冲压工艺与模具设计 知识点总结

1，P1，冲压是通过模具对板材施加压力或拉力，使板材塑性成形，有时对板材施加剪切力而使板材分离，从而获得一定尺寸、形状和性能的一种零件加工方法。 冲压工艺可以分成分离工序和成形工序两大类。（判断：表1和表2）

2，P18，硬化定义：随着冷变形程度的增加，金属材料强度和硬度指标都有所提高，但塑性、韧性有所下降。 N称为材料的硬化指数，是表明材料冷变形硬化性能的重要参数。硬化指数n大时，表现在冷变形过程中材料的变形抗力随变形的增加而迅速增大，材料的塑性变形稳定性较好，不易出现局部的集中变形和破坏，有利于提高伸长类变形的成形极限。 P30，成形破裂：胀形（a破裂）和扩孔翻边破裂（B破裂）。 3，P32（了解）硬化指数n值：材料在塑性变形时的硬化强度。N大，说明该材料的拉伸失稳点到来较晚。 塑性应变比r值：r值反映了板材在板平面方向和板厚方向由于各向异性而引起应变能力不一致的情况，它反映了板材在板平面内承受拉力或压力时抵抗变薄或变厚的能力。

4，P45，冲裁过程的三个阶段：弹性变形阶段，塑性变形阶段，断裂分离阶段。

5，P48，断面的4个特征区：圆角带，光亮带，断裂带，毛刺。 （简答）影响断面质量的因素：1，材料力学性能的影响。材料塑性好，材料被剪切的深度较大，所得断面光亮带所占的比例就大，圆角也大；反之则反。2，模具间隙的影

响。间隙过小时，最初形成的滞留裂纹，在凸模继续下压时，产生二次剪切，会在光亮带中部形成高而薄的毛刺；间隙过大时，使光亮带所占比列减小，材料发生较大的塌角，第二次拉裂使得断面的垂直度差，毛刺大而厚，难以去除，使冲裁件断面质量下降。3，模具刃口状态的影响。刃口越锋利，拉力越集中，毛刺越小；刃口磨损后，压缩力增大，毛刺增大。4，断面质量还与模具结构、冲裁件轮廓形状、刃口的摩擦条件等有关。

6，P50，降低冲裁力的方法：阶梯凸模冲裁（缺点：长凸模插入凹模较深，容易磨损，修磨刃口夜间麻烦），斜刃口冲裁，加热冲裁。

7，P52，F卸：从凸模上将零件或废料卸下来所需要得力。 F推：顺着冲裁方向将零件或废料从凹模腔推出的力。

F顶：逆着冲裁方向将零件或废料从凹模腔顶出的力。 设h为凹模孔口直臂的高度，t为材料厚度，则工件数：n=h|t。 刚性卸料装臵和下出料方式的冲裁模总压力：F总=F冲+F推 弹性和下出料方式的总冲压力：F总=F冲+F卸+F推

弹性和上出料方式的总冲压力：F总=F冲+F卸+F顶（选择） 8，P53，冲裁间隙：冲裁模的凸模和凹模刃口之间的间隙。分双边（C）和单边（Z）两种。

间隙的影响：（1）对冲裁件质量的影响。间隙较大时，材料所受的拉伸作用增大，冲裁完毕后材料弹性恢复，冲裁件尺寸向实体

方向收缩，使落料件尺寸小于凹模尺寸，而冲孔件的孔径则大于凸模尺寸。当间隙较小时，凸模压入板料接近于挤压状态，材料受凹、凸模挤压力大，压缩变形大，冲裁完毕后，材料的弹性恢复使落料件尺寸增大，而冲孔件的孔径则变小。（2）对模具寿命的影响。间隙减小时，接触压力随之增大，摩擦距离随之增长，摩擦发热严重，因此模具磨损加剧；较大间隙使得孔径在冲裁后因回弹增大，卸料时减少与凸模侧面的磨损。（3）对冲裁力及卸料力的影响。间隙减小时，材料所受的拉应力减小，压应力增大，板料不易产生裂纹，冲裁力增大；反之减小，但继续增大间隙值，凸、凹模刃口产生的裂纹不相重合，会发生二次断裂冲裁力下降变缓。 间隙增大时，冲裁件光亮带窄，落料件尺寸偏差为负，冲孔件尺寸偏差为正，因而使卸料力、推件力或顶件力减小。间隙继续增大，制作毛刺增大，卸料力、顶件力迅速增大。 9，P61 重点

（冲裁模刃口尺寸计算）（1）计算原则：落料模先确定凹模刃口尺寸（以凹模为基准，间隙取在凸模上）；冲孔模先确定凸模刃口尺寸（以凸模为基准，间隙取在凹模上）；选择模具刃口制造公差；保证有合理的间隙值；“入体”原则。（2）计算方法：凸模和凹模分开加工{分开加工与配合加工的区别及其优缺点}、{配合加工计算题}；凸模和凹模配合加工{1，落料：应以凹模为基准件，然后配做凹模2，冲孔} 例2-3

10，P67 重点 排样利用率的计算（一个进距内的材料利用率

和一张板料上总的材料利用率公式）

排样：冲裁件在板、条等材料上的布臵方法。 材料的利用率：衡量排样经济性、合理性的指标。

冲裁过程中产生的废料分为两种：（1）结构废料（2）工艺废料 排样方法分三种：（1）有废料排样（2）少废料（3）无废料排样 11，P71搭边：排样中相邻两工件之间的余料或工件与条料边缘间的余料。

影响搭边值大小的因素：材料力学性能，材料厚度，工件的形状和尺寸，排样的形式，送料及挡料方式。

12，P78，冲裁工序按工序的组合程度可分为：单工序，复合和级进冲裁。（复合和级进冲裁的区别和利用）

冲裁组合方式的选择根据冲裁件的生产批量、尺寸精度、形状复杂程度、模具成本等多方面考虑（1）生产批量（2）冲裁件的尺寸精度（3）对工件尺寸、形状的适应性（4）模具制造、安装调整和成本（5）操作方便与安全（P94习题2）

13，P96，弯曲：把板料、管材或型材等弯曲成一定的曲率或角度,并得到一定形状零件的冲压工序。

应变中性层：由外区向内区过渡时，其中有一金属纤维层长度不发生变化的金属层。（重点：如何确定中性层） （P98稍稍理解：弯曲时的中性层：如何确定）

14，P101，重点弯曲件毛坯长度的计算：直线部分和弯曲部分3-12公式 r大于0.5t及图3-8 r小于0.5的弯曲件。

P103，最小相对弯曲半径Rmin|t：在保证发生弯曲时表面不发生开断的条件下，弯曲件内表面能够弯曲成取小圆角半径与坯料后度的比值。Rmin|t越小，弯曲性能越好。

影响最小弯曲半径的因素：零件的弯曲角a，板材的方向性，板材表面质量与剪切断面质量板材的宽度和厚度

15，P108，弯曲回弹：卸载后弯曲角形状和尺寸发生变化的现象 16，P109，影响弯曲回弹量的因素（1）材料力学性能（2）相对弯曲半径R|t（3）弯曲角a（4）弯曲方式和模具结构（5）摩擦 16，P121，根据应力应变状态的不同，将拉深毛坯分为5个区域：平面凸缘区，凸缘圆角区，筒壁部分，底部圆角区，筒底部分。拉深中主要的破坏形式：起皱和拉裂。

17，P127，起皱：拉伸过程中，毛坯凸缘在切压应力作用下，产生的塑性失稳。起皱原因：凸缘的切向压应力超过板材临界压力应力引起。最大切向压应力产生在凸缘外缘处，起皱首先由此开始。防皱措施：（1）压边圈、拉深筋、拉深槛（2）合理设计零件形状（3）合理设计模具（4）改善冲压条件压边力的平衡润滑（5）合理选材，确定适当板厚、低屈服极限材料，防皱效果好 P128，拉裂的防治措施：根据板材成形性能，采用适当的拉伸比和压力比；增加凸模表面的粗糙度；改善凸缘部分的润滑条件；选用KS|Kb比值小，n值大，r值大的材料。

18，P128毛坯尺寸计算原则：毛坯面积等于工件面积（面积相等原则）

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