材，通過抓鉗供應器材料為卷材，

21、通過抓鉗供應器(空壓供應器空壓供應器)連續供連續供 應應 半成品轉入貨架，通過推送器供應。半成品轉入貨架，通過推送器供應。 將半成品架將半成品架(半成品沖壓半成品沖壓)移到沖壓機主機的旁邊，移到沖壓機主機的旁邊， 供應半成品。供應半成品。 與依次傳送式相比產品的成品率高。與依次傳送式相比產品的成品率高。 由于搬運設備的慣量與剛性，不易實現高速化生產。由于搬運設備的慣量與剛性，不易實現高速化生產。 通用型機器的生產程序改變起來較為困難。通用型機器的生產程序改變起來較為困難。 1.沖裁件的要求 ： 1)簡單對稱不懸細；2)圓弧過渡防應力。 3)板厚影 響尺寸多； 沖裁件的內、外形轉角處，要盡量避免

22、尖沖裁件的內、外形轉角處，要盡量避免尖 角，應以圓弧連接。以避免尖角處應力集中角，應以圓弧連接。以避免尖角處應力集中 被沖模沖裂。被沖模沖裂。 沖孔件尺寸與厚度關系合理沖孔件尺寸與厚度關系合理 沖裁件的形狀應力求簡單、對稱，有沖裁件的形狀應力求簡單、對稱，有 利于材料的合理利用，同時應避免長槽利于材料的合理利用，同時應避免長槽 與細長懸臂結構，否則制造模具困難。與細長懸臂結構，否則制造模具困難。 對對 沖沖 裁裁 件件 的的 要要 求求 1)盡量對稱弧宜大； 2)曲邊直部要留足； 3)孔的位置有要求 1)簡單對稱不宜深； 2)彎曲半徑有限制。 彎曲件形狀應盡量對稱，彎曲半徑不能小彎曲件形狀應盡

23、量對稱，彎曲半徑不能小 于材料允許的最小彎曲半徑，并應考慮材于材料允許的最小彎曲半徑，并應考慮材 料纖維方向，以免成型過程中彎裂。料纖維方向，以免成型過程中彎裂。 彎曲邊過短不易彎成型，故應使彎曲邊彎曲邊過短不易彎成型，故應使彎曲邊 高度高度H2s。若。若H2s，則必須壓槽，或增，則必須壓槽，或增 加彎曲邊高度，然后加工去掉（如圖）。加彎曲邊高度，然后加工去掉（如圖）。 彎曲帶孔件時，為避免孔的變形，彎曲帶孔件時，為避免孔的變形， 孔的邊緣距彎曲中心應有一定的距孔的邊緣距彎曲中心應有一定的距 離（如圖）。圖中離（如圖）。圖中L1.52s。當。當 L過小時過小時,可在彎曲線上沖工藝孔可在彎曲線上

24、沖工藝孔, 如對零件孔的精度要求較高，則應如對零件孔的精度要求較高，則應 彎曲后再沖孔。彎曲后再沖孔。 對彎曲件的要求對彎曲件的要求 對拉伸件的要求對拉伸件的要求 拉深件外形應簡單、對稱，且不宜太高。以便使拉拉深件外形應簡單、對稱，且不宜太高。以便使拉 深次數盡量少，并容易成型深次數盡量少，并容易成型。 拉深件的圓角半徑（如圖示）應滿足：拉深件的圓角半徑（如圖示）應滿足：rdS， R2S，r（3-5）S。否則，應增加整形工序。否則，應增加整形工序。 拉深件的壁厚變薄量一般要求不應超出拉伸工藝壁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（最大變薄率約在厚變化的規律（最大變薄率約在10%18%左右）。左右）。 九、沖壓工藝 1.簡單分沖再焊合； 2.沖孔工藝要用活； 3.滿足使