1、學習目的及要求學習目的及要求：1.1.基本掌握板料沖壓的基本工序；基本掌握板料沖壓的基本工序；2.2.掌握凸凹模間隙及凸凹模刃口尺寸的確定；掌握凸凹模間隙及凸凹模刃口尺寸的確定；3.3.了解拉伸系數的應用；了解拉伸系數的應用；4.4.掌握沖壓件的結構工藝性。掌握沖壓件的結構工藝性。重點及難點：重點及難點：1.1.分離與變形機理；分離與變形機理；2 2沖壓件結構工藝性。沖壓件結構工藝性。 板料沖壓：板料沖壓：是利用沖模使板料產生分離或變形的加工方法。通常在冷狀是利用沖模使板料產生分離或變形的加工方法。通常在冷狀態下進行，又叫冷沖壓。當板料超過態下進行，又叫冷沖壓。當板料超過8-10mm8-10m

2、m時，采用熱沖壓。時，采用熱沖壓。視視頻頻。板料沖壓的特點：板料沖壓的特點：優點：優點：1 1）可以沖出形狀復雜的零件，且廢料少；）可以沖出形狀復雜的零件，且廢料少；2 2）產品由足夠高的精度和較低的表面粗糙度，互換性好；）產品由足夠高的精度和較低的表面粗糙度，互換性好；3 3）能獲得重量輕、材料消耗少、強度和剛度均較高的零件；）能獲得重量輕、材料消耗少、強度和剛度均較高的零件；4 4）沖壓操作簡單，工藝過程便于機械化和自動化，生產率高）沖壓操作簡單，工藝過程便于機械化和自動化，生產率高。故零件成本低。故零件成本低。缺點：缺點：沖模制造復雜、成本較高，只適用于大批量生產。沖模制造復雜、成本較高

3、，只適用于大批量生產。板料沖壓的原材料：應具有足夠的塑性。板料沖壓的原材料：應具有足夠的塑性。常用材料有：常用材料有：低碳鋼、銅合金、鋁合金、鎂合金及塑性好的合金鋼。形狀低碳鋼、銅合金、鋁合金、鎂合金及塑性好的合金鋼。形狀上分板料、條料及帶料等。上分板料、條料及帶料等。 常用設備：常用設備：1 1、剪板機、剪板機 - - 用來把板料剪切成一定寬度的條料，以供下一用來把板料剪切成一定寬度的條料，以供下一步的沖壓工序用。步的沖壓工序用。- - 剪床。剪床。2 2、沖床、沖床 用來實現沖壓工序，以制成所需形狀和尺寸的用來實現沖壓工序，以制成所需形狀和尺寸的成品零件。成品零件。- - 曲柄壓力機。曲柄

4、壓力機。沖床結構：沖床結構：視頻視頻。沖壓設備：沖壓設備：視頻視頻。沖壓生產自動線：。沖壓生產自動線：視頻視頻。沖壓生產的基本工序：沖壓生產的基本工序：分離工序和變形工序兩大類。分離工序和變形工序兩大類。分離工序是使坯料的一部分與另一部分相互分離的工序。如分離工序是使坯料的一部分與另一部分相互分離的工序。如落料、沖孔、切斷和修整等。落料、沖孔、切斷和修整等。一、落料及沖孔一、落料及沖孔- - 統稱統稱“沖裁沖裁”沖裁是使坯料按封閉輪廓分離的工序。分為：落料和沖孔。沖裁是使坯料按封閉輪廓分離的工序。分為：落料和沖孔。落料：落下部分為工件，周邊為廢料。落料：落下部分為工件，周邊為廢料。沖孔：沖下部

5、分為廢品，周邊為工沖孔：沖下部分為廢品，周邊為工 件。獲得帶孔的沖裁件。件。獲得帶孔的沖裁件。落料和沖孔：落料和沖孔：視頻視頻1 1、沖裁變形過程：分為三個過程。、沖裁變形過程：分為三個過程。1 1）彈性變形階段）彈性變形階段 將使板料產生彈性壓縮、拉伸與彎曲變將使板料產生彈性壓縮、拉伸與彎曲變形。間隙形。間隙，彎曲和上翹越明顯。，彎曲和上翹越明顯。2 2）塑性變形階段）塑性變形階段 板料應力值達到屈服極限板料應力值達到屈服極限, ,板料產生塑性板料產生塑性變形變形. .凸凹模刃口處的金屬硬化加劇，出現微裂紋。凸凹模刃口處的金屬硬化加劇，出現微裂紋。3 3）斷裂分離階段）斷裂分離階段 裂紋逐漸

6、擴展裂紋逐漸擴展. .上下裂紋相遇重合后上下裂紋相遇重合后, ,板板料被剪斷分離。料被剪斷分離。動畫演示動畫演示。沖裁件分離面的質量：主要與沖裁件分離面的質量：主要與凸凹模間隙、刃口鋒利程度凸凹模間隙、刃口鋒利程度有關有關，同時也受模具結構、材料性能及板料厚度等因素有關。，同時也受模具結構、材料性能及板料厚度等因素有關。 2 2、凸凹模間隙：、凸凹模間隙：是沖裁模具設計的關鍵參數。影響有：是沖裁模具設計的關鍵參數。影響有：1.1.凸凹模間隙決定了沖裁件的尺寸精度，斷口邊緣質量。凸凹模間隙決定了沖裁件的尺寸精度，斷口邊緣質量。2.2.凸凹模間隙也影響模具壽命。凸凹模間隙也影響模具壽命。3.3.合

7、理選擇間隙值對沖壓生產是關鍵因素所在。合理選擇間隙值對沖壓生產是關鍵因素所在。間隙間隙-摩擦越嚴重，模具壽命摩擦越嚴重，模具壽命。間隙過小間隙過小 - -外表尺寸略有增大，內腔尺寸略有外表尺寸略有增大，內腔尺寸略有縮小（彈性回復）。縮小（彈性回復）。光面寬度增加，塌角、毛刺、斜度等都有所減光面寬度增加，塌角、毛刺、斜度等都有所減小，工件質量較高。小，工件質量較高。但上下裂紋也不能很好重合。但上下裂紋也不能很好重合。動畫演示動畫演示。通常工件尺寸精度要求高時，間隙值相對減通常工件尺寸精度要求高時，間隙值相對減少，沖裁件無斷面質量要求時，盡量選用大間隙值少，沖裁件無斷面質量要求時，盡量選用大間隙值

8、。以提高模具壽命。以提高模具壽命。間隙間隙- - 卸料力和推件力越小。卸料力和推件力越小。間隙過大間隙過大 - - 斷面光面減小，塌角與斜度增大，形成厚而大的斷面光面減小，塌角與斜度增大，形成厚而大的拉長毛刺，且難以去除，同時沖裁的翹曲現象嚴重。外形尺寸縮拉長毛刺，且難以去除，同時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。小，內腔尺寸增大，模具壽命較高。動畫演示動畫演示。間隙合適時間隙合適時 - -這時光面約占板厚的這時光面約占板厚的1/21/21/31/3左右，切斷面左右，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，完全的塌角、毛刺和斜度均很小。零件的尺寸幾

9、乎與模具一致，完全可以滿足使用要求。可以滿足使用要求。動畫演示動畫演示。正確選擇間隙：單邊間隙為正確選擇間隙：單邊間隙為c c，則經，則經驗公式計算：驗公式計算：c = m,- c = m,- 板料厚，板料厚，m m 與板料性能與板料性能及厚度相關的系數。及厚度相關的系數。低碳鋼、純鐵低碳鋼、純鐵 m = 0.06-0.09m = 0.06-0.09銅、鋁合金銅、鋁合金 m = 0.06-0.1m = 0.06-0.1高碳鋼高碳鋼 m = 0.08-0.12m = 0.08-0.12板料厚板料厚- - 沖裁力沖裁力- - 應適當把應適當把 m m放放大。大。3 3、凸凹模刃口尺寸的確定：、凸凹

10、模刃口尺寸的確定：凸凹模刃口尺寸取決于沖裁件尺寸和沖模間隙值凸凹模刃口尺寸取決于沖裁件尺寸和沖模間隙值c c。設計落料模：設計落料模：應先按落料件確定凹模刃口尺寸，取凹模作設計基準件，然應先按落料件確定凹模刃口尺寸，取凹模作設計基準件，然后根據間隙確定凸模尺寸，即縮小凸模保證后根據間隙確定凸模尺寸，即縮小凸模保證c c。落料凹模基本尺寸：落料凹模基本尺寸：應取工件尺寸公差范圍內的較小尺寸。應取工件尺寸公差范圍內的較小尺寸。設計沖孔模：設計沖孔模：先按沖孔件確定凸模刃口尺寸，取凸模作設計基準件，然后先按沖孔件確定凸模刃口尺寸，取凸模作設計基準件，然后根據間隙確定凹模尺寸，即擴大凹模保證根據間隙確

11、定凹模尺寸，即擴大凹模保證c c。沖孔凸模基本尺寸：沖孔凸模基本尺寸：應取工件尺寸公差范圍內的較大應取工件尺寸公差范圍內的較大尺寸。尺寸。具體設計時應注意，孔和落料具體設計時應注意，孔和落料件的公差范圍，以提高沖模的合理使件的公差范圍，以提高沖模的合理使用壽命。用壽命。沖裁力的計算：沖裁力的計算：平刃沖模的沖裁力按下式計算：平刃沖模的沖裁力按下式計算：P = KLsP = KLs式中：式中：P P 沖裁力，沖裁力，N N ； L L 沖裁周邊長（沖裁周邊長（mmmm）；）； s s 坯料厚度（坯料厚度（mmmm）；）；K K系數，常取系數，常取1.31.3； 材料抗剪強度（材料抗剪強度（MPa

12、MPa），取），取=0.8b=0.8b。4 4、沖裁件的排樣、沖裁件的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，材料利用率最高。理可使廢料最少，材料利用率最高。落料件排樣有：無搭邊和有搭邊。落料件排樣有：無搭邊和有搭邊。二、修整二、修整是利用修整模沿沖裁件外緣或內是利用修整模沿沖裁件外緣或內孔刮削一薄層金屬，以切掉沖裁件上孔刮削一薄層金屬，以切掉沖裁件上的剪裂帶和毛刺，從而提高沖裁件的的剪裂帶和毛刺，從而提高沖裁件的尺寸精度，降低表面粗糙度值。尺寸精度，降低表面粗糙度值。修整后沖裁件公差等級達修整后沖裁件公差等級

13、達IT6IT6IT7IT7，表面粗糙度，表面粗糙度RaRa為為0.80.81.6m1.6m。三、切斷（剪切）三、切斷（剪切）是指用剪刃或沖模將板料沿不是指用剪刃或沖模將板料沿不封閉輪廓進行分離的工序。封閉輪廓進行分離的工序。剪刃安裝剪床上，把大板料剪刃安裝剪床上，把大板料剪成一定寬度的條料，供下一步沖剪成一定寬度的條料，供下一步沖壓工序用，而沖模安裝在沖床上。壓工序用，而沖模安裝在沖床上。 一、拉深一、拉深 拉深：拉深：是利用模具使沖裁后得到的平板坯料變形成開口空心是利用模具使沖裁后得到的平板坯料變形成開口空心零件的工序。茶杯、餐具等。零件的工序。茶杯、餐具等。視頻視頻。 變形工序是使坯料的一

14、部分相對于另一部分產生位移而不破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。裂的工序。- - 有拉深、彎曲、翻邊、成形等工序。有拉深、彎曲、翻邊、成形等工序。 1 1、拉深過程、拉深過程 變形過程：變形過程： 把平板坯料放在凹模上，在凸模把平板坯料放在凹模上，在凸模作用下，坯料被拉入凸模和凹模的間作用下，坯料被拉入凸模和凹模的間隙中，形成空心拉深件。隙中，形成空心拉深件。動畫演示動畫演示。變形特點：變形特點：1 1）底部金屬一般不變形，只傳遞拉力，厚度基本不變；）底部金屬一般不變形，只傳遞拉力，厚度基本不變；2 2）環形部分金屬，切向受壓應力）環形部分金屬，切向受壓應力, ,

15、徑向受拉應力徑向受拉應力 屈服應力；屈服應力；3 3）形成的直壁本身受軸向拉力，厚度有所減小；）形成的直壁本身受軸向拉力，厚度有所減小；4 4）過度圓角處被拉薄得最嚴重。）過度圓角處被拉薄得最嚴重。2 2、拉深中的廢品、拉深中的廢品 拉穿：拉應力超過材料強度極限時。拉穿：拉應力超過材料強度極限時。起皺：間隙過大。起皺：間隙過大。動畫演示動畫演示。拉深件的拉穿影響因素：拉深件的拉穿影響因素：1 1）凸凹模的圓角半徑：）凸凹模的圓角半徑：鋼鋼- r- r凹凹=10=10，而，而r r凸凸=(0.6-1) r=(0.6-1) r凹凹。2 2）凸凹模間隙）凸凹模間隙c c：過小過小, ,摩擦力摩擦力易

16、拉和表面擦傷易拉和表面擦傷, ,降低模具壽命。過大降低模具壽命。過大, ,易起皺易起皺，降低精度。一般單邊間隙，降低精度。一般單邊間隙c=(1.1-1.2)c=(1.1-1.2)。3 3）拉深系數：）拉深系數：m=d/Dm=d/D，m m越小，表明越小，表明d d越小，變形越大，易拉穿。一般越小，變形越大，易拉穿。一般m0.5-m0.5-0.80.8。坯料的塑性差取上限值，塑性好取下限值。坯料的塑性差取上限值，塑性好取下限值。如果拉深系數過小，不能一次拉深成形時，則可采用多次如果拉深系數過小，不能一次拉深成形時，則可采用多次拉深工藝。拉深工藝。第一次拉深系數第一次拉深系數 m m1 1 = d

17、 = d1 1/D/D第二次拉深系數第二次拉深系數 m m2 2 = d = d2 2/d/d1 1第幾次拉深系數第幾次拉深系數 m mn n = d = dn n/d/dn n-1-1總的拉深系數總的拉深系數 m = mm = m1 1m m2 2m mn n拉深工序：拉深工序：視頻視頻。4 4）潤滑：）潤滑：減小摩擦、降低拉應力和減小模具的磨損。減小摩擦、降低拉應力和減小模具的磨損。起皺是在法蘭部分容易產生：起皺是在法蘭部分容易產生：起皺現象與毛坯的相對厚度起皺現象與毛坯的相對厚度(/D)(/D)和和 m m 有關。相對厚度或有關。相對厚度或m m越小，越容易起皺。防止起皺可用設置壓邊圈。

18、越小，越容易起皺。防止起皺可用設置壓邊圈。拉深缺陷及防止措施：拉深缺陷及防止措施：視頻視頻。3 3、旋壓、旋壓有些空心的回轉體件還可用旋壓方法來制造。旋壓是在專用有些空心的回轉體件還可用旋壓方法來制造。旋壓是在專用旋壓機旋壓機( (數控數控) )上進行。上進行。視頻視頻。特點：特點：不需要復雜的沖模，變形力小，但不需要復雜的沖模，變形力小，但生產率較低。一般用于中小批生產，某生產率較低。一般用于中小批生產，某些厚板和大型容器。些厚板和大型容器。二、彎曲二、彎曲彎曲是將坯料彎成具有一定角度和曲率的變形工序。彎曲是將坯料彎成具有一定角度和曲率的變形工序。動畫演動畫演示示1 1、2 2、3 3、4

19、4。彎曲部分的內側受壓，而外側受拉伸。彎曲部分的內側受壓，而外側受拉伸。拉應力拉應力 抗拉強度抗拉強度時造成破裂。板料越厚，內彎曲時造成破裂。板料越厚，內彎曲r r越小，則拉應力越大，越容易彎越小，則拉應力越大，越容易彎裂。裂。為防止彎裂應為防止彎裂應要注意：要注意：1.彎曲角要大于最小彎曲半徑。彎曲角要大于最小彎曲半徑。 rmin=(0.251)2.要注意材料的纖維方向。要注意材料的纖維方向。盡可能使彎曲線與板料纖維組織盡可能使彎曲線與板料纖維組織垂直。垂直。 3.使模具角度比成品角度小一個回彈角。使模具角度比成品角度小一個回彈角。彎曲結束后，由于彎曲結束后，由于彈性變形的恢復，使被彎曲的角

20、度增大，回彈。一般彈性變形的恢復，使被彎曲的角度增大，回彈。一般0-100-10。三、翻邊三、翻邊翻邊是在帶孔的平坯料上用擴孔的方法獲得凸緣的工序。內翻邊是在帶孔的平坯料上用擴孔的方法獲得凸緣的工序。內孔翻邊和外緣翻邊。孔翻邊和外緣翻邊。當零件所需凸緣的高度較大時，則可采用先拉深、后沖孔當零件所需凸緣的高度較大時，則可采用先拉深、后沖孔、在翻邊的工藝。、在翻邊的工藝。四、成形四、成形成形是利用局部變形使坯料或半成品改變形狀的工序。成形是利用局部變形使坯料或半成品改變形狀的工序。成型工藝分為：脹型和壓型。成型工藝分為：脹型和壓型。脹形：主要用于平板毛坯的局部脹形（或叫起伏成型），如脹形：主要用于

21、平板毛坯的局部脹形（或叫起伏成型），如壓制凹坑，加強筋，起伏形的花紋及標記等。壓制凹坑，加強筋，起伏形的花紋及標記等。另外，管類毛坯的另外，管類毛坯的脹形（如波紋管）、平板毛坯的拉形等，均屬脹形工藝。脹形（如波紋管）、平板毛坯的拉形等，均屬脹形工藝。主要用于制造剛性的筋條，或增大半成品的部分內經等。主要用于制造剛性的筋條，或增大半成品的部分內經等。沖模的結構合理與否對沖壓件質量、生產率及模具壽命等都沖模的結構合理與否對沖壓件質量、生產率及模具壽命等都有很大的影響。有很大的影響。沖模原理演示沖模原理演示。沖模分類：可分為單模、連續模和復合模三種。沖模分類：可分為單模、連續模和復合模三種。一、簡單

22、沖模一、簡單沖模是在沖床的一次沖程中只完成一個工序的沖模，稱為簡單沖是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 - - 落料用的沖模。模具簡單，造價低。落料用的沖模。模具簡單，造價低。二、連續沖模二、連續沖模它是在沖床的一次沖程中，在模具的不同部位同時完成數道它是在沖床的一次沖程中，在模具的不同部位同時完成數道工序的模具。工序的模具。- - 沖孔和落料同時進行。沖孔和落料同時進行。生產率高，要求定位精度高。生產率高，要求定位精度高。三、復合沖模三、復合沖模它是在沖床的一次沖程中，在模具的同一部位同時完成數道它是在沖床的一次沖程中，在模具的同一部位同時完成數道工序模具。特點是模具中

23、有一個凸凹模工序模具。特點是模具中有一個凸凹模- - 落料和沖孔同時進行。落料和沖孔同時進行。精度高，模具復雜。精度高，模具復雜。沖模分類：沖模分類：視頻視頻。沖模裝配沖模裝配模擬模擬、視頻視頻。沖模拆卸沖模拆卸模擬模擬。先進的板料沖壓工藝：先進的板料沖壓工藝：視頻視頻。沖壓件的設計不僅應保證具有良好的使用性能，而且也應具沖壓件的設計不僅應保證具有良好的使用性能，而且也應具有良好的工藝性能，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的質量等。產率、降低成本及保證沖壓件的質量等。影響沖壓件工藝性的主要因素：沖壓件的形狀

24、、尺寸、精影響沖壓件工藝性的主要因素：沖壓件的形狀、尺寸、精度及材料等。度及材料等。一、沖壓件的形狀及尺寸一、沖壓件的形狀及尺寸1 1、對落料件和沖孔件（沖裁件）的要求、對落料件和沖孔件（沖裁件）的要求1 1）落料件的外形沖孔件的孔形應力求簡單對稱。盡可能采用）落料件的外形沖孔件的孔形應力求簡單對稱。盡可能采用圓形或矩形等規則形狀。避免長槽或細長懸臂結構。圓形或矩形等規則形狀。避免長槽或細長懸臂結構。否則制造模否則制造模具困難。具困難。落料外形不落料外形不合理合理零件形狀與節約材料的關系：零件形狀與節約材料的關系：利用率高利用率高利用率高利用率高2 2）沖裁件的結構尺寸（如孔徑、孔距）必須考慮

25、板材厚度。）沖裁件的結構尺寸（如孔徑、孔距）必須考慮板材厚度。一般越厚，取大。一般越厚，取大。沖孔件尺寸與厚度關系合理。沖孔件尺寸與厚度關系合理。 3 3）沖裁件上直線與直線）沖裁件上直線與直線、曲線與直線的交接處、曲線與直線的交接處, ,均應均應用圓弧連接。用圓弧連接。表表3-3 3-3 落料件落料件、沖孔件的最小圓角半徑。、沖孔件的最小圓角半徑。2 2、對彎曲件的要求、對彎曲件的要求1 1）形狀應盡量對稱，彎曲半徑大于最小彎曲半徑）形狀應盡量對稱，彎曲半徑大于最小彎曲半徑 r rminmin= = (0.25(0.251)1)。2 2）彎曲邊不宜過短）彎曲邊不宜過短 H 2H 2。3 3）彎曲帶孔件時）彎曲帶孔件時 L (1.5 L (1.52)2)。3 3、對拉深件的要求、對拉深件的要求1 1）拉深件外形應簡單、對稱，且不宜太高。）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