冲压工艺性范文

冲压工艺性范文（精选12篇）

冲压工艺性 第1篇

在汽车零件冲压模具开发过程中,零件冲压工艺性的分析和工艺方案的制定至关重要,将直接影响到后序模具的加工和现场调试时间以及最终模具的试模次数。冲压件的工艺性是指冲压件生产加工的难易程度。冲压件的加工工序很多,每个工序的工艺性又各不相同,即使是同一个零件,不同的生产厂家、不同的设计人员,其工艺设计也不尽相同。因此,在满足使用要求的前提下,零件设计应力求简单、规则、对称,以便节省原材料,减少冲压工序和模具套数,提高模具使用寿命,最终使零件成本降到最低[1]。

2 CAE技术

CAE是采用计算机辅助求解复杂工程和产品结构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传导、三维多体接触、弹塑性等力学性能的分析计算以及结构性能的优化设计等问题的一种近似数值分析方法[2,3,4,5]。目前主流的冲压CAE软件主要有:ESI公司的PAM-STAMP、ETA公司的DYNAFORM和AUTOFORM公司的AUTOFORM。三款软件各有特色。

3 冲压件工艺性分析

冲压件工艺性分析一般包含以下几方面:材料选择,冲压方向优化,修边合理性分析,零件排料分析和冲孔的优化分析等。

3.1 材料选择

制件材料的选择大多根据生产经验和零件自身的性能要求。选择合理的材料不但会减少冲压工艺设计和模具制造的时间,而且可以保证零件的各方面性能。一旦需要更换材料,将导致和材料有关的数据分析结果必须重新计算,所以说正确选择制件的材料至关重要。

(a)DC04材料,最大变薄量44%(b)DC06材料,最大变薄量26%

有些零件受搭接关系及零件特征限制,无法对产品进行更改,而其材质又无法满足成形工艺要求。因此,只能通过改善材质解决材料成形性问题。如图1所示,更换材料后零件成形性得到改善。

3.2 冲压方向优化

由于产品设计时的疏忽,使产品某些区域在拉延工序冲压方向下出现负角,在负角的区域,零件是无法成形的,而且在模具结构中也同样无法实现。拉延负角的消除措施主要是:在拉延工序冲压方向基本确定的情况下,按照冲压方向,将零件出现负角区域的型面进行调整,直至最后消除负角,零件满足模具结构设计要求为止。如图2所示,对零件的冲压角度进行了自动检查,在不影响零件使用要求情况下,对零件的型面进行了处理,最后消除了负角的区域。

3.3 修边合理性分析

对于零件最初的边界确定,设计者更多考虑的是边界的光顺性,但在某些情况下这样的边界反而导致修边时模具的刃口太弱,甚至无法修边。此类缺陷主要的解决方法是对产品边界的形状进行适当的处理,使零件最终满足修边要求。如图3所示。

(a)原始数学模型(b)优化后数学模型

(a)原始数学模型(b)优化后数学模型

3.4 零件排料分析

在零件的设计过程中,根据零件自身功能要求和零件轻量化设计的需要,经常需在零件的某些区域增加工艺缺口。但工艺缺口的尺寸和位置设计很重要,否则很容易导致零件修边时排料困难,甚至出现卡料现象。解决这类缺陷的方法通常是去除工艺缺口或者适当修改工艺缺口的形状。如图4所示。

(a)原始数学模型(b)优化后数学模型

3.5 冲孔的优化分析

冲孔是冲压工序中的重要内容,冲孔质量影响整个零件的装配质量,也影响冲压模具的制造成本。因此在进行冲孔分析的时候,尽量能优化产品冲孔角度及冲孔位置,降低制造难度和制造成本。冲孔优化分析包括孔到边缘的安全距离分析,冲孔间距离分析,冲孔角度分析等方面。

如图5所示,原产品设计在斜面上冲孔,冲孔角度20°。虽然冲压模具可以实现,但必须采用斜楔机构冲孔,成本高还可能增加工序。基于上述工艺考虑,将斜面上的冲孔改造成平台上冲孔。这样既有利于冲孔的精度又能降低模具的制造成本。

4 总结

本文以汽车零件为研究对象,总结了零件设计阶段存在的工艺性缺陷。针对不同的缺陷形式,提出了合理的改进方案,提高了零件设计和模具制造的能力,为今后零件的开发提供了宝贵的经验。

参考文献

[1]王孝培.实用冲压技术手册[M].北京:机械工业出版社,2001.

[2]罗亚军,杨曦,何丹农,等.板料成形中的有限元数值模拟技术[J].金属成形工艺,2000,18(6):1-3.

[3]胡平,张向奎,郭威,等.冲压件成形数字化快速设计、分析与制造CAE仿真系统及其相关技术[A].中国科学院科学论坛第二十三次学术报告会议,2006.

[4]方刚,雷丽萍,曾攀.基于有限元分析的汽车覆盖件模具设计[J].模具工业,2002,25(6).

冷冲压工艺复习小结 第2篇

1、什么是冷冲压加工？冷冲压成形加工与其它加工方法相比有何特点？

答：冷冲压加工是在室温下，利用安装在压力机上的模具对料材施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工 方法。

冷冲压加工与其它加工方法相比，无论在技术方面，还是在经济方面，都具有许多独特的优点，生产的制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比拟的。但需要指出的是，由于进行冲压成形加工必须具备相应的模具，而模具是技术密集型产品。其制造属单件小量批量生产，具有难加工、精度高、技术要求高、生产成本高的特点。只有在冲压零件生产批量大的情况下，冲压成形加工的优点才能充分体现。从而获得好的经济效益。

2、什么是冷冲模？它有何特点？

答：在冷冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具，俗称冷冲模。

特点：冷冲模在实现冷冲压加工中是必不可少的工艺装备，与冲压件是“一模一样的”关系，若没有符合要求的冷冲模，就不能生产出合格的冷冲压件,没有先进的冷冲模,先进的冷冲压成形工艺就无法实现。

3、如何选择冲压设备？

答：冲压设备应根据冲压工序的性质、生产批量的大小、模具的外形尺寸以及现有设备等情况进行选择。压力机的选用包括选择压力机类型和压力机规格两项办容。

冲压设备类型的选择：

（1）中、小型冲压件：选用开式机械压力机；

（2）大、中型冲压件：选用双柱闭式机械压力机；

（3）导板模或要求导套不离开导柱的模具：选用偏心压力机；

（4）大批量生产的冲压件：选用高速压力机或多工位自动压力机；

（5）校平、整形和温热挤压工序：选用摩擦压力机；

（6）薄板冲裁、精密冲裁：选用刚度高的精密压力机；

（7）大型、形状复杂的拉深件：选用双动或三动压力机；

（8）小批量生产中的大型厚板件的成形工序，多采用液压压力机。

冲压设备规格的选择：

（1）公称压力；（2）滑块行程长度；（3）行程次数；（4）工作台面尺寸；

（5）滑块模柄孔尺寸；（6）闭合高度；（7）电动机功率的选择。

4、什么是最小阻力定律？如何应用其分析变形趋向性？

答：在冲压加工中，板料在变形过程中的变形趋势总是沿着阻力最小的方向发展，这就是塑性变形中的最小阻力定律，遵循弱区必先变形，变形区为弱区的条件。

5、模具加工相对于一般零件加工有何特点？

答：（1）形状复杂，加工精度高；（2）模具材料性能优异，硬度高，加工难度大；（3）模具生产批量小，大多具有单件生产的特点；

（4）模具制造完成后均需调整和试模，只有试模成形出合格制件后，模具制造方算合格。

6、比较切削加工与电加工的优缺点？

答：（1）切削加工是采用连续进给加工，电加工是采用脉冲放电蚀除加工；

（2）电加工可以加工机械加工难以加工的高硬度零件，电加工的零件切削加工不一定能加工，而切削加工的零件电加工也可以加工；

（3）电加工可以对零件进行表面处理，而切削加工却不能；

（4）电加工可以方便的加工出普通机械加工很难加工的各种型孔、窄槽等，但线切割加工型孔时需先预钻穿丝孔，切削加工就不用；

（5）切削加工时，刀具与工件是接触的，属于有切削力的加工，而电加工时是采用的脉冲放电腐蚀，工件与电极之间有一定的间距，属于无切削力的加工。因此不会因为切削力产生工件变形和刀具强度问题。

7、模具制造过程中，常用到哪些热处理方法？其作用是什么？

答：模具制造过程中常用到的热处理方法有：退火、正火、淬火、回火、调质、渗碳、氮化等。

作用：

退火-：消除模具零件毛坏或冲压件的内应力，改善组织，降低硬度，提高塑性。

正火：其目的与退火基本相同。淬火：改变钢的力学性能，提高钢的硬度和耐磨性，增加模具的使用寿命。

回火：它是在淬火后马上进行的一道热处理工序，其目的是消除淬火后的内应力和脆性，提高塑性与韧性，稳定零件尺寸。

调质：使钢件获得比退火、正火更好的力学综合性能，可作为最终热处理，也可作为模具零件淬火及氮化前的预先热处理。

渗碳：使模具零件表面具有高硬度和耐性，而心部仍保留原有的良好韧性和强度，属于表面强化处理。

氮化：提高模具零件表面质量，具有高硬度耐磨性，用于工作负荷不大，但耐磨性要求高，及要求耐蚀的模具零件。

7、侧刃常被用于 定距精度和生产效率要求高的连续 模中，其作用是控制条料进给方向上的 进给步距。

8、普通模架在：“国家标准”中，按照导柱导套的数量和位置不同可分为： 对角导柱 模架、中间导柱 模架、四角导柱 模架、后侧 导柱 模架四种。

9、降低冲裁力的主要措施有 阶梯凸模冲裁、斜刃冲裁、加热冲裁（红冲）等。

10、冲模的装配是模具制造的关键工序，其要点有：（1）要合理选择装配 基准件，（2）要合理选择装配 组件，（3）要合理 总体装配。

1、板料冲裁时，其断面特征怎样？影响冲裁件断面质量的因素有哪些？

答：板料冲裁时，冲裁件的断面明显地分成四个特征区，即圆角带、光亮、断裂带与毛刺区。

影响冲裁件断面质量的因素有：（1）材料性能；（2）模具间隙；（3）模具刃口状态。

2、影向冲裁件尺寸精度的因素有哪些？

答：影响冲裁件尺寸精度的因素有：压力机的精度、冲模的制造精度、材料性质、冲裁间隙、模具刃口状态等。

3、确定冲裁工艺方案的依据是什么？冲裁工艺的工序组合方式根据什么来确定？

答：确定冲裁工艺方案的依据是劳动量和冲裁件成本。

冲裁工序的组合方式可根据下列因素确定：（1）生产批量；（2）冲裁件尺寸和精密度等级；

（3）冲裁件尺寸形状的适应性；（4）模具制造安装调整的难易和成本的高低；

（5）操作是否方便与安全。

2、弯曲变形程度用 相对弯曲半径（r/t）表示。

3、弯曲件最容易出现影响工件质量的问题有 弯裂、回弹、和 偏移 等。

4、弯曲校正力的计算公式是 F校=AP，其中 P 表示单位校正力。

1、影响弯曲变形回弹的因素是什么，采取什么措施能减小回弹？

答：影响弯曲变形回弹的因素有：（1）材料的力学性能；（2）相对弯曲半径r/t；（3）弯曲中心角a；（4）弯曲方式及弯曲模；（5）工件的形状。1/减小回弹的措施有：

（1）改进弯曲件的设计，尽量避免选用过大的相对弯曲半径r/t。（2）采取适当的弯曲工艺：（3）合理设计弯曲模。

2、弯曲时的变形程度用什么来表示？为什么可用它来表示？弯曲时的极限变形程度受那些因素的影响？

答：生产中常用r/t来表示板料弯曲变形程度的大小。

r/t称为相对弯曲半径，r/t越小，板料表面的切向变形程度δmax越大，因此，生产中来常用r/t来表示板料弯曲变形程度的大小。

弯曲时的极限变形程度的影响因素有：（1）材料的塑性和热处理状态；（2）坯料的边缘及表面状态；（3）弯曲线与钢板纤维方向是否垂直；（4）弯曲角。

3、简述弯曲件的结构工艺性。

答：弯曲件的工艺性是指弯曲变形区与零件的形状、尺寸、精度、材料以及技术要求等是否符合弯曲加工的工艺要求。

2、.拉深过程中的辅助工序有润滑，热处理，酸洗等。

3、矩形件拉深时，直边部分变形程度相对 较小，圆角部分的变形程度相对 较大

4、.后次拉深的拉深系数取的比首次拉深的拉深系数大

5、在拉深过程中，拉边力过小和过大都可能造成拉裂

6、有一圆筒件要分多次拉深才能成型，拉深系数可根据有关资料的图表进行选择，每次拉深系数应大于或等于图表推 荐值。

7、一般情况下，从拉深变形的特点考虑，拉深模的凹模的圆角的表面粗糙度应比凸模的圆角表面粗糙度小些。

8、影响拉深系数的因素较多，其中凹 模圆角半径小拉深系数值就可随之减小。

9、在拉深过程中，决定材料是否起皱的因素是 A材料的拉深变形程度 B材料所受的切向拉应力 3—1冲裁工序的概念是什么？它包括哪几种基本工序？

答：冲裁工序是利用安装在压力机上的冲裁模使材料产生分离变形的冲裁工序 ； 包括：

1、落料

2、冲孔

3、切断

4、切口

5、冲缺

6、剖切等工序 3—2什么叫排样？什么叫排样图？

答：在冲裁生产中，冲裁件在半、条、等材料上的布置方法称为排样； 一张标注有料宽度尺寸B条料厚度L1步距S1工件搭边a1和侧搭边a的图纸称为排样图。

3—3 常见的突模结构形式有哪几种？常用什么方法固定？

答： 结构形式有（1）标准圆凸模（2）凸缘式凸模（3）直通式凸模

固定形式a 用螺钉吊装固定凸模b 用定熔点合金或者环氧树脂固定凸模。

3—4 为什么有些拉深件要用二次，三次，或者多次拉深成形？ 答： 判断零件能否一次出，只需比较实际拉深所需的总拉深系数和第一次允许的极限拉深系数的大小即可，若拉深该工件实际变形程度比一次容许的极限变形程度小，则工件可以一次拉深成形，否者需要多次拉深才能成型。3—5 拉深起皱，拉裂是如何产生的 ？如何防止它？

答： 起皱 的原因是拉深变形程度较大、板料有比较薄时，坯料的突起部分，特别是外沿部分在切向力的作用下失稳而形成起皱，防止办法 是添加压料圈并施以合适的压料力；

拉裂 的产生的原因在于筒壁传力区德抗拉强度是否足够，拉应力的大小是否合适，抗拉强度不足，拉应力过大引起拉裂。

防止方法是改变材料的力学性能，提高筒壁的抗拉强度；再是正确制定拉深工艺和设计模具

3—6 拉深时通过危险断面传递的拉深力由哪几部分组成？怎样才能降低F？

答：拉深时通过危险断面传递的拉伸力除了与径向拉应力有关之外，还与压料力引起的摩擦阻力，坯料在凹模圆角表面滑动产生的摩擦阻力和弯曲变形所形成的阻力有关。

降低的方法：合理的拉深变形程度，合理的圆角半径，合理的改变条件润滑等。

3—7 拉深件坯料的计算原则是什么？

答：拉深件坯料形状和尺寸，以及冲件德 形状和尺寸为基础，按体积不变和相似原则确定

3—8 常见的凹模洞口侧壁形状有哪几种？各有什么特点？ 答： 主要有直筒形刃口和锥形刃口两类

直通式刃口强度高，修模后刃口尺寸不变。锥形刃口强度较差，修模后刃口尺寸略有增大，凹模内不宜积废料或冲裁件，刃口内壁磨损较慢，用于冲裁形状较简单，精度要求不高的零件。3—9 防止产生偏移的方法: 答： A 采用压料装置，B 利用坯料上的孔或工艺定位孔定位后再弯曲，C 将不对称的弯曲件组合成对弯曲再切开 D 模具制造准确，间隙一致。

希望以上这些可以对您的学习有所帮助，但是由于水平有限以及其他方面的因素，文本里面一定还存在不尽人意的地方和错误，恳请读者斟酌参考。

国内外冲压工艺现状分析 第3篇

一、国外研究现状

高强度钢板热冲压成形技术己经成为汽车车身制造技术中的焦点，受到了越来越多的关注。国外众多汽车生产公司和科研人员都对热冲压钢板的基本力学、热学性能以及热冲压成形工艺优化和应用进行了相关研究。Akerstrom P和Oldenburg 通过实验研究了热冲压钢板的高温膨胀效应，并且通过有限元仿真研宄了高温钢板的冷却过程。得到了 22MnB5钢板热力学和力学性能等基础数据，考察了该材料的硬度分布、厚度分布，获得了板料在热冲压过程中受到的成形力。結果表明，高强度钢板在热冲压成形的过程中，板料的流变应力受到应变速率的影响，而且应变速率对流变应力的影响随着成形温度的变化而变化。

Merkleinl M和Lechler J等人丨对热冲压成形进行了基础研究，利j|.j GleeblelSOO热模拟实验机对板料进行等温拉伸实验，获得了时间和温度对22MnB5流变特性的影响规律。结果表明，应变速率对材料流变应力冇重要影响，材料流变应力随着应变速率的增加而增加；材料奥氏体状态下的流变特性不受乳制方向的影响；温度对材料流变应力有较大影响，材料的流变应力和加工硬化随着温度的升高而显著减小。Mori K和Akita K等人使用计算机数控伺服压机控制条件，研究了超高强度钢板弯曲的回弹性能。测试了材料、最终减薄量、成形速度和在底部死点保压时间对V形弯曲回弹量的影响。超高强度钢板V形弯曲的回弹量比低碳钢大很多，最终减薄使回弹量降低，成形速度和保压时间的影响很小。

Yanagimoto J和Oyamada 等人研宄了高强度钢板等温和非等温弯曲，得到了加热温度对V形、U形和帽形件回弹的影响规律，并给出了高强度钢板热成形的回弹机理。Naderi M和Mori K等人研宄了热冲压钢板加热温度和保温时间对氧化皮产生的影响，防氧化涂层可以显著减少氧化。开展了高温单向压缩实验和高温膨胀实验，分析了热变形条件对马氏体转变的影响，获得了变形的应变量、应变速率和初始温度对马氏体转变起始温度、马氏体含量的影响规律。

二、国内研究现状

近年来，大众、通用、丰田等国外各大汽车生产公司己经广泛使用热冲压成形技术制造汽车安全零部件和加强件，有效地降低了成本、提高了产品的市场竞争力，但是热冲压成形技术基本上处于国外技术封锁和垄断状态，国内汽车公司对高强度热冲压车身零部件有巨大需求。目前，国内众多汽车公司和科研单位日益重视热冲压技术和热冲压生产线的研究和开发。

哈尔滨工业大学的邪忠文、刘红生、包军等人建立超高强钢板热冲压三维弹塑性热-力糊合的有限元模型和热成形下的材料模型，基于U形件冲压实验和有限元仿真，研宄了压边力、模具间隙和凹模圆角半径等工艺参数对热冲压件温度分布、冷却速率等的影响规律。基于非等温度和等温度数值模拟和实验，研宄了压边力、热成形终了温度和变形温度对热冲压零件回弹的影响规律，给出了热冲压中产生回弹的机理，引起回弹的主要因素是热效应，螺变应变对热冲压后回弹量有抵消作用。

大连理工大学的胡平、马宁、盈亮等人建立高强度钢板热成形热、力、相变多场耦合本构模型，在自主开发的金属板材成形有限元商业软件KMAS（King-MeshAnalysis System）基础上，根据虚功率方程及持续平衡方程建立了热冲压成形热、力、相变耦合的非线性、大变形静力显式数值模拟模块，钢板等效应力和微观组织相变分布变化规律。基于理论分析、数值模拟、实验研究对汽车车身零部件超高强度硼钢热成形技术进行研宄，以某汽车门内防撞梁和B柱内板热成形为例，分析高温下热成形硼钢的成形性能影响因素及其规律，对新型金属复合材料的微观结构、硬度、强度及塑性变化规律进行了研宄，围绕提高最终热冲压产品质量的角度，提出了适合水冷模具的设计方法及技术要点。

同济大学的林建平、王立影、谭志耀等人根据热冲压工艺的时间-温度特征，采用Gleeble热模拟实验系统，在温度60（rC～80（rC和材料应变率0.01/s～0.5/s下，对热冲压高强度钢板进行高温拉伸实验，获得了不同温度和应变率下的应力-应变曲线，并利用最小二乘法进行多元线性回归，建立了热冲压高强度钢板的热变形抗力模型。建立了高温下方盒形件非等温拉深成形的有限元模型，利用正交实验研究了热冲压成形过程中模具温度对22MnB5钢板的不等温拉深成形能力的影响规律，并分析零件几何参数对22MnB5钢板的不等温成形能力的影响规律。为保证热冲压过程中模具具有良好散热效果，优化高强度钢板热冲压成形模具水冷管道设计，采用数值模拟和解析法建立热冲压模具水冷管道和冷却水流之间的传热模型，得到了临界水流速度的数值模拟结果和解析公式，对于热冲压模具水冷管道的优化设计具有重要意义。进行了热冲压工艺参数改进实验研宄。

（一）对于水冷、强风萍火等实验，研究了奥氏体化参数加热温度、保温时间以及冷却速率等对热冲压成形后材料微观组织和机械性能的影响规律，获得了制造兼具高强度和良好塑性热冲压零件的最佳加热温度、保温时间和浮火速率范围。

（二）基于U形热冲压实验和ABAQUS有限元仿真、复杂形状零件热冲压实验和Dynaform有限元仿真，进行了热冲压关键工艺改进研究。获得了改进工艺对热冲压件浮火速率、浮火均匀性、微观组织、机械性能、回弹和成形性能等的影响规律。采用快速急冷工艺，将高温板料快速急冷至合适温度再热冲压成形，改善浮火均句性和成形性能，同时提高板料的浮火速率、获得满足机械性能和形状精度要求的热冲压件。

汽车横梁冲压工艺编制技巧 第4篇

1 前言

目前,轻、中、重型商用车都是采用车架把发动机、底盘和车身中各主要总成连接成一个整体的。车架的作用是作为这些总成的安装基体承受载荷,包括汽车自身零部件的质量和行驶时所受的冲击、扭曲、惯性力等。车架按其总体结构形式可分为框式、脊背式和综合式。国内大部分汽车厂家采用框式结构的车架。

框式车架一般由左右分开的两根纵梁和若干横梁组成。车架横梁的主要作用是连接左右两纵梁而构成一框架,提供车架部分或大部分扭转刚度,减小车架的扭转变形;以其较大的垂直弯曲刚度有效限制车架的局部扭转和变形。此外,还有支撑各主要总成的作用。商用车车架厂的车架采用5~11根横梁,其用途和结构各不相同。前横梁一般用作水箱和发动机前端的支撑。若发动机及前支点与水箱相距较近时,需用断面大的横梁;若发动机前支点安排在左右纵梁上时,则用较小槽型或Z形断面横梁。中横梁的作用是作传动轴的中间支撑。为了在传动轴上方留出足够的跳动间隙,常做成拱形,在后钢板弹簧前、后支架附近也分别设置一根横梁。一般采用抗扭矩较大、连接宽度大的横梁型式,如鳄鱼口式横梁、大截面帽型横梁及带有宽连接板的横梁。

不同服役条件的汽车横梁,其结构型式变化较大。目前汽车车架上使用的横梁通常以槽型式横梁和鳄鱼口式横梁居多,这是因为槽形式横梁弯曲刚度和强度都较大,且便于制造;鳄鱼口式横梁具有较大的连接宽度且截面高度较低,具有可让开下部空间的优点。下面以槽型式横梁和鳄鱼口式横梁为例,介绍汽车横梁冲压工艺编制中应注意的事项。

2 汽车横梁工艺编制技巧

通常在编制横梁冲压工艺时,要根据设备、横梁用材和结构、安全操作要求和工人操作习惯等条件来编制工艺和设计冲模。下面从材料选择、缺陷点、工装设计和操作方面,介绍槽型式横梁和鳄鱼口式横梁工艺的编制要点。

2.1 汽车横梁常用材料情况

厚度:4.0~8.0 mm。

长度:600~850 mm。

材料:1 6 M n L、0 9 S I V L、1 6 M n R e L、B 4 4 0 L、W L 4 4 0、P 4 4 0 L、P 3 7 0 L、S A P H 3 7 0、SAPH440、SS400、SP52、T52、WL590。

(1)槽型式横梁(如图1)材料的选择

一般根据使用的部位不同,采用440 MPa以上的高强度钢板,如09SIVL、16Mn Re L、B440L、W L 4 4 0、P 4 4 0 L、S P 5 2、T 5 2、WL590等。

(2)鳄鱼口式横梁(如图2)材料的选择

在满足使用的条件下,尽量采用成形性能较好的钢板,如0 9 S I V L、P 3 7 0 L、S A P H 3 7 0、SAPH440、SS400等。

2.2 汽车横梁常用的形状和常见缺陷点

(1)槽型式横梁的形状和常见缺陷点

槽型横梁一般会在压弯线的位置开裂(如图1)。

(2)鳄鱼口式横梁的形状和常见缺陷点

与槽型式横梁不同的是,鳄鱼口式横梁易开裂的部位是在翼面的拐角处(如图2)。

2.3 汽车横梁工艺编制要点

现在,汽车生产厂家大都在产品设计时采用与工艺设计、模具设计、工装设计同步并行工程的模式。在产品设计时充分考虑工艺特性要求、模具设计制造要求及标准化要求。利用同步并行工程的思想帮助企业节省工作时间,缩短制造周期,提高工作效率,赢得市场竞争中的宝贵时间。

(1)工艺设计准备

进行工艺设计前必须先了解的资料有:零件图和总成图;冲压件公差;产量和周期要求;同类零件的成形性、作业性有关资料;关于钢板材料的有关资料;生产车间压力机参数和附属装置;模具使用和维修习惯。

针对零件图的研究,应了解这种制件具有什么样的机能、所要求的强度、表面质量以及和相关零件装配所要求的相关精度。同时要确定:没有成形困难的形状,没有形状急剧变化的部分;零件的重点;和关联零件的焊接面、装配面、镶嵌面;焊接、装配的基准面和孔;孔的位置(平面部分、侧面部分、倾斜部分)、精度,孔和孔间距的要求。

汽车横梁一般通过焊接或铆接成总成后与纵梁连接组成车架。因此,进行横梁冲压工艺设计时,重点要关注装配基准和零件的成性性能。

(2)冲压工艺流程设计

a.槽型横梁常见工艺流程

工艺流程为剪切修边冲孔(或落料冲孔)成形冲孔(按需)。

●剪切

纤维方向(简称纤向)应垂直于压弯线,避免成形时开裂(如图1)。

●修边冲孔

对于形状规整的零件一般采用修边冲孔工序,易产生开裂的边必须修边,当外形变化较大时采用落料冲孔工序;

由于汽车横梁材料厚,毛坯尺寸较大,质量一般在10 kg以上,因此毛坯必须采用片料方式;

冲裁时尽量采用波浪刃口,以降低振动和噪声;

要注意冲裁方向和成形方向之间的关系。

●成形

采用工艺孔或减重孔作为成形工艺孔,以减少孔变形,同时利于提高模具的通用性;

成形方向和防反孔的选择要与毛坯落料方向、零件的基准一致。

●冲孔(按需)

孔边距小于两倍料厚时,或冲孔精度要求较高时,增加该工序。

b.鳄鱼口式横梁常见工艺流程

工艺流程为剪切成形修边冲孔。

●剪切

纤维方向(简称纤向)应顺着横梁长度方向,避免成形时开裂(如图2)。

●成形

对于横梁这种厚板成形件来讲,成形的方向选择直接影响着零件的成形形状和质量,要根据成形的深度、材料流向和压料面积来决定。图2所示的横梁一般采用向下的方向冲压成形,当成形深度较深时,则采用相反方向成形。

应根据成形托杆的布置。

●修边冲孔

定位基准的选择要使成形和孔位的基准统一,同时兼顾装配基准。

2.4 模具设计注意事项

由于汽车横梁冲压工艺是厚板冲压工艺,与薄板冲压工艺不同,因此在产品、工艺、模具设计上都有着许多不同点。一般模具设计前要了解:产品标准和工艺要求;生产车间压床状况、操作习惯、安全设施、生产流程要求等;相似零件的模具结构,从而可以充分保证模具的标准化和可制造性、可调整性。在设计时要注意以下几点。

(1)横梁一般料厚都在4.0~8.0mm,因此修边或落料刃口要采用波浪刃口。

(2)冲孔凸凹模镶块要按翼面孔和腹板孔分开、装配组孔在一起的原则进行分割。

(3)应采用在落料凹模镶块上加弹性退料销的形式退料。不应该采用打杆打件的形式退料,避免砸伤凸凹模镶块和操作者。

(4)冲孔数量较多时,应采用阶梯冲头形式。一般应先冲大孔而后冲小孔。

(5)由于是厚板冲压,在冲模制造时要充分考虑底板和工作部分强度。设计时要尽可能采用标准件,以便于维修。

(6)为了操作安全和取料方便,冲模上尽可能开空手槽,或加弹性顶料销(块)。压板槽和托杆孔位应满足两种以上压床的需要,以便于生产组织。

(7)25 kg以上的镶块都应设置起重孔或起重螺纹孔,同一套或同一系列模具中的起重孔(螺纹孔)尽可能一致。

(8)废料刀的布置应尽量远离操作区,废料应易于取出。

(9)经常装卸的零件须单独安装。

(10)模具的结构件应尽可能采用标准件,对于成形部位的镶块也应采用标准化设计,以便于今后针对相似形状的零件的模具设计时采用从而降低模具制造成本。

3 结束语

冲压工艺与冲模设计试题复习 第5篇

第一章 概述

一、填空、解释、选择类型题:

1、冷冲压工艺方法大致分为分离工序、成型工序.2、分离工序分落料，冲孔和切割等。成型工序分弯曲、拉深、翻边、翻孔、胀形等。3冷冲压生产过程的主要特征是依靠冲模和冲压设备完成。便于实现自动化，效率高。

第二章 冷冲压变形基础

1.影响金属塑性和变形抗力的因素1，金属组织2.变形温度3.变形速度4.尺寸因素 2.塑性条件决定受力物体内质点由弹性状态向塑性状态过度的条件

3.加工硬化随变形程度增加，所有强度指标均增加，硬度也增加，同时塑性指标下降的现象 4.冲压件的质量指标主要是尺寸精度，厚度变化，表面质量及成形后的物理力学性能。

5.影响工件表面质量的主要因素是原材料的表面状态，晶粒大小，冲压时材料占模2的情况以及对工件的表面擦伤

6.反载软化现象是反向加载时材料的屈服应力效拉伸时的屈服应力有所降低，出现所谓反载软化现象 7.冷冲压常用材料有：黑色金属，有色金属，非金属材料 8板料力学性能与冲压成形性能效为重要的有那几项？p21

第三章 冲裁

一、填空、解释、选择类型题

1、冲裁是利用模具使板料产生分离的工序。从板料沿封闭曲线相互分离，封闭曲线以内的部分作为冲裁件时，称落料，封闭曲线以外的部分作为冲裁件时，称冲孔。

2、冲裁变形过程三个阶段是从弹、塑性变形开始的，以断裂告终。

3、冲裁变形过程使工件断面明显地分成四个特征区：塌角，光面，毛面，和毛刺。4.影响冲裁件质量的诸多因素中，间隙是主要的因素。

5.分析冲裁件的工艺，主要从冲裁件的结构工艺性，冲裁件的精度和断面粗糙度三方面进行分析

6、凸、凹模刃口的制造公差要按工件的尺寸要求来决定

7、冲裁凸、凹模的常以磨钝、与崩刃的形式失效。

8、排样三种方法有废料排样、少废料排样、无废料排样。

9.凸、凹模刃口分开加工法为了保证间隙值应满足的条件|δp|＋|δd|≤Zmax－Zmin 10.搭边的作用是补偿定位误差和剪板误差，还可以使条料有一定的刚度，便于送进 11.降低冲裁力的方法有材料加热冲裁、阶梯凸模、斜刃冲裁 12.冲裁时所产生的总压力包括冲裁力，卸料力，顶件或推件力

13.冲模加工方法不同，刃口尺寸的计算方法基本分为两类1凸，凹模分别加工法2 凸，凹模配作法

14.模具压力中心应该通过压力机滑块的中心线。确定冲裁件压力中心方法有解析法和作图法 15.冲裁模按工序组合分类可分单工序模，级进模，复合模

16.冲裁模的组成零件有工作零件，定位零件，压料卸料出料零件，导向零件，支撑零件，紧固零件，其他零件

17.导板式落料模的导板可导向作用，又起保护凸模防止折断作用。18.导板式冲孔模的导板即起凸，凹模导向作用，又起卸料作用。

19.复合模是在压机的一次行程内在一个工位上完成两道以上冲压工序的多工序模具。20.复合模结构上主要特征是有一个即落料凸模又是冲孔凹模的凸凹模。

21.连续模时在压机的一次行程内在不同工位上完成多道以上冲压工序的多工序模具。22．细长的凸模强度计算应进行承压能力和失稳弯曲应力的校核。23.凹模刃口型式有斜刃壁孔凹模和直刃壁凹模

24.定位钉和定位板主要用于单件毛坯或工序件冲压定位。定位方式以外缘和内孔定位 25.侧刃的作用是定距

26.弹压卸料即其卸料作用又起压料作用.推件装置一般是刚性的，顶件装置是弹性的 27.模具导向有导板，导柱和导套，滚珠导柱和导套等方式，最常用是导柱和导套。

28.滑动导向模架的精度等级分为Ⅰ级和Ⅱ级，滚动导向模架的精度等级分为0Ⅰ级和0Ⅱ级 29.滚珠导向是无间隙导向，滚珠应保证导套内径与导柱在工作时有0.01-0.02的过盈量

二、简答题1.间隙值原则是什么？p31页

2.冲裁凸，凹模间隙对模具寿命的影响。P30页.3.间隙对冲裁件质量的影响；p28-29页 4.搭边值大小与那些因素有关p43页 5.精密冲裁与普通冲裁的区别？p110页 6凸，凹模刃口尺寸的计算依据和原则P 33 7提高冲小孔凸模强度和刚度的方法105页

三、计算题1.凸、凹模刃口尺寸的计算p34-38页

2.冲裁力的计算p47-48页 3冲模压力中心的确定p50

第四章 弯 曲

一、填空、解释、选择类型题

1、弯曲变形特点是在弹性弯曲时，金属外层切向受受拉而伸长，内层切向受压而缩短，在拉伸与压缩间存在着一个既不伸长也不压缩的的纤维层，称为应变中性层；在外层的拉应力过渡到内层压应力是，发生突然变化的或应力部连续的纤维层，称为应力中性层。其应力和应变为零；弯曲后的弹性回跳现象总是存在的。

2.窄板弯曲时应变状态是立体的，而宽板弯曲的应变是平面的。从应力状态看，窄板弯曲时应力状态是平面的，宽板则是立体的

2、应变中性层应用于弯曲件毛坯长度计算，应力中性层用以计算弯曲应力和应力分析。

3、塑性弯曲的变形特点:1应变中性层向内移动，2变形区板料的厚度变和长度增加3弯曲后的翘曲与断面畸变

4、根据弯曲前后应变中性层长度不变的原则来确定弯曲件毛胚展开长度和尺寸。

5、校正弯曲力比自由弯曲力大的多，而弯曲过程中，两者不同时存在。因此选冲压设备时可以校正弯曲力作依据。

6.生产中常用相对半径r/t表示板料弯曲变形程度的大小,r/t越大，变形程度越小，r/t越小，变形程度越大

7.板料不发生破坏的条件下，所能弯成零件内表面的最小园角半径称最小弯曲半径。8.弯曲件的精度受坯料定位，偏移，翘曲和回弹等因素的影响 9.弯曲件常见缺陷有回弹、翘曲、拉裂、截面畸变等。

10.提高弯曲极限变形程度的方法1.热处理的方法2.清除冲裁毛刺3.加热弯曲4.改变零件结构，5.两次弯曲的工艺方法

二、简答题1.减少弯曲件回弹的措施有那些？p141-143页

2.影响最小相对弯曲半径的主要因素是什么？p137页 3.影响弯曲件回弹量的主要因素？p139-140页 4.弯曲件的工序安排原则是什么？p148

三、计算题1.弯曲件的毛胚长度计算p144-145页

2.弯曲力计算和设备选择。P145-146页

第五章 拉 深

一、填空、解释、选择类型题

1、拉深是利用拉深模具使平板坯料变成开口空心件的冲压工序。

2.圆筒件拉深变形过程中，变形主要集中在凹模面上的凸缘部分，拉深过程就是凸缘部分逐步缩小转变为筒壁的过程。坯料的凸缘部分是变形区，底部和已成形的侧壁为传力区。凸缘部分受径向拉应力和切向压应力分别产生伸长和压缩变形，板厚稍有增大，在凹模园角处，除受径向拉深外，同时产生塑性弯曲，使板厚减小。圆筒侧壁受轴向拉伸为传力区。圆筒底部处于双向拉伸。在凸模园角处，板料产生塑性弯曲和径向拉伸。

3.拉深变形过程中常见质量问题的主要形式：凸缘变形区的起皱和传力区的拉裂。

4、首次拉深法兰不会起皱的条件是D-d≤(18～22)t,否则需采用压边圈以防止起皱。压边装置有刚性和弹性两种

5、传力区的拉裂是由于拉应力超过抗拉强度引起板料断裂。

6、起皱主要是凸缘部分由于的切向压应力作用下引起了板料失去稳定产生弯曲。最大切向压应力产生在毛坯凸缘外缘处，起皱首先在此开始。

7、拉深直壁旋转零件采用园形毛坯，其直径是按面积相等的原则计算。8.拉深系数表示拉深变形程度，值愈小，坯料的变形程度愈大。当m总＞m1时，则可一次拉深成形，否则必须多次拉深。

9.阶梯园筒件的拉深，相当于园筒件多次拉深的过渡状态。

10.球面零件拉深系数是0.71常数不能作为设计工艺过程的依据。而以坯料的相对厚度t/D作为判断成形难度和选定拉深方法的依据.11.盒形件拉深的变形特点：1.与园筒件变形性质相同，坯料变形区也是一拉一压应力状态。2.与园筒件拉深变形最大区别在于，沿坯料周边上应力和应变分布不均匀3.直边与园角变形相互影响程度取决于相对园角半径和相对高度，直边部分对园角部分的变形影响显著

12.有凸缘园筒件拉深的特点：与园筒件拉深相比区别在于前者将毛坯拉深到零件所要求的凸缘直径时拉深结束。而不是将凸缘区全部拉入凹模内。

13.影响有凸缘园筒件的拉深系数取主要决于凸缘的相对直径，次之零件的相对高度，最后相对园角半径。

14.拉深时不能简单地按压力机公称压力大于工艺压力的原则去确定压力机规格。应完全保证在全部行程里的变形力都低于压力机的许用压力

15.拉深工艺主要有润滑，热处理，酸洗等辅助工序

二、简答题：1.拉深常见质量问题应采取的防止措施？p187-188 2.凸凹模园角半径和摩擦对圆筒件拉深的影响。3.极限拉深系数与那些因素有关。P176-177 4.提高曲面形状零件成形质量的措施p206

三、计算题1.园筒拉深件的毛坯尺寸计算。P179-180

第六章 其它冲压成形

一、填空、解释、选择类型题

1、胀形成形特点是在凸模作用下，变形区大部分材料受双向拉应力作用，沿切向和径向产生拉伸应变，使材料厚度减薄，表面积增大。变形区的材料不会产生失稳起皱现象

2、圆柱空心毛胚变形程度用胀形系数表示，使用软模介质有橡胶，塑料，液体和气体或钢球代替刚性凸模。

3、起伏成形主要是增强零件的刚度和强度。

4.园孔翻边的变形程度用翻边系数表示。缩口的变形程度用缩口系数表示 5变薄拉深的竖边高度应按体积不变原理进行计算

6.缩口的极限变形程度主要受失稳起皱的限制，防止失稳是缩口工艺要解决的主要问题 7.变薄翻边的变形程度只取决于竖边的变薄系数。

8.内曲翻边的应力和应变情况与园孔翻边相似，是伸长类翻边。边缘容易发生拉裂。9.外曲翻边的应力和应变情况与 浅拉深相似，属压缩类翻边。容易失稳起皱。10．校平的方式有三种：模具，手工，和专用校平设备 11.旋压工艺的基本要点是：1.合理的转速，2.合理的过度形状，3.合理加力

二、简答题:1.校平和整形工序的共同特点是什么？p257页

2.零件的整形目的是什么，零件那些部位常整形？p258页

第七章 冷 挤 压

一、填空、解释、选择类型题

1、冷挤压可分:正挤压，反挤压，复合挤压，径向挤压

2、冷挤压的特点：1.坯料变形塑性好，变形力大，2.挤压件质量高，3生产率高，4.节约原材料

3、冷挤压变形程度可用断面变化率，2挤压比，3.对数挤压比形式表示。

4.影响金属变形的主要因素有：摩擦力和模具几何参数，变形程度，坯料尺寸和形状，变形速度，挤压金属的性质等。

5．影响极限变形程度的因素主要有两方面。一是模具本身的许用单位应力另一方面是挤压金属产生塑性变形所需的单位挤压力，这取决于金属性质，挤压方式，变形程度，模具工作部分的几何形状，坯料表面处理与润滑等

6.冷挤压坯料软化处理的目的是降低材料的硬度，提高塑性，获得良好的金相组织，消除内应力，以降低变形能力，提高挤压件质量和模具寿命。对于黄铜和不锈钢经冷挤后，务必及时进行消除应力的退火，否则会开裂

7.不同金属材料表面处理与润滑的方法不同碳素钢和合金结构钢通常采用磷化处理不锈钢采用草酸盐处理，硬铝采用氧化，磷化，氟硅化处理中的一种。

8.磷化处理后的碳素钢和合金结构钢坯料需进行皂化处理。

9.一般计算冷挤压力是以稳定挤压阶段为依据。冷挤压工艺应在刚端挤压阶段之前结束，否则，容易造成模具和压力机的损坏

10.冷挤压作用在凹模上的单位挤压力于作用在凸模上的单位挤压力是不一样的

11.冷挤压工作行程一般大的，必须校核冷挤压的压力-行程曲线是否在压力机的许用负荷曲线范围内，不能只根据冷挤压力选压力机的的公称压力

二、简答题：1.挤压力的确定？p272-274页

2.冷挤压工艺方案确定基本原则p 280-281 3.温热挤压的主要优点p294

第八章 简 易 冲 模

1、简易模具适用于多品种，小批量的生产和新产品的试制，主要有锌基合金冲模，聚氨脂橡胶冲模，薄板冲模和组合冲模等.2.锌基合金以锌为基体的锌，铝，铜三种元素的合金，并加入微量的镁所组成。3.分解式组合冲模的设计原则是什么？p308

第九章 自动模与多工位级进模

1、冲压生产的自动化按自动化程度分有全过程自动化，自动压力机与冲压自动生产线，自动模。自动模的送料，出件卸料的动作最大特点是周期性间歇地与冲压工艺协调进行。

2、材料送料方式分1.送料装置2.上件装置。

3、常见的自动送料装置1.气动夹板式送料装置，2.辊轴自动送料装置。

4、常见自动上件装置有1.推板式上件装置。2.转盘式自动上件装置，冲压机械手

5、自动出件装置有气动式，机械式，机械手。

6.多工位级进模一般设导正销精定位，侧刃是粗定位作用。7.实现间歇送料驱动机构的选用原则。p335 8．如何正确选用自动模结构形式。p335 第十章 冲压模具寿命及模具材料

1.冷冲模具的失效形式1.磨损失效2.变形失效3断裂失效4.啃伤失效 2.影响冲模寿命的因素及提高冲模寿命的措施p353-356 3.冷冲模具工作零件材料的要求p356 第十一章冲压生产及冲模的安全措施 1.冲压生产安全保护的主要措施有那几方面p363 第十二章 冲压工艺过程的制定

冷冲压工艺与压型质量之我见 第6篇

关键字：冷冲压工艺;模具制造;压型质量

中图分类号：TG386 文献标识码：A

1、冷冲压工艺的概述

1.1冷冲压工艺的概念

所谓冷冲压工艺，是指压力机上所安装的模具通过施加压力，使室温下的板料发生变形，之后产生分离的加工方法，是一种塑性加工法。同时，由于此类方法加工的对象多为板料零件，又被称为板料

冲压。

1.2冷冲压工艺的特点

第一，质量稳定且具备较高的尺寸精度。冲压加工的成型主要依靠模具实现，而由于模具制作具有高精度、较长使用寿命的特点，使得冲压工艺的质量存在稳定性，且具有良好的制作互换性。另外，也可以对一些工艺难度比较大、形状比较复杂的零件实施冲压。

第二，生产效率高。利用冷冲压技术，每分钟可以完成大型冲压件数百件，如汽车覆盖等;而小型制件，每分钟则可冲压上千件。

第三，材料的利用效率高。一般地，用于冲压加工的材料利用率在百分之八十以上，能够有效保证废料减少的实现，甚至出现无废料生产情况，还可以将部分边角余料用于其他地方。

1.3冷冲压工艺的应用

说到冷冲压工艺的应用范围，称得上十分广泛，不仅涉及到金属板料的加工，还可以加工非金属材料。在汽车、家用电器或者日常用品领域，地位都比较突出和重要。而近年来汽车与家电行业的迅速发展，使得各国给予冷冲压技术以高度的重视。而由于冷冲压模具具有比较悠久的历史、极为广泛的用途以及比较成熟的技术，在汽车、家电等行业模具中占有的比例

最大。

2、冲压模具制造和压型质量

作为一种技术含量和附加值都比较高的产品，模具早已成为对一个国家的工业制造水平高低进行衡量的重要指标。尤其是随着改革开放的不断推进，我国的经济迅速发展，在相关领域的教育培训、研发以及应用推广方面，冷冲压工艺与模具制造早已成为热点问题。

2.1冲压模具制造的现状

在我国的模具分类中，冲压模和塑料成型模占据主要部分。而我国目前的冲压模具制造工艺已经取得了不小的进步，尤其是大型冲压模具的制造，这一类型模具以汽车覆盖件为主要代表，比如夏利、奇瑞等，均是由国内完成覆盖件模具的设计和制造。

2.2模具制造与压型质量存在的问题

工业化的不断推进，使得我国工业设备的更新日益加快，同时提高了对压铸模具的标准和要求。然而，相对较低的专业化程度使得我国模具企业的大部分工作的完成需要依靠模具制造厂，再加上企业内部存在的管理体制的束缚，更是延长了产品的制造周期，使得产品在市场上失去竞争优势。换句话说，落后的工艺技术和较低的设备自动化程度，严重降低了生产环节的效率，延长了制造周期，导致产品无法与市场需求相适应。另一方面，模具企业在管理方面也受到一定的约束，降低了模具的总体水平，使得市场竞争处于较低的水平，只能依靠进口的途径完成部分复杂、精密、高效的模具产品。

3、提高压型质量的措施

3.1提高模具精密化程度

我国目前的模具制造企业的专业化程度比较低，竞争力水平不高，使得我国部分精密、高效的大型模具仍需要从国外进口实现。因此，想要提高压型质量，需要提高模具的精密化程度，同时向大型化

发展。

3.2扩大模具标准件的应用

使用标准化模具，不仅可以减少制造时间，还可以增强产品的使用寿命，降低生产成本。因此，需要扩大模具标准化的应用，以实现生产效率的提高。具体地，国家应该制定统一的标准，并在生产时严格遵照标准;与此同时，应该提高标准件的规格，增加标准件的品种，尽可能在生产过程中产生规模效应，实现销售渠道的不断拓宽。

3.3提高模具材料的质量

一般地，材料的价格在整副模具价格中占比百分之三十五，而模具材料的质量直接关系到模具产品的档次，与模具的使用寿命息息相关。因此，应该提高模具材料的质量，选择优质的模具钢材，重视先进处理技术的采用，以实现模具档次的提升和使用寿命的延长。

3.4提高模具自动化和智能化

众所周知，模具的外观和使用寿命直接受到表面研磨抛光技术的影响。然而，我国的模具研磨抛光技术主要为手工工艺，劳动强度比较大且具有质量不稳定的特点，对模具制造工艺的提高起到阻碍作用。因此，需要不断提高技术，最大程度地实现模具的自动化和智能化。

3.5提高高速铣削的应用

依据目前的技术水平，众多工业国家所使用的高速铣主轴每分钟可达到五万到十二万的转速，而快速进给速度则每分钟达到四十到五十米，换刀时间则大约为一到二秒，而由于模具的制造过程具有较小的温度变化，不容易发生变形，从而导致工作效率和产品性能的极大提高。然而，与世界上众多工业国家相比，我国模具制造过程中所采用的铣削工艺比较落后，因此需要增强高速铣削技术在我国的应用

程度。

4、总结

总而言之，随着经济全球化的不断深入，世界资本市场、技术市场和劳动力市场都面临着重新整合的境况，我国也将会在这一情况下成长为制造业大国。不可不提的是，在现代制造业中，冷冲压工艺和模具制造工艺是任何工业工程设备都需要重视的部分，两项工艺的发展直接关系到压型质量。然而，我国的冷冲压工艺和模具制造技术存在一定的问题，需要及时采取有效措施，扩大标准件模具和高速铣削的应用，提高模具材料的质量，并进一步提高模具的精密度，提高模具制造的自动化和智能化，从而提高压型质量。

参考文献：

[1] 张旭，周杰.超高强度钢防撞梁热成形改冷冲压工艺设计及优化[J].重庆大学学报，2011，34（1）：77-78.

[2] 胡兆国，朱超.S6冷凝器固定支架零件冲压工艺及模具设计[J].锻压技术， 2013， 38 （4）： 111-112.

不锈钢城轨车辆冲压成型工艺 第7篇

目前轨道交通行业的不锈钢成型工艺主要包括: 折弯成型、拉弯成型、模具拉深成型、辊轧成型等,下面主要介绍折弯成型、拉弯成型和拉深成型3种工艺。

1折弯成型工艺

折弯成型是冲压零件成型中最常用到的一种方法,是将板材、型材或管材等弯成一定曲度和角度, 形成一定零件形状的工序。折弯成型工艺原理如图1所示。

1.1折弯成型展开料的计算

普通薄板不锈钢、不锈铁如0Cr18Ni9等的展开料计算按照加减料厚的方法即可,厚板大于标准圆角半径R的零件展开料按照中性层计算。

SUS30L系列材料的零件展开料计算按照日本的计算标准执行,具体算法如表1所示。薄板大圆弧件按理论计算方法计算。

/mm

1.2折弯成型的缺点及解决方法

受操作人员技术水平的影响,折弯工艺生产出的产品公差较大,一致性较差,尺寸大小不稳定且互换性较差,所以提高操作者的操作能力是提高折弯成型质量的关键因素。零件在折弯时经常出现压痕、拉伤问题,特别是表面件,折弯压痕成了制约料件质量的重大瓶颈,板材越厚,材料越软表现得越突出。由于不锈钢本身特性,与折弯机下胎的摩擦力大,成型特别困难,表面存在拉伤,同时影响折弯胎的使用寿命。所以无压痕折弯是冲压工艺一直在努力实现的一个方向,国外有些厂家是通过圆柱无压痕折弯胎来实现的,但这种折弯胎制作成本高。目前最常用的方法是加工厚板料件时用2件薄的角铁垫在V形槽的两侧,加工薄板件时用8层塑料布垫在下模上面,这样加工出来的零件就可以避免压痕的出现。

2拉弯成型工艺

拉弯成型就是把金属板材、管材和型材弯曲成一定曲率、形状和尺寸的工件的冲压成型工艺。

型材拉弯成型技术是车体钢结构中车顶弯梁、 侧柱等主要结构件生产的关键技术,直接决定这些构件的成型精度和产品质量。但是型材拉弯成型工艺的技术难度大,成型缺陷多,单件成型质量不好控制,从而影响车体车身的制造质量。因此,研究型材的拉弯成型技术,解决拉弯件成型中的各种缺陷问题,对于提高车体拉弯件的成型精度和质量,提高城轨车辆的产品质量和整体制造水平是非常有意义的。不锈钢型材拉弯成型主要追求2个目标: ( 1) 确保制品整体外形轮廓尺寸精度高,也就是回弹量要小; ( 2) 确保弯曲截面畸变小,也就是截面凹陷、 隆起、起皱、扭曲等变形量要小,拉伸面变薄量要小, 更不能出现截面断裂现象。

2.1拉弯成型工艺流程

拉弯成型工艺流程为: 预拉紧→弯曲成型→补拉定形。第1步: 拉伸缸施加预拉力把型材拉伸到屈服极限状态; 第2步: 型材在拉紧状态下通过摇臂的旋转进行弯曲成型; 第3步: 拉伸缸施加补拉力进行定型,补拉过程采用位置控制( 延伸率控制) 方式,如图2所示。预拉伸控制和终拉伸控制能在极小位移变化状态下,监控拉弯力的变化,以保证拉弯件的精度。

2.2拉弯成型工艺模拟研究

在以往的生产过程中,拉弯工艺参数主要是通过操作者生产经验及不断的试错来确定的,此种方法时间长,成本高,而且精度难以控制,最终的工艺参数还需要人工校核才能确定。随着计算机技术的不断革新,特别是CAD/CAE技术的不断发展,拉弯工艺参数可以通过计算机仿真模拟来确定。

目前冲压用的拉弯模拟软件是PS2F。该软件具有拉弯工艺模拟优化、模具设计、坯料计算和自动生成拉弯成型控制程序等功能。利用PS2F软件模拟不锈钢车顶弯梁等件的拉弯,可以直观地看到成型过程中的各项参数变化,通过在软件中修正这些参数即可得到高精度成型的拉弯件,可大大减少传统工艺中的修模次数,节省人力物力,提高生产效率,降低生产成本。图3所示为不锈钢车辆车顶弯梁拉弯过程,图4所示为车顶弯梁拉弯成型的成品。

2.3拉弯成型调修工艺研究

就目前的拉弯成型工艺而言,成型后或多或少都会有一定的缺陷、回弹和扭曲,所以调修工艺成了解决拉弯后成型问题的重要手段,目前的主要调修方法是靠制作调修胎、调修样板和手工木槌调修,角型弯梁调修前的状态为: 中间大圆弧处缝隙为5 mm左右,两端大圆弧处缝隙达7 ~ 8 mm,经过调修后缝隙在0. 5 mm左右,完全达到工艺要求,图5是立柱调修前后状态对比。

2.4影响拉弯成型质量的因素

影响拉弯质量的主要因素包括原料质量、工艺参数、设备性能等,在拉弯生产过程中要对影响质量的各项因素实施控制。其中,选择合适的加工参数是拉弯成型工艺的关键,影响拉弯成型质量的主要工艺参数有拉弯过程中的拉伸力、变形量、模具变化等。拉弯断裂、截面尺寸变形量过大是实际生产过程中首先要考虑的2个拉弯工艺参数。选择拉弯工艺参数的重要依据之一就是要尽量减小弹性恢复量,回弹量的确定以往主要是依靠多年的生产经验及不断的试错来解决,随着计算机辅助技术的发展, 在软件环境下通过修改模具的型面即可调整回弹量。在实际生产过程中,要根据产品要求制订选择标准,分别进行评价,确保原材料各项性能指标能满足生产需要,然后再考虑价格。对型材拉弯生产过程要进行重点控制。工艺文件的编制,应当根据配方配比、混料工艺、挤出工艺等进行合理的规定。

3模具拉深成型工艺

拉深是利用拉深模具将平板毛坯压制成各种开口空心工件的一种成型工艺。用拉深工艺可以制得筒形、阶梯型、球形、锥形、抛物线型等旋转体零件, 图6所示为拉深成型的示意图。

1—压边圈; 2—凸模; 3—毛坯; 4—凹模。

3.1拉深变形过程分析

( 1) 凹模口凸缘部分。这部分材料在径向拉应力和切向压应力的共同作用下,材料发生塑性变形而逐渐进入凹模[1]。

( 2) 凹模圆角部分。这部分材料除了上述区域那样为径向拉应力和切向压应力以外,还承受凹模圆角处的压力、摩擦力和弯曲作用而产生的压应力, 这是一个过渡区。

( 3) 筒壁部分。这部分材料已经成为筒形,材料不会有大的变形。

( 4) 凸模圆角部分。这部分材料承受着凸模圆角作用的径向和切向拉应力。还承受凸模圆角的压力和弯曲作用在厚度方向上的压应力。

( 5) 筒底部分。材料在拉深过程中保持平坦, 不产生大的变形,只是由于凸模拉伸力的作用,材料承受双向拉应力而略为变薄。

3.2废品产生原因和解决措施

拉弯成型工艺废品的产生形式有很多,表2主要分析开裂、起皱和变薄现象。

4结束语

冲压生产工艺与质量管理 第8篇

随着我国经济改革的深入和发展, 市场竞争日趋激烈。产品质量的好坏, 已经成为了检验企业有无市场、经济效益高低、能否在激烈的竞争中生存和发展的唯一准则。所以, 在我国实行“改革、开放”及加入世贸组织的政治经济大形势下, 企业必须“以质量求生存, 以品种求发展”。其中心是狠抓产品质量, 把质量摆到第一位。

在机械行业, 一般的说“质量”是产品质量, 是质量管理的主要对象。美国著名质量管理专家J.M.朱兰博士从用户的使用角度出发, 对产品质量下了如下定义:产品质量就是产品的适用性。企业的任务就是如何满足用户的需求和期望, 使产品具有适用性。

那么什么是质量管理呢?质量管理的定义是:对确定和达到质量要求所必须的职能和活动的管理。根据上述定义, 我们可以理解为质量管理是企业为了以最经济的方法, 稳定地生产用户满意的产品, 是对产品质量形成全过程质量职能的管理。它从企业经营目标出发, 为企业经营服务, 从而促进企业经营管理的发展。

1 冲压工艺生产过程与质量管理

我们知道, 工业企业要获得利润, 一般通过两种途径, 一是以增加产量获得利润, 简称以产量求利润, 即努力增加产量, 从而降低成本, 以价廉来占领市场, 扩大销售获得利润;另一途径是以质量求利润, 即大力提高产品质量, 减少不合格品。

如何在生产实际中, 增加产品产量的同时, 又保证产品质量, 已经成为了导致企业兴衰成败的关键所在。

冲压生产工艺正是在这种科技发展形势下, 应运而生的科学的机械制造工艺方法。

冲压工艺最大的加工特点就是能够在严格控制坯料体积的情况下, 使坯料内部组织结构在设备作用力的作用下, 沿着预定方向发生滑移和错位致使宏观外部形状最大限度接近产品结构, 达到减少材料消耗、降低生产成本, 增加产品产量的目的。采用冲压工艺进行成型加工时, 可使材料的利用率达90%以上。目前, 冲压工艺中模具的应用程度已经成为工业国家制造工艺水平的标志, 模具的应用也成为了独立的基础工业体系。

下面我们通过冲压工艺生产过程中的产品质量控制情况来论述质量管理的重要性。

1.1 冲压工艺技术准备过程中的质量职责及活动

开发设计一个现代产品, 是一项非常复杂的工作, 为了保证开发设计的成功, 必须科学、合理地确定工作程序, 并严格按工作程序进行管理。

首先, 由工艺部门组织专家评审组对产品图进行产品工艺性审查。产品工艺性审查包括对产品结构的工艺性进行分析和评价, 以及对产品和零件工艺性进行审查。

在通过产品工艺性审查后, 冲压工艺设计人员根据开发阶段的不同制定小批量试制工艺方案或者批量生产工艺方案并进行工艺技术文件的编制。工艺方案的内容包括生产产品各开发阶段所有工艺方案的内容;工艺技术文件是主要的质量控制文件, 在生产技术准备质量职能活动中, 编制工艺规程是最重要的工作之一。工艺技术文件除了包括工艺规程外, 一般还包括检验规程、工装图样、工时定额表、原材料消耗定额表等, 并且在重点控制工序使用工序质量分析表、作业指导书、检验计划和检验指导书等。

冲压工装设计是根据工艺方案和工艺规程的要求进行的。工装制造结束后, 设计人员要依照图样检验, 合格后进行现场验证, 直至工装能满足生产要求才可以定型。

生产现场平面布置图是推行定置管理的基本依据, 是工艺流程设计的表达形式, 所以绘制平面布置图属于生产技术准备质量职能的范围。

设计人员还需要按工序质量控制点设置原则来设置控制点, 在对工序质量控制点进行工序能力调查和分析的基础上, 编制工序质量控制点文件, 并且组织实施和验收。

1.2 冲压工艺制造过程中的质量职能及活动

在形成产品质量全过程中, 生产制造是依靠生产技术准备所提供的生产条件, 从设计质量形成产品实物质量的重要环节;也是涉及职能部门最广, 参与人员最多的重要阶段。制造质量是设计工艺、计划调度、人员培训、工装设备、物资供应、计量检验、安全文明、人际关系、劳动纪律等工作在生产现场的综合反映, 各种因素的变化非常活跃, 是管理上各种矛盾的焦点。因此, 加强生产制造的质量管理, 是不容忽视的重要工作。

1.2.1 设备的质量控制

为使设备在使用过程中能够正常、稳定的工作, 必须调查设备机械能力, 合理使用和保养设备, 定期进行检查, 及时维修, 以延长设备的使用寿命、减少停台故障, 更好的发挥设备在保证产品质量方面的有效性。

设置各种设备管理制度, 主要有设备分级管理制度、设备验收制度、设备管理制度、特种设备管理制度、设备保养制度、设备定期检修制度、设备交接班制度、控制点设备日检制度、设备事故处理制度、设备报废制度、设备更新改造制度、设备的安全操作规程等。

1.2.2 物料的质量控制

物料进厂后必须经过检验合格后方可入库, 并在领用时注意核实物料的牌号、规格、标记等特征。对容易生锈、变质的物料规定防锈、防变质措施并严格执行。严格贯彻不合格物料不投产的原则。在不影响产品质量的前提下需采用代用材料时, 必须严格按照规定办理审批手续。

1.2.3 工装的质量控制

对操作者进行必要的岗位培训, 使之掌握正确的安装和调试方法。根据产品生产批量情况设立周期检定制度, 实行定期对工装进行检定, 认真做好工装的使用、检定、修理等的记录。

1.2.4 冲压工序的质量控制

由于冲压工序生产制造过程中, 坯料的内部组织、力学性能、物理性能会发生变化, 影响冲压质量的因素也错综复杂, 且不易受控的因素也特别多, 所以必须系统地进行严格控制。要求建立模具制造、材料供应、热处理、冲压、热检、冷检等全过程的冲压质量控制系统, 也就是明确规定各部门和个人的责任, 明确每个工序的控制方法和操作标准, 建立高效的冲压现场质量信息反馈系统, 使冲压全过程每个工序都处于受控状态。

1.2.5 关键工序的质量控制

在生产制造阶段, 需要对关键工序进行重点管理, 严格按照设点原则设置工序质量控制点。确立控制点管理制度, 落实责任制, 做好控制点的质量信息反馈, 及时分析处理异常质量波动;加强日常督促检查和考核;并通过工序质量审核, 进一步完善和改进工序控制方法。

2 结论

通过上面对冲压工艺生产过程中质量职能及活动的简述, 我们不难看出质量管理在产品生产过程的各个环节中所占比重之大。这充分说明了, 质量管理是企业管理的一个组成部分, 也是企业管理的中心环节。实践证明, 质量管理能推动各项专业管理的提高, 从某种意义来讲, 企业的质量管理与各项专业管理是相辅相成的关系。因此, 只有抓住质量管理这个牛鼻子, 才能更好地推动各项专业管理的共同提高, 实现企业的经营生产目标, 不断提高企业素质。

参考文献

[1]曹晓卿.冲压过程质量分析系统[J].系统辩证学学报, 2000, 02.[1]曹晓卿.冲压过程质量分析系统[J].系统辩证学学报, 2000, 02.

级进模冲压工艺设计简述 第9篇

级进模 (Progressive Die) 由多个工位组成, 各工位按顺序关联完成不同的加工, 在冲床的一次行程中完成一系列的不同的冲压加工。一次行程完成以后, 由冲床送料机按照一个固定的步距将材料向前移动, 这样在一副模具上就可以完成多个工序, 一般有冲孔、落料、压弯、修边和成形等等。图1为某级进模结构简图。

2 级进模的特点

a.级进模制件材料主要是黑色金属或有色金

一汽模具制造有限公司郭晓东

属, 材料的形状多为具有一定宽度的长条料、带料或卷料。

b.级进模使用的压力机要有足够的刚性, 精度也要好。

c.级进模的送料采用按“步距”间歇送给或直线连续送给的方式。不同级进模的“步距”大小不相等, 具体数值在设计排样时确定, 但送料过程中必须严格控制“步距”精度, 才能保证冲件的精度与质量。多工位级进模“步距”精度的控制由压力机上送料装置和模具上用于定位的导正装置等的共同精确定位来实现。“步距”等于前、后两工位的间距, 在同一副级进模具中, 这个距离要求绝对一致。

d.级进模在未完成冲压全过程前, 毛坯件始终不离开条料和载体, 所有工位上被冲裁掉的部分都是无用的工艺废料或设计废料, 留下的部分被送到模具的下一工位上继续冲压。虽然各工位的冲压工序独立进行, 但制件与条料始终连接在一起, 直到最后的工位落料时, 合格制件才与被冲条料分离开来。

e.级进模适合大批量中、小型零件的生产, 冲压精度高、尺寸一致性好。

f.级进模综合技术含量高。模具结构比较复杂, 加工精度和制造技术要求高, 没有较先进的精加工设备和熟练而有经验的模具钳工, 加工、装配和调试难以获得预想效果。

g.级进模可以实现自动化生产。

h.级进模的工作零件采用超硬材料制造, 模具寿命长。级进模将制件复杂的冲压工序内容分解到若干个工位完成, 每个工位的冲压复杂性相对比较简单。图2为级进模的工作简图。

3 级进模对被加工制件的基本要求

a.制件产量比较大, 一般不少于10～15万件/年。

b.制件的精度适中。

c.用单工序模不经济, 用多工位模具又难以冲压加工的情况下, 只能用级进模。

d.用单工序模不便定位和冲压加工, 只能用多工位级进模生产的某些小而复杂的微型或超小型件。

图3为采用级进模生产的部分车身制件。

4 级进模冲压工艺设计的基本步骤及注意事项

4.1 分析被加工制件的特点

通过分析, 确定整个零件的冲压工艺方案, 包括排样、冲裁或成形的先后分解、变形程度的合理分配、工位数的多少以及模具制造能力评估等。

4.2 初步确定冲压方向以及各工序工艺内容

4.2.1 冲压方向

仅包含成形工序的级进模的冲压方向就是指最后一工序的冲压方向, 其他工序仅可以在垂直于送料方向上有冲压方向的变化, 变化角度的实现通过载体压料后制件的旋转来完成 (图4) , 图示两工序间冲压方向有15°的差异;包含拉延工序的级进模的冲压方向就是其拉延方向, 后序各工序严格按拉延方向冲压。

上述两类制件冲压方向的选取同时也应遵循基本的冲压原则, 如制件形状在成形工序或者拉延工序的冲压方向上不能存在冲压负角等。

4.2.2 各工序工艺内容

各工序工艺内容的初分要考虑以下几点原则。

a.尽可能把工序内容均分到各工序, 保证各工序的结构内容简单。

b.初步考虑废料的排出方式并以此为依据合理分配修冲工序。

c.考虑能否通过旋转制件取消斜楔机构等。

4.3 使用CAE软件初步分析制件成形性

制件冲压方向确定后, 即可对其进行初期CAE分析, 目的是评判制件的成形性以及各工序工艺内容的合理性, 并得到毛坯轮廓。

仅包含成形工序的级进模可首先通过CAE软件中的快速计算模块粗略得到板料的轮廓, 若制件品标有对轮廓的公差要求 (一般为±0.5 mm) , 则需要给出后序精修边所需的余量 (最小为3 mm) ;而对于后序无精修工序的级进模而言, 为保证制件轮廓的精度, 需要通过CAE软件中的迭代模块 (迭代精度建议为0.01 mm) 精确算出落料轮廓。

包含拉延工序的级进模的板料轮廓当然要根据CAE软件拉延模块模拟计算得出。级进模结构紧凑, 必须保证最终模具使用的落料轮廓与设计值没有大的差异, 因此要求板料轮廓在设计时力求精准。

4.4 落料排样以及确定模具步距

4.4.1 落料排样

落料轮廓确定后即可进行落料排样的设计。确定排样方式要综合考虑工作零件 (凸模以及凹模) 的强度、废料处理方式的合理性和材料利用率等因素。级进模的排样方式有3种 (图5～图7) , 设计者可根据制件特点选择适合的排样方式。

4.4.2 确定模具步距

排样方式确定后, 可初步确定级进模的步距。所谓步距是指级进模中相邻两工位间的距离值。一旦一副级进模排样的步距值确定后, 该模具相邻两工位间的距离必须相等 (即在一副模具内, 步距是个等值) 。理论上的步距可以根据搭边值以及沿送料方向的落料轮廓尺寸计算得出 (图8) , 步距的基本尺寸由下式计算。

式中, A为步距, mm;C为与送料方向平行的制件外形尺寸, mm;a为制件间搭边值, mm。

实际设计中可通过如下操作得出步距, 见图9。沿送料方向平移落料轮廓线, 平移距离为A (mm) , A值取整即为排样步距;要求保证落料凹模刃口最小尺寸a (mm) 满足6 mm6 mm主要是为了兼顾落料凹模的可加工性以及落料凸模的强度, a<8 mm主要是为了提高制件材料利用率。

4.5 确定载体方式

载体 (Carrier) 是指级进模中连接制件, 用于制件的定位以及举升的板料部分。载体在多工位级进模中有着特殊的作用, 通过它将制件传递到各工位进行冲裁和成形加工, 并且使坯件在动态送料过程中保持稳定、准确的定位及传送的刚性。载体分为平面载体和形状载体, 平面载体又有双侧载体、单侧载体、中间载体和复合载体等各种形式。载体形式的选择主要应根据制件的几何形状、尺寸精度和排样方式确定。下面简要介绍载体的具体形式以及适用范围。

4.5.1 双侧载体

双侧载体又称双载体或框形载体, 是指条料在送进过程中, 用于制件的定位以及举升的板料分布在制件两侧的载体方式。这种载体外形保持很完整, 导正销定位孔经常放在两侧载体上, 载体强度和送料稳定性最好, 是最为理想的载体;不足之处是制件材料利用率较低。但有些制件 (如包含拉延工序的制件、中间无法加载体的细长制件等) 必须使用双侧载体。双侧载体的常见样式一般有两种, 见图10和图11。

图10的双侧载体除包含必要的步距确认缺口、导正销定位孔以外, 还有用于增加载体强度的加强筋。此载体样式多适用于料厚为1 mm以下的制件, 图中A、B、C等结构尺寸在设计时应遵循相关标准。图12为应用实例。

图11与图10相同之处是包含必要的步距确认缺口和导正销定位孔, 不同之处是此载体样式使用短翻边增加载体强度, 适用于各种料厚的制件, 图中A、B、C等结构尺寸在设计时同样应遵循相关标准。图13为应用实例。

4.5.2 单侧载体

单侧载体又称单载体, 是指条料在送进过程中, 用于制件的定位以及举升的板料分布在制件单侧的载体方式。单侧载体常用于弯曲件在弯曲成形前, 需要由前面工位冲去多余废料, 从而使制件一端与载体断开。单侧载体必须有足够的强度和刚度, 因此使用这种载体时, 制件材料的厚度不能太薄 (料厚>1 mm较为合适) , 太薄会使送料不稳;制件的体积也不能太大, 否则也会影响送料的稳定性。导正销定位孔一般全设在单侧载体上, 制件定距、定位全靠单载体, 这给精确导正定位带来一定困难, 所以送料步距精度不如双侧载体高。单侧载体的常见样式与图11类似, 具体样式见图14。

单侧载体包含必要的步距确认缺口、导正销定位孔以及用于提高载体强度的短翻边, 同样图中A、B、C等结构尺寸在设计时应遵循相关标准。图15为应用实例。

4.5.3 中间载体

中间载体又称中载体, 是指条料在送进过程中, 用于制件的定位以及举升的板料分布在制件中间的载体方式。中间载体特别适合两头有弯曲成形和对称的制件。该载体的常见样式见图16。

中间载体包含必要的导正销定位孔以及用于提高载体强度的两侧短翻边, 短翻边还同时具有一定的导正功能。此样式的中间载体多用于厚板料 (料厚>1 mm) 制件, 对于薄板 (料厚<1 mm) 制件而言, 为增加载体强度、保证送料顺畅, 可在图16所示样式基础上增加加强筋。图中A、B、C等结构尺寸在设计时应遵循相关标准, 图17和图18为应用实例。

4.5.4 复合载体

复合载体是将多种载体方式组合后形成的载体。有时候一种单一的载体不能完全保证制件的定位和送进的稳定。例如对于较长的对称件而言, 如果仅用中间载体时, 制件在重力作用下必然失稳;如果仅采用两侧载体, 制件中间在重力作用下也会失稳, 这两种情况都导致级进模具无法正常工作。为此, 载体就要采用两侧和中间叠加的复合载体, 应用实例见图19。

4.5.5 形状载体

形状载体又叫载体余肉, 是指在包含成形工序的级进模中连接制件和平面载体的板料部分。形状载体除了具有连接工序零件保证传输功能外, 最重要的功能为预存料。预存料用于因制件材料的流动和塑性变形等带来的距离变化的补偿。形状载体的样式多种多样, 使用时可根据制件的特征以及CAE的分析结果进行合理选择, 主要选择原则如下。

a.形状载体的宽度一般为5�6 mm。

b.形状载体的长度要适当, 这样既能保证在形状载体变形过程中与之相连的平面载体无变形, 又能保证形状载体自身变形无断裂、叠料等问题的发生。应用实例见图20。

4.6 进行带载体的制件CAE分析

确定载体的样式后, 即可对制件进行带载体的CAE分析, 在分析过程中可完善载体的样式以及调整相关工艺内容。图21为某制件的分析过程。

在拉延以及整形工序中可以清晰地判断制件的成形性以及形状载体在各工序的具体状态, 进而可以有针对性地解决相关成形问题并调整形状载体的形状。如制件一次成形有起皱或破裂问题时可考虑分步成形, 若形状载体出现断裂可适当增加其长度等。

4.7 精确排布各工序的工艺内容

级进模的工艺排布有几项特有的原则值得注意。

a.在级进模的工序排布中要合理地利用空工位。所谓空工位是指仅包含上工序制件的级进模工序, 合理增加空工位可以有效保证级进模工作零件的强度, 包含斜楔的级进模中的空工位可以保证斜楔的驱动空间等。

b.对弯曲和拉深成形件而言, 每一工位变形程度不宜过大, 变形程度较大的冲压件可以分为几次成形。这样既有利于保证质量, 又有利于模具的调试和修整。精度要求较高的成形件应设置整形工位。

c.尽可能减少斜楔的使用。因为斜楔需要较大的驱动空间, 这对结构十分紧凑的级进模来说是困难的。在有可能的情况下, 可以以载体为轴旋转制件改变冲裁角度而避免使用斜楔。

d.级进模工序排布和级进模结构设计的呼应十分重要。这是由于级进模的结构很紧凑, 一旦出现结构空间不足的现象, 工序内容的排布也要及时调整。

落料件冲压工艺方案的确定 第10篇

关键词：冲压,方案,排样,利用率

1 落料件零件图

图1 为落料件零件图, 选用材料:08 钢, 料厚t = 1mm, 大批量生产。

2 落料件工艺性分析

由图1 可知, 此落料件, 外形结构简单, 但不对称, 26 和80 两个尺寸无公差要求, 可按自由公差等级IT14, 按入体原则标注偏差, 标注后为26-0.52, 80-0.74。54, 30, 40, 644 个尺寸查公差等级表[1]可知, 均为IT11-12 级, 从落料件材料、形状、精度等方面分析, 适合冲压落料的方式加工。

3 工艺方案的确定

此零件简单, 只用落料工序可完成加工, 选用单工序落料模具[2]。

3.1 排样的比较

采用单排、直排、对排三种排样, 分别为排样方案1、排样方案2、排样方案3, 均可获得满足零件图质量要求的冲件[3]。

3.2 材料利用率的计算

针对不同的排样, 分别计算材料的利用率。

选取板料长度L和宽度B分别为1200mm, 800mm, 即规格为1200×800×1

落料件面积S=64×26+26×30+24×40=3404

排样方案1:

(1) 沿板料长度方向1200mm下料, 下料条数为n1=200/85.35 =14, 每条可冲落料数为n2=80/65.5 = 12 , 这样整张板料可冲落料件数为n=n1×n2=14×12 = 168;可得材料利用率为:

(2) 若沿板料宽度方向800 下料, 可剪条数n1= 800/85.35 = 9;每条可冲落料件数n2= 1200/65.5 = 18 , 这样整张板料可冲落料件数为n=n1×n2= 9×18 = 162; 可得材料利用率为:

排样方案2:

(1) 沿板料长度方向1200mm下料, 可剪条数n1= 1200/13.7 =10;每条可冲落料件数n1= 2×800/69 = 22, 这样整张板料可冲落料件数为n = n1×n2= 10×22 = 220;可得材料利用率为:

(2) 若沿板料宽度方向800 下料, 可剪条数n1= 800/113.7 = 7;每条可冲落料件数n1= 2×1200/69 = 34 获得落料件个数为:n =n1×n2= 7×34 = 3 = 238; 可得材料利用率为:

排样方案3:

(1) 沿板料长度方向1200mm下料, 可剪条数n1= 1200/85.35= 14;每条可冲落料件数n2= 2×800/131 = 12 , 故整张板料可冲落料件数为:n = n1×n2= 14×12 = 168;可得材料利用率为:

(2) 若沿板料宽度方向800mm下料, 可剪条数n1=800/85.35=9;每条可冲落料件数n2=2×1200/131=18, 整张板料可冲落料件数为:n = n1×n2= 9×18 = 162;可得材料利用率为:

3.3 确定合理工艺方案

由上述计算表明, 排样方案2 中材料利用率较高, 故选排样方案2 作为冲裁加工的工艺方案。

参考文献

[1]杨铁牛.互换性与技术测量[M].第2版.北京:电子工业出版社, 2010:26-27

[2]成虹.冲压工艺与模具设计[M].第2版.北京:机械工业出版社, 2013:31-32

冲压工艺性 第11篇

针对传统《冲压工艺与模具设计》课程教学中的不足，提出了该课程项目化教学的教学模块和项目设计，介绍了项目化教学的整个实施过程，通过几个学期项目化教学的教学效果总结，为该课程的改革提供了一种新思路。

冲压工艺与模具设计教学改革项目化教学《冲压工艺与模具设计》课程是高职高专模具设计与制造专业学生必修的一门专业核心课。这门课程学习的好坏，直接影响着学生毕业之后的就业去向，同时也是就业后能否胜任岗位的决定性知识之一。现阶段，大多数高职院校在该课程的教学过程中还采用着“老师讲，学生听”的传统教学模式，虽辅以多媒体加视频仿真的教学手段，但是在多媒体泛滥的课堂中仍难激起学生浓厚的学习兴趣。同时，单调的课堂教学也无法模拟将来工作中的真实场景，无法实现课堂与企业之间的无缝衔接。因此，对该课程实施项目化教学的改革势在必行。

一、项目化教学设计

项目化教学强调“以能力为本位、以职业实践为主线、以项目课程为主体”，结合《冲压工艺与模具设计》课程的课程标准，并根据企业的真实工作流程，将本课程的项目化教学分为成了三大模块，其中第一个模块又分为了三个项目，如表1所示。这些项目在内容的选取上主要遵循的思路为：按照由简到难的原则，以非常典型的冲压零件引出项目，引导学生按照实际工作中的顺序来分析问题、解决问题，通过分析冲压零件的工艺来制定合理的工艺方案、确定模具结构并进行一系列的相关计算，查找国家标准手册选择合适的标准件，最后画出模具的装配图和重要零件的零件图，并在三维软件中实现模具的运动仿真。

二、项目化教学实施

项目法教学过程与传统教学过程完全不同，需要教师提前做好大量的准备工作。主要包括：确定项目内容、项目流程、任务要求、任务目标、任务评价等，同时还要设想在教学过程可能发生的情况并时刻准备帮助学生解决困难问题。本文以《冲压工艺与模具设计》课程中的复合模的设计为例来讲解项目式教学过程。

1.分组与选题

项目化教学上课地点选在模具设计室，为方便教学，将学生分为若干小组，每组成员5人左右，每组设组长一名。

分好组后，教师下达任务书，每组同学的零件形状稍有不同，但是同属同一类型模具。同一组内同学零件形状类似，但关键尺寸又各不相同，以保证每个同学的任务都既相似又不完全相同。

2.确定项目计划和工作步骤

学生选好题目后，教师首先讲解一下项目完成的整个流程，同时详细讲解在完成项目过程中会遇到的知识点，让学生带着问题学习，在学习中思考项目的工作计划和步骤。在学生制定项目计划时，教师要根据学生的项目计划提出问题，引导学生进行讨论、思考并完善项目实施方案。

3.计算实施

确定项目实施方案后，学生要结合具体项目进行相关计算，以复合模为例，学生首先分析其结构工艺性，选择采用顺装复合模还是倒装复合模，然后制定出工艺方案，选择合适的排样方法，选择合适的搭边值，根据板材大小设计合理的裁板方法，计算出材料的利用率，计算凸模、凹模以及凸凹模的刃口尺寸，确定压力中心，计算冲裁力的大小，选择合适的压力机，等等。在这些计算和选择过程中，学生会遇到一些问题，教师可以先引导学生分组讨论，尝试自己解决问题。在此阶段，学生应充分发挥自主学习意识，教师通过不断巡查，及时发现学生在计算过程中的问题并给予引导和指正。最后，通过学生设计，教师指正，学生改进并完善这一过程使整个项目的设计更加满足任务要求。

4.总结与评估

当学生将项目设计方案提交给教师后，教师要对学生进行考核和评价。在项目化教学中，更加强调的是学生在整个过程中的表现，教师要对学生学习和工作态度、专业知识学习能力、解决问题能力、创新能力、小组成员互评等进行全方位的评估。考核结束后，教师要对整个项目设计做出点评和总结，指出学生在项目设计中的优缺点和改进方法，为下一个项目的设计做好准备，并通过完成所有课程中所涉及项目后，让学生达到可以胜任社会上相关工作岗位的基本要求。

三、项目化教学实施效果与总结

通过 4个学期的《冲压工艺与模具设计》课程的项目化教学，教师改变了旧时的教学方法，更新了全新的教学理念，适应了教学过程中的新定位和新角色，解决了项目化教学中遇到的新问题和新挑战，提升了教师的教学水平。

同时，学生在项目化教学中由以往的被动学习转为主动学习和有针对性的自主学习，不同以往的学习方式让学生感受到新鲜的同时又倍受压力，而将压力转化为动力的过程中极大的增加了学生的学习热情和学习兴趣，问题的解决也大大增强了学生的自信心，从而对冲压模具设计的知识有了更加全面的理解和记忆。

项目化教学所选项目绝大多数来自于企业中的典型冲压件，通过不同类型零件的项目化教学，让学生的综合职业能力明显提高，为今后步入企业工作打下了坚实的基础。

参考文献：

[1]肖亚慧.《冲压工艺与模具设计》课程项目化教学改革实践[J].教学与管理，2015，（05）：44-46.

[2]张玉华.基于《冲压工艺与模具设计》课程项目导向教学方案的研究[J].轻工科技，2014，（07）：207-208.

白车身成本控制之冲压工艺 第12篇

冲压领域白车身成本控制的手段

1.冲压领域的白车身成本构成要素

冲压领域的白车身成本主要由三方面构成:原材料成本+生产成本+工装成本。其中, 原材料成本主要受材料利用率、牌号和料厚的影响;生产成本则由人工、燃动、机物料、设备等因素决定;工装成本由于每个车型都需要有新的投入, 因此是最易影响白车身成本的一个重要因素。而冲压领域的工装成本是由前期的产品方案以及工艺方案输入来决定, 因此冲压领域的白车身成本控制有以下几个途径:

1) 材料利用率的提升:通过工艺分析、废料利用以及坯料优化等方式提升冲压件的材料利用率。

2) 在不影响整车的性能以及零件的成形性的同时对冲压件材质进行优化, 尽量降低牌号以期降低成本。

3) 冲压设备型号的合理选择:选用满足冲压件生产需求的最优压力吨位。

4) 多工位模具的推广应用。

5) 热成形等新技术的广泛应用。

6) 建立冲焊一体化的外协体系, 合理优化物流路线等方式降低生产成本。

以上6种途径都是在SE的初期阶段需要关注的重点, 其中的几种控制方法是需要同时开展才能达到最优效果。

2.材料利用率的有效提升

(1) 缩小坯料尺寸缩小坯料尺寸是提升材料利用率最直接有效且最基础的方法, 它不仅在工艺分析设计阶段可以开展, 而且在冲压件调试阶段也不断被进行优化。

缩小冲压件的坯料尺寸可以从以下几个方面着手:

1) 最小化成形后的余量, 即在冲压件成形后坯料的收缩线尽量靠近拉延筋甚至流入拉延筋的一半位置。此方法最常见是在CAE分析的过程中, 可以根据分析结果直观地对坯料尺寸进行优化。另外还需要在冲压件调试的过程中进行验证并实现进一步优化, 确定最终的坯料尺寸。

2) 激光拼焊板的广泛应用。除现在普遍应用激光拼焊板的车门内板外, 对于一些车身上影响碰撞性能的零件, 如纵梁和A柱等, 也可以采用激光拼焊板来满足碰撞要求, 并能有效减轻车身重量, 而且在坯料形状重新组合后明显提升材料利用率, 从而达到减小坯料尺寸、降低材料成本的效果。

3) 不规则坯料形状的使用, 大体上分为两种方式:一是梯形料片的使用, 二是开卷落料线的开发。落料模的开发要注意通用性, 特别是圆弧状料片的共用, 在工艺方案确定时尽量使需要弧状料片的冲压件用同一副落料模, 以减少工装开发的费用。也可以借用其他车型有类似形状的落料模, 前提是要满足模具的使用寿命。

4) 拉延筋位置的优化。拉延筋的位置越靠近产品件, 零件的坯料尺寸越小, 合理的压料面补充对坯料尺寸的影响较大, 补充压料面的设计一般是在一定范围内进行, 尽量选用范围的下限可缩小坯料尺寸近而提高材料利用率。

(2) 废料再利用方案的制定提高材料利用率的另一个重要手段就是废料的再利用。在编制废料再利用方案前, 要求对零件的坯料尺寸以及废料的尺寸做出粗略的估计, 然后选择材质料厚相近且坯料尺寸合适的零件作为备选方案。此方案中的备选零件可能会出现与被利用废料的材质料厚不完全一致的情况, 此时需要和产品部门进行协商得出最后的方案。除此之外, 在模具设计时也要考虑废料回收的便利性。

(3) 套冲的使用套冲就是利用其他零件的废材部分作为小型零件成形回收的方法, 也可以说是废料再利用的一种。由于此时小型零件的成形不能影响原有零件的成形, 因此在选择小型零件时不仅要考虑材质料厚, 还应选用形状较为平缓的零件, 同时不能因为小型零件而增加原有工序数量。

(4) 成形方法的合理变更由于拉延需要完整的工艺补充部分, 但成形可以采用不封闭压料的方式, 所以可以减小冲压件的坯料尺寸。对于一些功能要求不高且形状较为简单的冲压件, 例如车身上的纵梁加强板、横梁和门槛等, 可用成形或者折弯工艺来代替拉深成形;中央通道加强板、中门柱上窗框加强板等多采用开口拉延或者半开口拉延的方式节省坯料尺寸。在SE阶段的工艺审查时可以通过改变产品形状来改变零件的成形方式。图1所示为我公司某SUV车型车身零件, 方案一必须采用拉延成形, 方案二改变产品形状后, 成形方法由拉延变为成形。改为成形的工艺方法不仅可以有效地提升材料利用率, 也可以缩小模具尺寸、节省工装费用。

(5) 优化产品结构设计冲压件的成本在产品设计阶段就已经大部分被确定下来。设计阶段可决定总成本的70%。在满足产品功能和使用要求的前提下必须着重考虑产品的工艺性。所谓产品的工艺性, 通俗而言是指产品生产制造的难易程度、制造的可行性和经济性。

冲压件的结构要素是工艺性的重要内容。冲压件的形状尺寸和精度要求等是否合理, 将直接影响到材料的选用和消耗、冲压工序内容的不同和工序数的多少、模具的结构和寿命的长短、模具设计制造维修的难易程度、产品质量的稳定和操作的难易程度等, 因此, 在产品设计时必须充分考虑冲压件的结构工艺性。

在冲压SE阶段通过改善产品的结构, 达到优化产品成形性、降低模具开发费用、提高材料利用率等目的。除了在图1里示意的改变成形方法外, 还可以通过检查翻边角度、冲孔角度等简化模具结构。图2是我公司某款轿车零件, 由于红圈处的翻孔造成工序内容增加, 导致新增一副翻孔模具, 由于此模具上并没有其他的工序内容, 视为工序浪费, 取消翻孔特征后, 减少翻孔模具, 从而节省工装费用。

另一类通过改进产品结构达到降低冲压成本的手段就是零件一体化。通过将两个或者两个以上产品功能相近、焊接位置邻近以及形状类似的冲压件合成为一个冲压件的方法, 达到节约模具数量、提高材料利用率的目的。如图3所示的A、B、C三个零件, 将此三件合为一个冲压件, 不仅可以节省大量工装费用, 而且可以减少焊点数量以及工位器具数量。

3.冲压件材质的优化

对于冲压件材质的优化, 在不影响整车性能的前提下从以下几个方面考虑:

(1) 降低冲压件材质的牌号针对车身上功能要求不高且零件形状简单的冲压件, 它们的成形工艺多为成形或者折弯, 这种工艺对产品材质要求不高, 因此可以大量采用牌号较低的材质进行冲压。

(2) 减少原材料牌号的种类因为每种牌号的材质各种料厚、尺寸 (卷宽的尺寸) 都有一定的起订量, 且常用材质、料厚的均价较低, 因此合理减少原材料的牌号对于坯料采购环节的降成本意义重大。

冲压件材质的优化不是一个孤立的降成本手段, 它应该与CAE分析以及废料再利用相结合才能起到最好的效果。

4.冲压设备型号的合理选择

在冲压生产中, 冲压设备的选择应该慎重, 不仅是因为设备本身价格昂贵, 更主要的是它影响工厂生产效率、生产布局、生产安全等诸多方面。降低冲压成本中设备费用的途径应从提高产量、提高实际生产时间、降低调整时间和使用方便几方面考虑。

(1) 冲压设备参数的标准化同一条生产线或者同一吨位的压机的工作压力、行程、冲次、闭合高度和工作台面尺寸等参数标准化, 可以使模具的装夹以及调整的时间缩短, 有利于快速换模, 进而提高生产效率。此外, 压机参数的标准化可以促进模具设计的标准化, 便于压机替换。

(2) 提高生产线的自动化程度冲压生产线自动化程度的不断提高带来的不仅是高效率、短周期、安全操作等优势, 而且会减少操作人员数量并降低操作失误带来的产品件质量问题, 对于减少人工成本以及稳定产品件的质量都有非常重要的作用。先进的伺服压力机自动化线相较于原有的普通压机自动化线, 不仅有更高的生产效率, 而且通过利用其滑块运动的可控性来编制出适合于加工工艺的滑块运动方式, 有效提高产品的精度和稳定性, 提高模具寿命及生产率, 而且可实现静音冲裁, 甚至可以扩大加工范围 (如镁合金的冲压加工等) , 适于冲裁、拉深、压印和弯曲等工艺, 以及不同材料的特性曲线。如可将滑块运行停止保压, 其目的是提高制件的成形质量。

(3) 液压机取代机械压力机随着液压机的冲次和稳定性的不断提高, 且造价低廉, 得到了广泛的使用。除此之外, 液压机的参数调节较方便, 同时噪声小, 通用性高, 在降低模具费用方面也有重要作用。

(5) 多工位模具的推广应用多工位模具就是在一副模具中完成包括拉延、成形、修边和冲孔等多道工序, 减少了使用多副模具的周转和重复定位过程, 显著提高了生产效率和设备利用率, 并且减少了操作人员的数量, 模具的重量也有所减少, 工装费用相应降低。

多工位模具在我公司的在产车型中鲜有应用, 但在引进上海某模具供应商后, 该工艺在我公司在研产品中得到大批量应用且比例呈逐步上升趋势。我公司自某SUV车型开始, 多工位模具应用比例达到30%左右, 有了质的飞跃, 后期某A级轿车将这一比例提高到50%左右, 大大降低了工装成本。图4所示为我公司某SUV车型中某一制件的多工位模具。

(6) 建立零部件协同的外协开发体系生产成本是车身成本构成中最关键的一环。因为汽车厂的生产不是所有的件都由主机厂开发, 大部分件都会以外协的方式, 由外部供应商进行生产及输送。但是在传统的外部供应商开发过程中, 没有系统地考虑冲压件的物流, 以及下一步工序焊装的生产内容, 以至于生产环节成本过多的浪费。

在考虑以上的因素后, 外协体系需要遵从以下两方面的原则, 以便降低生产环节的成本。

(1) 冲焊一体化原则在外协供货体系中, 需要外协供应商既具备冲压的生产技术能力, 又具备焊接的技术生产能力, 这样使得冲压和焊接都能在同一外协供应商生产, 特别是焊接一个总成所需要的冲压件都能在同一个车间生产, 使得整个总成的物流运输都能闭环在同一个生产车间内, 避免了长距离运输过程中生产的质量问题, 降低了其物流运输成本及因质量问题导致的返修成本。

(2) 模块化供货原则在冲焊一体化原则的基础上, 为了更进一步让外部供应商生产的零件能以较高的质量和较低的成本送到主机厂, 需要遵从模块化供货原则, 即根据主机厂的生产线情况, 由外协厂只送主机厂所需要的最后一级总成, 其余的分总成及冲压件全部是由该外协厂负责生产, 这样对于主机厂总成件的质量, 以及在生产此总成件的各个环节的物流费用就大大的降低了。

模块化供货原则与冲焊一体化原则相呼应, 意在减少物流成本, 封闭尺寸链, 达到降低成本、提高质量的目的。

结语

通过白车身成本的构成分析, 不难发现白车身成本控制领域中与冲压相关的成本控制的重要性, 而SE阶段作为控制白车身成本的最重要阶段, 特别是产品设计定型之前进行的工艺分析以及工艺方案的初步规划将决定后续的工装成本以及生产成本。因此, 从产品的工艺性、设备的合理性以及工装开发的精益性这几个方面, 展开SE阶段白车身成本的控制活动十分必要, 只有高品质、低成本的产品才能给企业带来巨大的经济效益。