沖壓成型的方法和案例

1、沖壓工藝工序綜述沖壓工藝是通過(guò)模具對(duì)毛坯施加外力，使之產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得一定尺寸、形狀和性能的工件的加工方法。沖壓工藝的應(yīng)用范圍十分廣泛，既可以加工金屬板料、棒料，也可以加工多種非金屬材料。由于加工通常是在常溫下進(jìn)行的，故又稱為冷沖壓。沖壓加工的沖壓件的形狀、尺寸和表面質(zhì)量是由模具保證的，所以在大量生產(chǎn)中可以獲得穩(wěn)定的加工質(zhì)量，可以滿足一般的裝配和使用要求。沖壓加工可通過(guò)使材料變形制造復(fù)雜形狀的工件，這是其他工藝方法難以實(shí)現(xiàn)的。沖壓加工具有很高的生產(chǎn)率。一般在一臺(tái)沖壓設(shè)備上每分鐘可以生產(chǎn)中小尺寸工件幾件到幾十件，高速?zèng)_床可達(dá)幾百件，這是其他任何加工方法都無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。此外，沖壓加工所用

2、坯料是板材或卷料，通常又是在常溫下加工，故易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化，可大幅度地提高生產(chǎn)率。沖壓加工成本低，在大量生產(chǎn)中采用沖壓工藝加工板料工件是最經(jīng)濟(jì)的工藝方法。以沖裁為例，一般沖裁模的壽命可達(dá)幾百萬(wàn)次，硬質(zhì)合金沖裁模的壽命可達(dá)幾千萬(wàn)次至億次；其次，沖壓生產(chǎn)的材料利用率較高，一般可達(dá)70%85%，故可極大地降低沖壓件的生產(chǎn)成本。沖壓工藝與沖壓設(shè)備正在不斷地發(fā)展，特別是精密沖壓。高速?zèng)_壓、多工位自動(dòng)沖壓一集液壓成形、超塑性沖壓等各種沖壓工藝的迅速發(fā)展，把沖壓的技術(shù)水平提高到了一個(gè)新高度。新型模具材料的采用和鋼結(jié)合金、硬質(zhì)合金模具的推廣，模具各種表面處理技術(shù)的發(fā)展，沖壓設(shè)備和模具結(jié)構(gòu)的改善及其精度的

3、提高，顯著地延長(zhǎng)了模具的壽命和擴(kuò)大了沖壓加工的工藝范圍。由于沖壓工藝具有生產(chǎn)率高、質(zhì)量穩(wěn)定、成本低已經(jīng)可加工復(fù)雜性狀工件等一系列有點(diǎn)，在機(jī)械、汽車、輕功、國(guó)防、電機(jī)電器、家用電器，已經(jīng)日常生活用品等行業(yè)應(yīng)用非常廣泛。占有十分重要的地位。隨著工業(yè)產(chǎn)品的不斷發(fā)展和生產(chǎn)技術(shù)水平的不斷提高，沖壓模具作為各部門的重要基礎(chǔ)工藝裝備將起到越來(lái)越大的作用。沖壓工藝可分為分離工序與成形工序兩大類。分離工序是將沖壓件或毛坯沿一定的輪廓線與板料分離。其特點(diǎn)是沿一定邊界的材料被破壞而使板料的一部分分開(kāi)，如落料、沖孔、切斷、整修等。成型工序是在不使板料破壞的條件下使之產(chǎn)生塑性變形而形成所需形狀與尺寸的工件。其特點(diǎn)是通過(guò)

4、塑性變形打到加工目的，且變形過(guò)程中不發(fā)生破壞或不失去穩(wěn)定，如拉深等。常用的沖壓基本工序的分類為：1、沖裁：沖裁是利用沖模使部分材料或工序件與另一部分材料、工（序）件或廢料分離的一種沖壓工序。沖裁是切斷、落料、沖孔、沖缺、沖槽、剖切、鑿切、切邊、切舌、切開(kāi)、整修等分離工序的總稱。2、切開(kāi)：切開(kāi)是將材料沿敞開(kāi)輪廓局部而不是完全分離的一種沖壓工序。被切開(kāi)而分離的材料位于或基本位于分離前所處的平面。3、切邊：切邊是利用沖模修邊成形工序件的邊緣，使之具有一定直徑、一定高度或一定形狀的一種沖壓工序。4、切舌：切舌是將材料沿敞開(kāi)輪廓局部而不是完全分離的一種沖壓工序。被局部分離的材料，具有工件所要求的一定位置

5、，不再位于分離前所處的平面上。5、切斷：切斷是將材料沿敞開(kāi)輪廓分離的一種沖壓工序，被分離的材料成為工件或工序件。6、擴(kuò)口：擴(kuò)口是將空心件或管狀件敞開(kāi)處向外擴(kuò)張的一種沖壓工序。7、沖孔：沖孔是將廢料沿封閉輪廓從材料或工序件上分離的一種沖壓工序，在材料或工序件上獲得需要的孔。8、沖缺：沖缺是將廢料沿敞開(kāi)輪廓從材料或工序件上分離的一種沖壓工序，敞開(kāi)輪廓形成缺口，其深度不超過(guò)寬度。9、沖槽：沖槽是將廢料沿敞開(kāi)輪廓從材料或工序件上分離的一種沖壓工序，敞開(kāi)輪廓呈槽形，其深度超過(guò)寬度。10、沖中心孔：沖中心孔是在工序件表面形成淺凹中心孔的一種沖壓工序，背面材料并無(wú)相應(yīng)凸起。11、精沖：精沖是光潔沖裁的一種，

6、它利用有帶齒壓料板的精沖模使沖件整個(gè)斷面全部或基本全部光潔。12、連續(xù)模：連續(xù)模是具有兩個(gè)或更多工位的沖模，材料隨壓力機(jī)行程逐次送進(jìn)一工位，從而使沖件逐步成形。13、單工序模：?jiǎn)喂ば蚰Ｊ窃趬毫C(jī)一次行程中只完成一道工序的沖模。14、組合沖模：組合沖模是按幾何要素（直線、角度、圓弧、孔）逐副逐步形成各種沖件的通用、可調(diào)式成套沖模。平面狀沖件的外形輪廓一般需要幾副組合沖模分次沖成。15、壓凸：壓凸是用凸模擠入工序件一面，迫使材料流入對(duì)面凹坑以形成凸起的一種沖壓工序。16壓花：壓花是強(qiáng)行局部排擠材料，在工序件表面形成淺凹花紋，圖案、文字或符號(hào)的一種沖壓工序。被壓花表面的背面并無(wú)對(duì)應(yīng)于淺凹的凸起。17

7、、成形：成形是依靠材料流動(dòng)而不依靠材料分離使工序件改變形狀和尺寸的沖壓工序的統(tǒng)稱。18、光潔沖裁：光潔沖裁是不經(jīng)整修直接獲得整個(gè)斷面全部或基本全部光潔的沖裁工序。扭彎扭彎是將平直或局部平直工序件的一部分相對(duì)另一部分扭轉(zhuǎn)一定角度的沖壓工序。19、卷邊：卷邊是將工序件邊緣卷成接近封閉圓形的一種沖壓工序。卷邊圓形的軸線呈直線形。20、卷緣：卷緣是將空心件上口邊緣卷成接近封閉圓形的一種沖壓工序。21、拉延：拉延是把平直毛料或工序件變?yōu)榍嫘蔚囊环N沖壓工序，曲面主要依靠位于凸模底部材料的延伸形成。22、拉彎：拉彎是在拉力與彎矩共同作用下實(shí)現(xiàn)彎曲變形，使整個(gè)彎曲橫斷面全部受拉伸應(yīng)力的一種沖壓工序。23、脹

8、形：脹形是將空心件或管狀件沿徑向往外擴(kuò)張的一種沖壓工序。24、剖切：剖切是將成形工序件一分為幾的一種沖壓工序。25、校平：校平是提高局部或整體平面型零件平直度的一種沖壓工序。26、起伏成形：起伏成形是依靠材料的延伸使工序件形成局部凹陷或凸起的沖壓工序。起伏成形中材料厚度的改變?yōu)榉且鈭D性的，即厚度的少量改變是變形過(guò)程中自然形成的，不是設(shè)計(jì)指定的要求。27、彎曲：彎曲是利用壓力使材料產(chǎn)生塑性變形，從而被彎成有一定曲率、一定角度的形狀的一種沖壓工序。28、鑿切：鑿切是利用尖刃的鑿切模進(jìn)行的落料或沖孔工序。鑿切并無(wú)下模，墊在材料下面的只是平板，被沖材料絕大多數(shù)是非金屬。29、深孔沖裁：深孔沖裁是孔徑等

9、于或小于被沖材料厚度時(shí)的沖孔工序。30、落料：落料是將材料沿封閉輪廓分離的一種沖壓工序，被分離的材料成為工件或工序件，大多數(shù)是平面形的。31、縮口：縮口是將空心件或管狀件敞口處加壓使其縮小的一種沖壓工序。32、整形：整形是依靠材料流動(dòng)，少量改變工序件形狀和尺寸，以保證工件精度的一種沖壓工序。33、整修：整修是沿外形或內(nèi)形輪廓切去少量材料，從而提高邊緣光潔度和垂直度的一種沖壓工序。整修工序一般也同時(shí)提高尺寸精度。34、翻孔：翻孔是沿內(nèi)孔周圍將材料翻成側(cè)立凸緣的一種沖壓工序。35、翻邊：翻邊是沿外形曲線周圍將材料翻成側(cè)立短邊的一種沖壓工序。36、拉深：拉深是把平直毛料或工序件變?yōu)榭招募蛘甙芽招?/p>

10、件進(jìn)一步改變形狀和尺寸的一種沖壓工序。拉深時(shí)空心件主要依靠位于凸模底部以外的材料流入凹模而形成。37、連續(xù)拉深：連續(xù)拉深是在條料（卷料）上，用同一副模具（連續(xù)拉深模）通過(guò)多次拉深逐步形成所需形狀和尺寸的一種沖壓方法。38、變薄拉深：變薄拉深是把空心工序件進(jìn)一步改變形狀和尺寸，意圖性地把側(cè)壁減薄的一種拉深工序。39、反拉深：反拉深是把空心工序件內(nèi)壁外翻的一種拉深工序。40、差溫拉深：差溫拉深是利用加熱、冷卻手段，使待變形部分材料的溫度遠(yuǎn)高于已變形部分材料的溫度，從而提高變形程度的一種拉深工序。41、液壓拉深：液壓拉深是利用盛在剛性或柔性容器內(nèi)的液體，代替凸?；虬寄Ｒ孕纬煽招募囊环N拉深工序。42

11、壓筋：壓筋是起伏成形的一種。當(dāng)局部起伏以筋形式出現(xiàn)時(shí)，相應(yīng)的起伏成形工序稱為壓筋。沖壓的概念及其地位沖壓是一種少切削或無(wú)切削加工工藝，它利用壓力機(jī)和沖模對(duì)材料施加壓力，使其分離或產(chǎn)生塑性變形，以獲得一定形狀和尺寸大小制品的。 沖壓通常在常溫下進(jìn)行，主要用于金屬板料成型加工，故又稱為冷沖壓。沖壓工藝設(shè)備以金屬板材為加工對(duì)象，制作各種各樣的沖壓件，廣泛應(yīng)用于汽車、電器、儀表、機(jī)床及五金等行業(yè)。以汽車工業(yè)為例，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在轎車2000多個(gè)零件中，金屬板材沖壓件占40%以上（按件數(shù)計(jì)算），沖壓工藝裝備在汽車工業(yè)中的地位可見(jiàn)一斑。 目前世界各國(guó)都十分重視沖壓技術(shù)的研究和應(yīng)用，沖壓已成為現(xiàn)代工業(yè)的重要

12、加工方法之一。沖壓成型設(shè)備沖壓工藝生產(chǎn)產(chǎn)品具有效率高、品質(zhì)好、能量省和成本低等特點(diǎn)，所以，冷沖壓工藝越來(lái)越多地代替切削、焊接和其他工藝。 在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)用最廣泛的是曲柄壓力機(jī)、摩擦壓力機(jī)和液壓機(jī)。沖壓成型設(shè)備發(fā)展趨勢(shì)：大型化、自動(dòng)化、高速化、精密化、數(shù)控化 、宜人化冷沖壓模具及其分類冷沖壓是一種先進(jìn)的材料（金屬非金屬）加工方法，它是建立在材料塑性變形基礎(chǔ)上，利用模具和沖壓設(shè)備對(duì)板料進(jìn)行加工，以獲得要求的零件形狀、尺寸及精度。沖模主要用于金屬及非金屬板材的壓力加工，其加工方式可分為分離與成形兩大類。分離工序包括剪切，切斷、切槽、切口、切邊、落料、沖孔等幾大類，其劃分依據(jù)主要是被加工材料的形態(tài)及

13、受力狀態(tài)。分離工序所加工的板材可以是平面的也可以是立體的，當(dāng)然也可以加工型材、棒材等。其所用的沖?？赏ǚQ為沖裁模。其中有代表性的為落料模、孔模、切邊模以及包含復(fù)合工序的復(fù)合模和連續(xù)模。落料模通常用來(lái)在平板上封閉沖裁出所需零件。沖孔模通常用來(lái)在零件上封閉沖夫多余的材料，得到所需要的孔。切邊按通常用來(lái)在毛坯或零件上沖去多余的邊料。其余分離工序各包括有不同個(gè)數(shù)的沖裁面，均不封閉。成形工序廣義成形工序指利用永久變形特固態(tài)坯料制成所需形狀和尺寸的制件加工。廣義成形除包括狹義成形所合的內(nèi)容以外還包括其他壓力加工*如鍛造、軋制、鍛壓、擠壓等。這些壓力加工所用模具不在本課程講授范圍之內(nèi)。狹義成形是指保持作為板

14、坯的板料狀態(tài)而改變其外觀的加工。狹義成形通常包括拉探、脹形、翻邊、擴(kuò)口、縮口等工序彎曲也可以劃為成形的一種。沖模除按加工方式劃分外，還可按加工工序的組合程度劃分單二序模、復(fù)合模、級(jí)進(jìn)模以及多工位機(jī)床用的傳遞模。此外，還有一些劃分方法，如經(jīng)濟(jì)模，自動(dòng)模，汽車制造業(yè)的大、中、小沖模等，不一一列舉。案例本次設(shè)計(jì)了一套沖孔落料的模具。經(jīng)過(guò)查閱資料，首先要對(duì)零件進(jìn)行工藝分析，經(jīng)過(guò)工藝分析和對(duì)比，采用沖孔落料工序，通過(guò)沖裁力、頂件力、卸料力等計(jì)算，確定壓力機(jī)的型號(hào)。再分析對(duì)沖壓件加工的模具適用類型選擇所需設(shè)計(jì)的模具。得出將設(shè)計(jì)的模具類型后將模具的各工作零部件設(shè)計(jì)過(guò)程表達(dá)出來(lái)。在文檔中第一部分，主要敘述了沖壓模具的發(fā)展?fàn)顩r，說(shuō)明了沖壓模具的重要性與本次設(shè)計(jì)的意義，接著是對(duì)沖