冲压成形：弯曲件,冲裁件,拉伸件冲压工艺介绍

冲压件成形原理：冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等，施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件（冲压件）的成形加工方法。

工艺分类：冲压主要是按工艺分类，可分为分离工序和成形工序两大类。

分离工序（冲裁工序）：其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离，同时保证分离断面的质量要求。分离工序：冲裁（落料、冲孔）、剪切、切口、切边、剖切。

冲裁时板料的变形过程

变形过程：

模具间隙正常时，金属材料的冲裁过程可分三个阶段：

1）弹性变形阶段

板料产生弹性压缩，弯曲和拉伸等变形。材料在受到外力作用时产生变形或者尺寸 的变化，而 且能够恢复的变形叫做弹性变形。

2）塑性变形阶段

板料的应力达到屈服极限，板料开始产生塑性剪切变形。是指材料在外力作用下产而在外力去除后不能恢复的那部分变形。

3）断裂分离阶段

已成形的裂纹沿最大应变速度方向向材料内延伸，呈楔形状发展

冲裁后板料断面分为四个部分

成形工序：是使板料在不破坏的条件下发生塑性变形，制成所需形状和尺寸的工件。

成形工序：弯曲、卷圆、扭曲、拉深、变薄拉深、翻边（孔的翻边、外缘翻边）、缩口、扩口、起伏、卷边、涨形、旋压、整形、校平、压印、挤压（正挤压、反挤压、复合挤压）。

冲压件设计注意事项

冲裁冲压件的冲压工艺性

1）.冲裁件的形状和角度：冲裁件的形状设计应尽可能简单、对称，使排样时废料最少。冲裁件拐角应避免锐角，宜有适当的圆角

2）.冲孔最小孔径 （冲孔时孔径不宜太小）最小尺寸如下表

冲裁件的结构尺寸（如孔径、孔距等）必须考虑材料的厚度。

3）. 最小孔间距 和孔边距

冲裁件的孔与孔之间、孔与边缘之间的距离不应过小。

4）. 凸出悬臂和凹槽的最小宽度

弯曲件的冲压工艺性

弯曲是使用材料生产塑性变形、形成一定角度形状的冲压工序。弯曲可以用模具在欧通压力机上进行，也可以在专用的弯曲机或弯曲设备上完成。

弯曲按加工材料的不同，可分为板料弯曲、管料弯曲、型材弯曲、棒料弯曲等；按弯曲成形所用设备的不同，又可分为折弯、滚弯、拉弯、辊弯等。

弯曲件加工的精度与很多因素有关，如弯曲件材料的力学性能和材料厚度、模具结构和模具精度、工序的多少和工序的先后顾序以及弯曲件本身的形状尺寸等。精度要求较高的弯曲件必须严格控制材料厚度公差。一般弯曲件的尺寸经济公差等级最好在IT13级以下，增加整形等工序可以达到IT11级。

弯曲过程

弯曲加工的过程是利用V形弯曲模压弯V形件的模具结构图。凸模1与凹模2分别与弯曲工件内、外形轮廓基本一致，当外力(如果力机滑块运动)将凸模推下时，便将放在凸、凹模之间的板料弯成需要的工件。

弯曲有自由弯曲和校正弯曲之分，区别在于自由弯曲是在凸模、板料、凹模三者完全贴合时就不再往下压；而校正弯曲则是自由弯曲的基础上涂抹再往下压，使工件产生一步的塑性变形，以减少弯曲件的回弹。

1）.材料弯曲时，弯曲圆角当超过材料的极限强度时，就会产生裂缝和折断，应避免过小的弯曲圆角半径

2）R角的设定最好不要大于其自身1.5倍材料厚度。因为R角过大弯曲过后其回弹也很大。

3）.弯曲件的弯曲高度不要太长，同时H也不可以过小，特别是材料t＞2mm的时候h过小(切记)，会使弯曲困难，很难得到形状准确的零件。

弯曲件弯角成90°时，为了便于成形应使弯曲件直边高度h＞2t，当h=1.3t-2t时，应使R≈0或采用压凹槽等弯曲方法，见下图。

4). 弯曲件的弯曲线尽量不要设计在宽度突变的地方（如下图），以避免撕裂。

如果非要设计在宽度突变的地方，可以在宽度突变处预先冲好工艺孔或工艺槽 。

5）.对于有孔的弯曲件，如果孔位于弯曲的附近，弯曲的时候会使孔变形。

解决措施：使这些孔分布在变形区域之外。

如下图对于弯曲件，从孔边到弯曲半径R中心的距离取为：当t<2mm的时,l≥t；当t≥2mm的时，l≥2t。

6）.当弯曲件由宽、窄两部分组成时，过渡处距离L≥R，见下图。

7).对称件的弯曲，左右弯曲半径应该一致，以便保证弯曲过程中的受力平衡，以防止在弯曲过程中产生滑动，见下图。

8）.在设计弯曲件的时候，由于弯曲的形状和整体冲压件的形状不规则，所以，就要在冲压件上设计基准孔或基准边以及标注公差的一些基准。

如：面、边、孔等，但是尽量不要把基准设定在很难测量的地方如：空间的圆心、很难判定的元素等，见下图。

9）.在设计弯曲件的时候，要考虑折弯前材料展开长度（方向）是否有足够的空间（两片之间距离＞t)

拉伸件的冲压工艺性

1）拉深概念

利用模具将平板毛坯冲压成各种开口的空心零件，或将已制成的开口空心件压制成其他形状和尺寸空心件的一种冲压加工方法。

拉深工艺分类

1）按壁厚变化情况分：

① 一般拉深（工件壁厚不变)

② 变薄拉深（工件壁厚变薄）

2）按使用的毛坯的形状分：

① 第一次拉深（使用平板毛坯）

② 以后的各次拉深（以开口空心件为毛坯）

3）拉深变形过程：

4）拉深过程中毛坯各部分变化 ：

① 平面凸缘部分（主要变形区）

② 凹模圆角部分（过渡区）

③筒壁部分（变形区）

④ 凸模圆角部分（过渡区）

⑤ 筒底部分（小变形区）

缩孔、翻边、膨胀的成形介绍

冲压件结构设计要点

1、避免直角，圆弧过渡

2、孔与孔，孔与边，孔与弯曲处之间有足够距离

3、弯曲半径不能过小，折弯高度适宜

4、薄板可以通过加强筋方式提高刚度和强度

5、注意板料的纤维方向

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文章来源：冲压智能制造联盟