沖壓基礎(chǔ)知識講解課件

1、2008年08月1日沖壓基礎(chǔ)知識入門篇 前言 本資料參考了眾多資料，盡量由淺入深地介紹了沖壓方面的基礎(chǔ)知識，希望能夠幫助新人快速的對沖壓有個初步的認識。如果對其中的內(nèi)容有什么疑問，或者發(fā)現(xiàn)有不對的地方，請跟我聯(lián)系，我們共同討論，共同提高。 門蓋科 李丹2008年08月1日第一章 沖壓車間工藝及沖壓設(shè)備簡介第二章 沖壓模具簡介第三章 沖壓工藝介紹第四章 鈑金件的沖壓工藝審查第五章 鈑金件設(shè)計常見問題目錄目錄2008年08月1日第一章 沖壓車間工藝及沖壓設(shè)備簡介 一、什么是沖壓 這里的沖壓指的是冷沖壓，是汽車生產(chǎn)中四大工藝之首。 冷沖壓是指在常溫下，利用安裝在壓力機上的沖模對材料施加壓力，使其產(chǎn)生

2、分離或塑性變形，從而獲得所需要零件的一種壓力加工方法。 二、沖壓車間都做些什么 沖壓車間承擔原材料卷料、板料的存放；卷料的開卷剪切；板料的剪切；大、中、小型沖壓件的沖壓生產(chǎn)；沖壓件的存放；廢料處理以及設(shè)備、模具的日常維修和保養(yǎng)等任務(wù)。 三、沖壓車間工藝流程 原材料入庫開卷線大件清洗涂油、小件開卷剪切A、B、C沖壓生產(chǎn)線安裝模具調(diào)試首件合格投入批量生產(chǎn)合格件防銹入庫 原材料入庫：多數(shù)是通過鐵路直接運至沖壓車間旁的庫房。原材料分卷料和定尺料兩種，卷料是成卷運輸?shù)模枰陂_卷線開卷并剪切；定尺料是按規(guī)定的尺寸剪切好的，無需開卷。 開卷線：對卷料進行開卷、剪切、清洗、涂油。 清洗涂油：清洗是為了洗去板

3、料表面的灰塵，避免沖壓時形成凸凹點，涂油是為了潤滑。 安裝模具調(diào)試首件合格：在正式生產(chǎn)前，先進行首件試壓，合格了才開始連續(xù)生產(chǎn)。2008年08月1日開卷線沖壓生產(chǎn)線四、沖壓車間主要有哪些設(shè)備2008年08月1日奇瑞沖壓車間的設(shè)備1、壓力機 現(xiàn)沖壓車間使用的都是濟南第二機床廠生產(chǎn)的閉式四點壓力機，其中有： A線：1600T雙動壓力機1臺；900T單動壓力機6臺 B線：1300T雙動壓力機1臺；800T單動壓力機4臺；630T單動壓力機1臺 C線：1000T雙動壓力機1臺；630T單動壓力機5臺。 主要設(shè)備壓力機為立式上傳動全鋼結(jié)構(gòu)。主要由機身、滑塊、移動工作臺、氣墊、微調(diào)系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)

4、、空氣管路系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等部分組成。雙動壓力機適用于大型薄板件的壓延、成形、壓彎等工序（LD4-1000/600；LD4-800/500；J47-600/400-T1）單動壓力機適用于薄板件的淺拉深、成形、彎曲、校正、沖裁等各種冷沖壓工藝（J39-800-T1；J39-900-T1；J39-630A-T1）。壓力機電氣控制系統(tǒng)采用日本歐姆龍生產(chǎn)的PC機，昭和公司生產(chǎn)的電子凸輪開關(guān)。實現(xiàn)雙回路控制。電氣安全技術(shù)采用了光電保護、設(shè)備的安全性和可靠性達到了國內(nèi)先進水平。 各壓機之間通過皮帶運輸機連接，解決了工序間沖壓件的傳遞問題，降低了員工的勞動強度，提高了生產(chǎn)率。2、開卷線 開卷線有太原重型機

5、器廠生產(chǎn)的開卷剪切線一條； 濟南第二機床廠制造的鋼板清洗涂油機1臺； 液壓剪板機1臺每條線有上海大力神起重機械廠生產(chǎn)的50/10T雙鉤桁車1臺； 10T單鉤桁車1臺。再加上模具清洗機1臺及其它輔助設(shè)備共60余臺。 2008年08月1日 開卷校平剪切線由上料小車、開卷機、引料直頭機、十七輥矯直機、活塞、定尺送料裝置、剪切機（定尺剪）、皮帶運輸機、垛板臺及其輸出機構(gòu)、液壓站等。該線采用現(xiàn)代控制技術(shù)、先進的控制裝置及可靠的檢測系統(tǒng)，能對全線實現(xiàn)手動、自動生產(chǎn)，滿足高速、高精度的剪切要求。 鋼板清洗涂油機（1臺）解決了車身覆蓋件的清洗涂油問題，為車身覆蓋件的質(zhì)量的提高奠定了可靠的基礎(chǔ)。3、桁車 桁車主

6、要由大車運行機構(gòu)、小車運行機構(gòu)、起升機構(gòu)（卷揚）等組成。帶空調(diào)的駕駛室，操縱控制實現(xiàn)了聯(lián)動控制。其中50/10T行車變速系統(tǒng)為變頻調(diào)速（4臺），3臺10T桁車，1臺電磁吸盤、吊鉤兩用10T桁車同叉車、電動平車一起共同負擔沖壓車間模具及貨物的起吊、運輸、轉(zhuǎn)移工作。4、維修站 為了設(shè)備、工裝的維修方便，沖壓車間特建立了維修站，主要設(shè)備有：C6140普通車床一臺；MBA1432萬能外圓磨床一臺；M7140平面磨床1臺；XW5032立銑1臺；Z305016（I）搖臂鉆床1臺：WS-160可控硅直流氬弧焊機1臺；ZXE-AC300交直流兩用電焊機1臺等機械加工設(shè)備?；旧夏軌驖M足沖壓車間進行模具維修及設(shè)

7、備維修所需的加工需要。5、其他 YPC411上料小車最大載重7噸，布置在沖壓車間沖壓流水線的上料壓機前，將沖壓板料送到?jīng)_壓工位。 MJQ*J120-3型模具清洗機主要是用于模具維護保養(yǎng)時，對模具進行清洗、吹干、噴油防銹等。2008年08月1日第二章 沖壓模具簡介一、模具外觀2008年08月1日二、模具名稱 模具根據(jù)工序和用途，分為拉深模、修邊沖孔模、翻邊沖孔模、整形模等。一般模具主要處理什么工序，我們就叫它什么模。拉深模修邊沖孔模2008年08月1日三、模具結(jié)構(gòu)按功能分類，主要有：1、工作零件包括凸模和凹模等零件。2、定位零件主要包括擋料銷、定位銷、側(cè)刃等零件。 3、壓料、卸料、頂料零件主要包

8、括卸料板、頂料器、氣動頂料裝置等零件。4、導(dǎo)向零件包括導(dǎo)柱、導(dǎo)套、導(dǎo)板等零件。5、支持零件包括上、下模板和凸凹模固定板等零件。6、緊固零件包括內(nèi)六角螺釘、卸料螺釘?shù)攘慵?、緩沖零件包括卸料彈簧、聚氨脂橡膠和氮氣缸等。8、安全零件及其它輔助零件主要有安全側(cè)銷、安全螺釘、工作限制器、存放限制器、上下料架、廢料滑槽、起重棒、吊耳等。安全側(cè)銷：主要作用是防止上模壓料板緊固螺釘松動或斷裂，導(dǎo)致壓料板落下，造成人員、工裝的重大損失。存放限制器：主要作用是防止模具彈性元件長期受壓而失效和防止刃口長期接觸影響刃口的壽命。（一般采用聚氨脂橡膠）工作限制器：主要作用是限制凸凹模的吃入深度。2008年08月1日A

9、、拉深模結(jié)構(gòu)上模（凹模）壓邊圈下模（凸模）2008年08月1日B、修邊沖孔模結(jié)構(gòu) 下模導(dǎo)柱緩沖塊廢料滑槽修邊刃口導(dǎo)板廢料刀凸模下模板擋料銷2008年08月1日修邊沖孔模結(jié)構(gòu) 上模凹模（壓料板）修邊刃口上模板導(dǎo)套導(dǎo)板2008年08月1日修邊沖孔模結(jié)構(gòu) 上模板沖頭2008年08月1日C、斜契機構(gòu) 模具中將垂直運動改為水平運動或傾斜運動的機構(gòu)，一般分為上下兩部分分別安裝于上下模，一部分固定，另一部分可相對模具運動。原理如下：這部分固定這部分可在模具上滑動兩部分產(chǎn)生相對運動運動方向沖壓方向2008年08月1日斜契機構(gòu)舉例上模下模斜契沖孔D、翻邊沖孔、整形模 其他模具如翻邊沖孔整形模等，結(jié)構(gòu)基本和修邊沖

10、孔模差不多，也都是由上下模板、凸凹模、刀塊、斜契機構(gòu)等組成，只不過根據(jù)用途布置不同的機構(gòu)，如翻邊用翻邊刀塊（跟修邊刀塊差不多，只不過上下刀塊的間隙比修邊刀塊的大）、整形用整形鑲塊等。在此不多做說明了。2008年08月1日第三章 沖壓工藝介紹一、沖壓基本工序的分類 冷沖壓概括起來分兩大類：成形工序和分離工序。 1. 分離工序是使板料按一定的輪廓線分離而獲得一定形狀、尺寸和切斷面質(zhì)量的沖壓件。分離工序分：落料、沖孔、切斷、修邊等。工序名稱圖示特點落料用沖模沿封閉曲線沖切，沖下部分是零件。用于制造各種形狀的平板零件沖孔用沖模沿封閉曲線沖切，沖下部分是廢料。用于制造各種形狀的平板零件切斷用沖模沿不封閉

11、曲線沖切產(chǎn)生分離修邊將成形零件的邊緣修切整齊或切成一定形狀2008年08月1日 2. 成形工序是坯料在不破裂的條件下產(chǎn)生塑性變形而獲得一定形狀和尺寸的沖壓件。成形工序分：拉延、翻邊、整形、翻孔、彎曲等。工序名稱圖示特點拉延把板料毛坯成形制成各種開口空心零件翻邊把板料或半成品的邊緣沿一定的曲線按一定的曲率成形成豎立的邊緣整形為了提高已成形零件的尺寸精度或獲得小的圓角半徑而采用的成形方法翻孔在預(yù)先沖孔的板料或半成品上或未經(jīng)沖孔的板料制成豎立的邊緣彎曲把板料沿直線彎成各種形狀，可以加工形狀極為復(fù)雜的零件2008年08月1日二、沖壓工序在模具中的布置 沖壓主要的工序有：拉深、修邊、沖孔、翻邊、整形。

12、一般一條沖壓生產(chǎn)線由4臺或5臺壓力機組成。鈑金零件中除了翼子板等比較復(fù)雜的零件可以5道工序完成外，其他一般都要求不超過4道工序（不包括落料工序）。 對一些大型零件，如發(fā)動機罩外板、頂蓋、車門等車身覆蓋件，第一道工序（稱為OP10，以下的類推）為拉深,零件主要的型面都在這里生成；第二道工序（OP20）通常以修邊沖孔為主；如果零件有翻邊，通常會在第三道工序（OP30）進行，OP30會根據(jù)模具空間布置部分修邊、沖孔、斜契沖孔、整形、斜契整形等工序；余下的工序會布置在OP40。 大部分零件到OP40就完成了。如果零件所需的斜契機構(gòu)數(shù)量過多，或者某處型面過于復(fù)雜需要多次整形，四道工序無法布置下所有的工序

13、，那就需要第五道工序甚至更多。這個時候就需要考慮是否可以改變設(shè)計減少工序了。 對一些很小的零件，如一些小的加強板，有些可能不需要拉深，模具小，模具設(shè)計和工藝布置也更為自由一些，在此不做詳述。 這里需要說明的是，沖壓工藝的布置不是固定的，同一個零件，不同的模具廠家所做出的工藝可能就不一樣，但是基本有一個原則：在結(jié)構(gòu)不干涉的情況下，在盡可能少的工序里滿足零件的生產(chǎn)。2008年08月1日三、沖壓工藝布置舉例說明 側(cè)圍的沖壓工藝OP05 落料車身覆蓋件的落料一般都是放在單獨的壓力機上進行，不在生產(chǎn)線上；不是所有的零件都需要落料；側(cè)圍需要落料是為了成型方面的考慮。2008年08月1日OP10 拉深型面基

14、本都是在該工序生成2008年08月1日OP20 修邊沖孔一般第二道工序都是以修邊為主。如下圖：1、周邊一次切完；門洞因為廢料排除和刀塊結(jié)構(gòu)的原因，切掉一部分，余下的隨后再切； 2、在不與刀塊干涉的地方，可布置沖頭來沖孔。2008年08月1日OP30 翻邊整形這里的斜契翻邊機構(gòu)，以及OP20中的斜契切邊機構(gòu)都是比較龐大的。2008年08月1日OP40 修邊翻邊沖孔主要實現(xiàn)前幾工序沒有實現(xiàn)的工藝。如，這里的斜契沖孔的機構(gòu)位置是和OP20的斜契切邊和OP30的斜契整形機構(gòu)的位置有干涉的；翻孔是需要先沖孔出來的；門洞局部的剪切和OP30的整形位置有沖突，因此不能放在一個工序中。2008年08月1日四、

15、沖壓常見缺陷及產(chǎn)生原因落料沖孔（修邊）缺陷：毛刺過大、變形、表面劃傷、尺寸不符、少孔等。(1)毛刺過大凸凹模間隙過大或過??；刃口磨損；導(dǎo)向精度差；凸凹模位置不同心等(2)變形孔距太小；壓料板與凹模型面配合不好；間隙過大等(3)表面劃傷操作時有拖、拉等現(xiàn)象；板料在剪切過程中劃傷等(4)尺寸不符上料不到位；定位裝置損壞或松動，位置竄動等(5)少孔沖頭折斷；沖頭長度不夠等拉延缺陷：拉裂、起皺、表面拉傷、波浪、鼓包、凹坑、麻點等。(1)拉裂凸凹模R角半徑過小；壓邊力過大；材料成形性能差或材料尺寸偏大；凸凹模間隙太??；潤滑不當；定位不準；凸凹模R角或拉延筋不順、拉毛等(2)起皺凸凹模R角半徑過大；壓邊力

16、過??；材料尺寸偏小；凸凹模間隙太大；潤滑過甚；定位不準；拉延筋布置不良，高度不夠等(3)表面拉傷模具工作表面有傷痕；材料表面有缺陷；潤滑油中有雜質(zhì)、廢屑等(4)波浪、鼓包、凹坑、麻點壓邊力?。粷櫥划?、模具型腔臟；材料表面臟；透氣孔堵塞；模具型面不平、潤滑油臟等翻邊缺陷：翻邊不垂直、翻邊高度不一致、翻邊拉毛、翻邊裂等。(1)翻邊不垂直凸凹模間隙過大(2)翻邊高度不一致凸凹模間隙不均勻；定位不準；落料件尺寸不準(3)翻邊拉毛刃口有傷痕；零件表面有雜質(zhì)；刃口硬度太低(4)翻邊裂修邊時毛刺大；凸凹模間隙太??；翻邊處形狀有突變2008年08月1日第四章 鈑金件的沖壓工藝審查1、沖壓工藝性分析沖壓工序分

17、析材料利用率分析模具成本分析表面件抗凹性分析沖壓質(zhì)量分析沖壓操作性分析設(shè)備條件分析包邊工藝分析特殊工藝采用2、沖壓成型性分析CAE 分析廢料的回收利用一、奇瑞SE沖壓方面的分析內(nèi)容 ：即同步工程，（英文Simultaneous Engineering 的縮寫），這里特指工藝與產(chǎn)品同步，意為在產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)過程中，工藝早期介入，提前輸入制造需求，協(xié)助產(chǎn)品設(shè)計部門優(yōu)化產(chǎn)品制造工藝，改善和提高產(chǎn)品的可制造性，輔助產(chǎn)品實現(xiàn)。這里很多項分析都跟設(shè)計息息相關(guān)，大家可以考慮下該如何做，有些本文也有所涉及2008年08月1日 A、一次拉深成形的可能性 覆蓋件都要求一次拉深成形，不理想的情況，也只能是增加整形工序

18、（主要是修整拉深圓角）。工藝審查時主要注意下列幾個問題： 1、盡量避免負角，負角會增加工序和模具成本； 2、應(yīng)盡力避免急驟的輪廓變化； 3、在產(chǎn)品允許的情況下，拉深深度應(yīng)盡量減低，深度過深零件容易開裂，會增加模具成本，； 4、在較平順的面上，盡量減小凹坑和凸起的高度，否則容易開裂； 5、在距邊緣較遠的位置上，局部的凹坑和凸起的高度不宜太大，否則容易開裂； 6、拉深底面的形狀應(yīng)盡量平順，盡力避免出現(xiàn)尖底情況，否則容易開裂。二、怎么進行沖壓工藝審查負角負角需要額外的過程盡量減少拉伸深度，深拉伸增加成本2008年08月1日B、修邊沖孔的方便性如果修邊的形狀和沖孔的位置選擇不當，會增加模具套數(shù)。應(yīng)當注

19、意下列幾點： 1、盡量減少水平方向和傾斜方向的修邊。傾斜角度越大，產(chǎn)生毛刺越大，修邊質(zhì)量越差，當傾斜角度過大時，要用斜契修邊； 2、孔的方向盡量與沖壓方向一致。 3、不同方向的修邊線之間，應(yīng)又適當?shù)木嚯x，以利布置修邊刃口； 4、修邊形狀和沖孔位置應(yīng)考慮刃口和凹模的強度； 上模修邊刀塊下模修邊刃口壓料芯板料修邊結(jié)構(gòu)2008年08月1日修邊分類：分為垂直修邊、水平修邊、傾斜修邊，如下圖 當修邊線上任意點的切線與水平面的夾角小于30時，采用垂直修邊。垂直修邊的修邊方向就是壓力機滑塊的運動方向，修邊結(jié)構(gòu)最為簡單，優(yōu)先使用。 水平修邊、傾斜修邊的修邊方向不與壓力機滑塊的運動方向一致，需要增加斜契機構(gòu)，模

20、具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，應(yīng)盡量避免a 垂直修邊b 水平修邊c 傾斜修邊2008年08月1日 如果沖孔角度A大于孔的尺寸，或是15度，則容易造成沖頭折斷，并且會產(chǎn)生毛刺，影響沖孔質(zhì)量。 如果孔的方向和沖壓方向角度過大，則要增加斜契機構(gòu)。沖孔角度2008年08月1日 這個主要是為了保證模具刃口的強度和修邊質(zhì)量。圖中表格要求切邊線距離圓角至少5mm，我們一般要求至少是3mm。注意切邊線不能切到圓角上。切邊線到豎壁的距離2008年08月1日 一般是在切邊線和翻邊線相交的地方 有兩種形式： A類設(shè)計是直接切下整條邊，B類設(shè)計提供一個凹形的切口。 目的是消除在交會處出現(xiàn)的裂紋。起伏切邊2008年08月1日C、翻邊

21、的簡易性 1、翻邊方向盡量設(shè)計成垂直方向，而且最好成同向翻邊，以簡化模具結(jié)構(gòu)； 2、不同方向的翻邊，在交接處應(yīng)有適當?shù)木嚯x，以利布置翻邊刃口； 3、避免曲面翻邊，特別時壓縮型翻邊。即翻邊線最好為直線，借以減少修邊的復(fù)雜程度和簡化翻邊模的結(jié)構(gòu)，提高翻邊模的壽命； 4、翻邊高度應(yīng)大于板厚的4倍，以利穩(wěn)定翻邊高度和改善質(zhì)量； 5、對于拉伸型和壓縮型翻邊，必要時要進行計算和試驗，以防止開裂和起皺。 翻邊方向 當翻邊方向與沖壓方向成負角時，需斜楔成型，并需要返回或旋轉(zhuǎn)機構(gòu)取走零件，而且不能有二次翻邊。應(yīng)盡量避免這種情況2008年08月1日翻邊方向盡量一致。建議 設(shè)計選擇次序為A、B、C。A、B、C的模具成本依次增大。翻邊方向2008年08月1日 標準是R1或R=1/2t，一般薄板的標準放大到R1.5會比較合適。 注意區(qū)別成型圓角和翻邊圓角的不同。成型圓角一般比較大，因為成型牽涉到材料流動和拉延，但翻邊幾乎沒有材料流動，圓角不能太大。翻邊圓角2008年08月1日容易產(chǎn)生起皺、開裂等缺陷，盡量避免；嚴重時采取開缺口的方式壓縮/拉延型翻邊2008年08月1日一般布置在彎曲或角部翻邊的部分。它的作用在于防止翻邊起皺和翻邊開裂。壓縮/延伸缺口2008年08月1日第五章 鈑金件設(shè)計常見問題一、拉深類凸臺處形成負角修改：凸臺貫穿到底，消除負角1、負角問題2008年08月1日此處產(chǎn)生負角修改：消除