温州冲压加工最全的冲压工艺与产品设计知识大汇总

一、冲压产品的工艺分类

1、根本工序分类

冲压工艺按其变形性质能够分为资料的别离与成型两大类。

别离工序是指坯料在冲压力的作用下，变形部位的应力到达抗拉强度今后，是坯料发作开裂而发作别离，然后取得所需形状与尺度的工件的冲压工序。

成型工序是指坯料在冲压力的作用下，变形部位的应力到达屈从点，但未到达抗拉强度，使坯料发作塑性变形而不发作开裂别离，然后取得所需形状与尺度的工件的冲压工序。

 

2、别离工序的类别

别离工序依照其不同的变形机理分为冲裁、整修两大类。

冲裁：指用模具沿沿必定的曲线或直线冲切板料（包含以下几类）

 

 

 

 

 

整修是对冲裁件的断面部分进行再加工的别离加工办法，整修变形是一种切削机理，其工件的尺度精度和断面质量比冲裁件好。

 

3.成型工序的类别

成型工序较多，包含：曲折、拉深、翻边、胀形和揉捏工艺等。（具体如下：）

 

 

 

 

 

 

 

 

二、冲裁

1、冲裁产品的形状与成型进程介绍

冲裁产品的形状。冲裁产品的的断面分为：塌角、亮光 带、开裂带、毛刺，这四种形状是在产品冲裁进程中于不同的阶段，不同的部位、不同的应力作用下发作的。

 

如上图，1塌角 :高度约等于8%T至15%T ；2.亮光带 :高度约等于15%T至55%T ；3.开裂带 :高度约等于35%T至75%T ；4.毛刺 :高度约等于5%T至10%T

 

1）弹性变形阶段

受力剖析：刃口部分资料受剪切力，力的巨细小于弹性极限，若力消失,则资料康复原始状况。

 

状况描绘：凸模施加压 力于资料，资料略挤入凹模刃口。

 

2）塑性变形阶段

受力剖析:资料受力由边及中心 ，逐步超越弹性极限

 

状况描绘：凸模进一步深入资料,在本阶段冲裁件发作塌角以及亮光带

 

3）剪裂阶段

受力剖析:资料接近凹模刃口的部分应力首先到达资料的抗剪切强度，使凹模刃口旁边的资料发作的裂纹增大。而此刻凸模刃口部分资料还处于塑性变形阶段,跟着冲头的进一步深入资料，冲头附近资料也到达剪切强度，也发作裂纹 ，再往后两裂纹重合，资料别离。

 

状况描绘：资料别离,上下裂纹重合时彼此拉扯发作毛刺

 

 

三、与产品规划相关的冲裁工艺关键及规划举例

1、冲裁产品的分类、作用及结构

冲孔 piercing

作用 1.作为一般过孔运用(要求较低)；2.作为自攻牙底孔运用(产品规划要求亮光带份额较高)；3.作为高精度转轴孔运用(要求无毛刺,少开裂带)（选用机械去毛刺的办法或模具倒面的办法）

留意：规划冲孔时,因为遭到凸模强度的约束, 孔的 尺度不宜太小（一般大于0.5T）

 

 

落料 stamping

作用 1.作为一般外形运用(要求较低)；2.作为对接接头激光焊接安装运用(无毛刺、大的亮光带、小的开裂带间隙)；3、作为软饰支架运用(要求卷边或许去毛刺)

留意：1、产品规划时应该使冲裁件各直线或曲线的衔接处有恰当的圆角.（不然凹模应力会集，简单损坏）；2、考虑到模具线切割的加工工艺，冲裁零件或许落料零件的最小R角不要小于R0.2。

 

 

切舌、切曲 lancing

作用 1.作为卡扣运用；2.作为限位运用；3.节省工序，进步资料的使用率，将切边与折弯两道工艺合二为一。（缺陷：毛刺方向无法改动，有必要与冲头方向相反）

留意：要求切断部位与折弯部位间隔满意大, 满意冲头强度.

 

切舌、切曲 结构规划的留意点：

1）切曲时冲头的宽度要满意大，零件规划时确保切断部位和折弯部位的间隔在5mm以上，不然冲头强度低，影响模具的寿数。

2）模具规划时刀口剪切部分要确保3mm左右的直边，以防止发作崩刀的现象。冲头两边要确保留有断差，然后确保先剪后弯。

 

与冲裁相关的产品规划留意点总结

1)产品规划时应该使冲裁件各直线或曲线的衔接处有恰当的圆角.（原因：1、一般线切割的最小R角为0.2，尖角不易确保。2、尖角处凹模应力会集，模具受力后简单损坏。）

2)产品规划时应该标明毛刺方向.毛刺对产品安装以及操作员工的安全都非常重要。（留意：是标示毛刺方向，不是冲压方向）

 

3）规划冲孔时,因为遭到凸模强度的约束, 孔的 尺度不宜太小（一般大于0.5T，尽量不要让孔的直径小于0.8T）

4）规划产品时,资料的抗拉强度应尽量小于630MPa,不然模具较难制作。（当产品的抗拉强度小于630MPa时，模具资料可选用一般的价格相对廉价的模具钢，如： Cr12、Cr12MoV、SKD11、 D2等。当产品的抗拉强度大于630MPa时，模具资料需选用特别的、较贵的模具钢，如SKH-9）

 

5）当产品规划对冲裁断面有特别要求时有必要标明各断面部位可接受的最小值。

6）切曲时留意在产品上规划切边视点，以便于脱模，然后削减冲头的磨损。

 

2、冲裁模具简介

1）冲孔、落料模

 

 

2）去毛刺模具

 

 

 

 

3）旁边面冲孔模具

 

 

四、曲折产品形状与成型进程介绍

1、曲折产品的形状

折弯成型机理：金属资料遭到的应力大于弹性极限（屈从强度）而 又小于开裂极限（抗拉强度）,造成板料在曲折变形区内的曲率发作变化,构成折弯。

折弯受力剖析：折弯时资料内侧受压应力、外侧受拉应力，而且拉应力占主导作用，故资料的中性层为资料中心倾向折弯内侧。

 

中性层 :间隔资料内侧约等于0.255T

资料的外层纤维因为遭到拉应力资料发作相对移动，资料的缺乏由宽度方向弥补

2、折弯进程（以V曲为例）：

1）凸模运动触摸板料（毛坯）因为凸,凹模不同的触摸点力作用而发作弯矩，在弯矩作用下发作弹性变形，发作曲折。

2）跟着凸模持续下行，毛坯与凹模表面逐步接近触摸，使曲折半径及曲折力臂均随之削减，毛坯与凹模触摸点由凹模两肩移到凹模两斜面上。

3）跟着凸模的持续下行，毛坯两头触摸凸模斜面开端曲折。

4）压平阶段，跟着凸凹模间的间隙不断变小，板料在凸凹模间被压平。

5）校对阶段，当行程终了，对板料进行校对，使其圆角直边与凸模全部贴合而成所需的形状。

 

3、曲折产品简单呈现的两类问题（回弹、开裂）

1）回弹：

回弹的原因：资料是由众多层的纤维摆放而成的，每一层纤维的 受力状况不一样，（最外层受拉应力最大，最里层受压应力最大，两种力的巨细向中性层方向递减），故在折弯成形后，并不是一切的纤维层的受力都大于资料的弹性极限，所以处于弹性变形阶段的资料有回复的现象

 

1）中性层的应力、应变为零

2）中性层向内侧压应力逐步增大

3）中性层向外侧拉应力逐步增大

 

1）冲压件在曲折时，大部分资料层的应变都进入塑性变形区域，这些资料层不会发作回弹。

2）靠中性层间隔较近的资料层应变仍然处在弹性变形区域，这些资料层在外力消失后（折弯冲头脱离工件）会发作回弹

影响回弹的要素：

(1)资料的弹性极限越高，所需求的变形应 力 就越大，回弹也就越大

(2) 资料的相对曲折半径R/T越小 ，应力就越会集，弹性变形占的份额越小，回弹就越小

 

2）开裂

折弯时工件的部分资料层遭到的应力大于抗拉极限时，工件呈现开裂现象。（离中性层越远的资料层，其应力应变越大）

 

防止开裂的办法：防止折弯时，弯角内侧的R角过小。（一般R值不小于0.5T）

4、折弯产品的变形特色

（1）、资料的外层纤维因为遭到拉应力，资料发作相对移动，资料的缺乏由宽度和厚度 方向弥补，故资料宽度尺度减小。

（2）、资料的内层纤维因为遭到压应力，内层资料向宽度方向移动、致使资料内层宽度添加。

（3）、当宽度小于3倍的资料厚度时，以上现象显着，产品规划时应防止宽度小于3倍的资料厚度的状况。

 

5.与产品规划相关的曲折工艺关键及规划举例

(1)曲折件的圆角半径不宜小于最小曲折半径,防止发作 裂纹;但也不宜过大,不然因为变形不完全,回弹回较大.(一般状况下最小曲折半径R>=0.5T)

留意：

1)产品规划时应防止折弯R角过小，不然易引起应力会集。

2)R角尺度有必要标示在内侧。（具体原因:折弯时工件贴紧冲头，冲头的R角决议了工件的R角，而且易于操控和调整。）

 

(2)曲折件的弯边长度不宜过小,不然在弯边时模具对材 料的支撑长度太小,不简单得到形状精确的零件,曲折件往往简单外倒. H>R+2T.

 

留意：产品规划时应防止折弯直边过小，不然易引起外倒，不易操控垂直度。

(3)曲折件不应坐落零件宽度骤变处折弯,以防止撕裂.若有必要在宽度骤变处曲折时,应事前规划工艺槽.

(4)因为在曲折时毛坯或多或少都会有滑移现象,故产品规划时应尽量规划工艺孔.

 

 

6.折弯模具简介

 

 

 

 

五、成型工艺形状与进程介绍

1、成型工艺分类及介绍

成型机理：金属资料遭到的应力大于弹性极限（屈从强度）而 又小于开裂极限 （抗拉强度）,在塑性变形范围内发作规划人员想要的变形方法。

 

成型工艺分类：1.拉深 2.揉捏 3.翻边 4.翻孔（抽孔） 5.缩口、扩口

 

2、与产品规划相关的成型工艺关键及规划举例

1）揉捏

揉捏凸包的作用有三个：

（1）作为两个零件间的自定位销运用

 

留意：

a.当凸包做定位销运用时，需求严格操控凸台的直径，一般状况下凸台的直径公役可操控在+/- 0.04mm左右
b.因为凸包是揉捏成型的，故凸包的旁边面全是亮光带;

(2)作为运动机构的限位运用

 

(3)作为凸焊的凸点运用

 

凸包规划的留意点及冲头尺度：

准则：1)有必要确保凸包和母体之间有满意的资料衔接，不然凸包易脱落。2)作为凸焊运用时凸点直径D>= 2t+0.7，而且大于1.8mm.

凸点高度H>=(0.4t+0.25)，而且大于0.5mm

凸包极限高度规划尺度如下图

 

 

留意：标示凸包尺度时，只能够操控外凸部位尺度，不能操控内凹部位尺度。

揉捏凸包模具结构：凹模的尺度决议凸包的直径顶针和挤凸冲头一起决议凸包的高度。留意：标示凸包尺度时，只能够操控外凸部位尺度，不能操控内凹部位尺度。

 

2）抽孔

抽孔的作用有两个：

a)作为铆钉衔接零件运用（包含冲铆、翻铆）;

长处：可省略铆钉，节省成本。
缺陷：不能接受很大的拔脱力或剪切力。

抽孔冲铆：起固定衔接作用。

抽孔翻铆：起旋转轴的作用。

 

b)作为衔接螺母运用

 

抽孔规划的留意点及冲头尺度：

准则：a)有必要确保有满意的资料流动（即，有必要核算抽孔可行性）。

b)作为翻铆运用时，有必要操控抽孔的外径（尺度标外径）。

 

留意：模具对抽孔的内、外径都能够操控 ，冲头操控内径；凹模操控外径，但不能一起操控。即每个零件只能操控一个值.

c)作为螺母运用时，有必要操控抽孔的内径（尺度标内径）。

 

d)作为螺母运用时，有必要确保抽孔后变薄的直边厚度大于1.3倍的螺纹牙距。

e)作为螺母运用而且有强度要求时，有必要确保抽孔后直边最小高度大于3倍的螺纹牙距。

抽孔可行性核算：

抽孔： 沿内孔周围将资料翻成侧立凸缘的冲压工序。
翻孔系数：预冲孔直径与翻孔后直边的中径的比值（翻孔系数越大变形程度越小）

影响翻孔系数的要素：

a)资料的塑性，塑性越好翻孔系数越小。

b)预冲孔相对直径D/t，D/t越小，翻孔系数越小。

c)孔的加工办法。（若翻孔较高，则毛刺坐落内侧时，不易开裂；坐落外侧时需添加导面工序然后再抽孔。）

d)翻孔冲头的方法。（球面冲头能够使翻孔系数减小，增大变形程度。）

理论上需求根据抽孔系数来判别抽孔工艺是否可行（该办法需求确定的要素太多，费时吃力）。一般状况下可根据预冲孔与料厚的份额关系，进行判别。当预冲孔相对直径D/t大于1时，一般以为可行。

预冲孔尺度核算：

准则：翻孔前后体积不变准则。

AB={H*EF-（π/4-1）*EF*EF}/T

预冲孔直径d＝D-2*AB
一般翻孔后资料的厚度变薄，变薄系数取0.45到0.9之间。

变薄系数指：EF与原资料厚度T的比值

一般以为当d>=T时，抽孔可行（ 经验值，具体判别可参阅抽孔系数）

抽孔模具结构

抽孔冲头结构：
a)当选用抛物线形的翻孔冲头时，因为有圆弧过度，故翻的质量较高。（结构如下）

注：圆弧半径不一样时，冲头对资料的挤出作用不一样。小的圆弧冲头因为过度较小，对资料挤出时瞬时的揉捏力大，故资料的变形也大，所以在其他条件相同的状况下，选用小圆弧翻孔冲头翻孔的高度较高。

b)无预冲孔的一次翻孔成形冲头。

注：刺孔的巨细与两次成形时预冲孔的巨细一致（A=a, B=b)。一次冲孔翻孔结构，只适用于翻孔毛刺在外侧的状况。

3)内凹翻边

翻边是沿外形曲线周围将资料翻成侧立短边的工序。

a)内凹翻边（伸长类翻边）：变形与抽孔相似。
b)变薄率范围在0.9～1之间（变形最严峻的区域在最高端面）

内凹翻边可行性判别:

a)打开尺度

b)判别

翻边前的端面弧长度L1

翻边后的端面弧长度L2

当端面变形率K>原资料的延伸率时，会呈现开裂现象

产品规划时，能够调整R、r、h的数值，使得端面变形率满意规划要求 ，不发作开裂的现象.

4)外凸翻边

a)外凸翻边（紧缩类翻边）：变形性质属于紧缩成型。

b)外凸翻边打开尺度

六、其它冲压模具结构简介

1、卷圆模具结构（办法一）

过程：1、卷八分之一圆， 2、上斜曲八十度，3、下推卷圆成形。

2、卷圆模具结构（办法二）

过程：1、卷四分之一圆， 2、使用滑块侧推。

 

 

3、打扁模具结构（外边际打扁）

过程： 1、下料；2、上曲90度；3、下压70度（冲头R的巨细为2倍的料厚减0.3） 4、压平

 

4.打扁模具结构（内孔打扁）

过程： 1、下料；2、上曲90度；3、下压70度（冲头R的巨细为2倍的料厚减0.3） 4、压平

 

5、拉深结构

 

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