冷冲压的概念及基本工序

冷冲压的概念及基本工序

一、 冷冲压的概念。

冷冲压是在常温下，利用冲压模在压力机上对板料或热料施加压力，使其产生塑性变形或分离，以而获得所需形状和尺寸的零件的一种压力加工方法。 二、冷冲压的基本工序

分离工序：冲压工件与板料沿要求的轮廓线相互分离。

成形工序：毛坯在不被破坏的条件下发生塑性变形，获得所需形状，尺寸和精度的加工方法。

冷冲压的基本工序

序性质工序名称 工序简单图 特点及应用范围

剪裁

用剪刀或冲模切断板材,切断线不封闭

冲落料冲裁 孔

用冲模沿封闭线冲切板料,冲下来的部分为工件

用冲模沿封闭线冲切板料,冲下来的部分为废料

分离工序

切口

切口部分发生弯曲,如通风板

切边 将工件的边缘部分切掉

成形工

弯曲

序

把板料弯成一定的形状

拉深 把平板形坯料制成空心工件

将板料局部冲压成凸起和凹进形状

起伏

成形

翻边

将板料上的孔或外缘翻成一定角度的直壁，或将空心件翻成凹缘

压力机冲压一次可完成两道或多道

不同工序的冲压方法

复合工序

冲压的常用材料

一、冲压工艺对材料的要求：

1.首先要满足冲压件的使用要求：强度、刚度、导电性、导热性、重要性、耐腐蚀等。 2.满足冲压工艺条件应具有良好的塑性和表面质量、板料的厚度。 二、冲压常用材料的种类，性能和规格

碳素结构钢板如Q234 优质碳素的结构钢板如08F

黑色金属

低合金结构钢板如Q345。Q295 电工硅钢板 如D12 D41 不锈钢板 如ICN18NI9TI

其他 纯铜板 如T1。 T2 黄铜板 如 H62，H68 铝板 如1050A（23）， 1035（L4）

钛合金板 镍铜全金板 其他 绝缘胶木板 纸板

非金属

橡胶板 有机玻璃层压板

纤维板 毛毡

冲压用板料 有色金属

冲压板料的准备：

一般情况的毛毡都是较大的板料的带料，由剪板机按冲压工艺和工序情况进行剪切、剪成适合的形状、其剪切的本要考虑的料的纤维方向。

冲压的材料特性

一、冲裁时材料分离过程可分为三个阶段：

弹性变形阶段：冲头刚接触板料的初始阶段，发生弹性变形。 塑料变形阶段：冲头下行压力增大，发生塑变直到出现微裂纹。

断裂分离阶段：冲头继续下行，压力增大，微裂纹扩展。重合、断裂、冲裁力逐渐下降。 弹性变形阶段：冲裁力逐渐升高。

塑性变形阶段：冲裁力达到峰值 阶段

特 点

断面特征

板料在凸模压力作用下.首先产生弹性压缩、拉伸等变形,此时凸模略微挤入板料内,板料的另一面也略微挤入凹模刃口内,凸模端

第一阶部下面的材料略有弯曲,凹模刃日上面的材料开始上翘,间隙越大,段 弯曲和上翘越严重,板料在凸、凹模刃口处形成初始塌角,这时材料

内部应力尚未超过弹性极限,当外力去掉后材料能恢复原状。此阶段称为弹性变形阶段。

初始塌角 永久性塌角 塑性变形、外力作用超出材料的强度极限，产生断裂纹。当凸模继续压入,压力增加,材料内部的应力也随之加大,在材料内的应力达到屈服极限时便开始进入塑性变形阶段。在这一阶段中随着

第二阶凸模挤入材料的深度逐渐增加,段 由于刃日处间隙的存在,材料内部的拉应力及弯矩也都增大,使变

形区材料硬化加剧,直到刃口附近的材料由于拉应力及应力集中的作用开始出现微裂纹,此时,冲裁变形力也达到最大值。微裂纹的出现说明材料开始破坏,塑性变形阶段也告结束。

产生与板料垂直的 断裂分离阶段微裂纹不断向材料内扩展延伸，重合，材料断裂分离。凸模继续下降,已产生的上、下微裂纹不断扩大并向材料内

第三阶

部延伸,当上、下裂纹相遇重合时,断开始分离产生粗糙的断裂带,

段

当凸模再往下降,将冲落部分挤出凹模洞口，至此，凸模回升完成整个冲裁过程。

产生粗糙而带有锥度的断裂带毛刺初拉长。

二、 普通冲裁件的断面特征：

塌角带 由主单性变形阶段产生初始塌角，带动边塑性变形阶段。

光亮带 产生于塑性变形阶段，断面较光洁平整，是质量最佳的一段。

断裂带 撕裂造成的，表面粗糙而无光泽，并带有锥度。 毛刺区 产生微裂时便产生毛刺。

三、 特征与材料（板料材料）塑性的关系：

断面质量受冲裁条件的不同而不同，如：刃口间隙，刃口形状，锋利程度，冲裁力、润滑条件，板料质量（表面质量），板料种类（性能）。

冲压生产要求冲裁件有较大的光亮带，尺量减少断裂带区域的宽度。 材料塑性愈好，光亮带愈大，断裂带愈小，同时，圆角毛刺亦增大。

冲 裁 间 隙

一、 冲裁间隙的概念

冲裁间隙指凸模刃口与凹模刃口之间的间隙。

----冲裁间隙 ----凹模刃口尺寸 ——凸模刃口尺寸

Z正常：上下微裂纹重合。 有单边间隙与双边间隙之分。 二、 冲裁间隙对冲压的影响 1、 对断面质量的影响

间隙

对断面质量的影响

正常 上下裂纹重合，光亮带大，塌角、毛刺、锥度小，表面平整。 过大 上下裂纹不重合，撕裂拉断，断面粗、光亮带小、塌角、刺锥度大。 过小 上下裂纹不重合，发生二次剪切，形成第二光亮带，毛刺大。

不均 间隙小的一边出现小质量断面特征，间隙大的一边出现大间隙断面质量特征。

2、 间隙对尺寸精度的影响。

由于弹性变形的存在，冲裁结束后出现弹性恢复，使尺寸与凸凹模刃口尺寸产生尺寸偏差，而弹性变形大小与冲裁间隙有直接的关系。

间隙变化 间隙增大 间隙变小

冲 孔

金属受向内拉程度增大弹性回复使工件尺寸增大（孔尺寸） 金属受压程度增大，孔尺寸减小

落 料

金属的拉伸度增大，弹性回复工件尺寸减小（下工件尺寸）。 金属受内压程度增大，工件尺寸增大。

3、 间隙对冲裁力的影响

冲裁间隙对冲裁力的影晌规律是间隙越小,变形区内压应力成分趟大,拉应力成分越小,材料变形抗力增加,冲裁力就越大。反之,间隙越大,变形区内拉应力成分就越大,变形抗力降低,冲裁力就小。间隙达材料厚的5%-20%时，冲裁力下降不明显。

当单边间隙Z增大到材料厚度的15%-20%时，卸料力为0。

4、 间隙对模具寿命的影响

由于工件与凸、凹模侧壁之间有磨擦的存在，间隙小，磨擦大，模具寿命短。冲裁过程中,凸模与被冲孔之闻,凹模与落料件之阀均有摩擦,而且闻隙越小,摩擦越严重。所以过小的间隙对模具寿命极为不利,而较大的间隙可使凸模与凹模的侧面与材料间的摩擦减小,井能减缓间隙不均匀的影响,从而提高模具的寿命。

5、 合理间隙值的确定：

间隙的选取要使冲裁达到较好的断面质量、较高的尺寸精度，较小的冲裁力，较高的模具寿命。 合理间隙指一个范围值，最大合理间隙，最小合理间隙。间隙的确定是综合考虑上述各个因素的影响,选择一个适当的问隙范围作为合理间隙。其上限为最大合理闻隙,下限为最小合理间隙　即合理间隙指的是一个范围值。在其体设计模具时,根据工件和生产上的具体要求可按下列原则进行选取：

(l)当工件的断面质量没有严格要求时,为了提高模具寿命和减小冲裁力,可以选择较大间隙值。 (2)当工件断面质量及制造公差要求较高时应选择较小间隙值。

(3)计算冲裁模刃日尺寸时,考虑到模具在使用过程中的磨损会使刃日间隙增大,应当按Zmin值来计算。 确定合理间隙的方法：计算法、经验法、查表法.