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钣金冲压设计

2026-03-13

落料是一种基本的冲压工艺,它利用模具将材料分离。落料可以直接制成平面零件,也可以为其他冲压工艺(例如弯曲、拉伸、成型等)准备坯料。它还可以对成型的冲压零件进行切割、修边等加工。落料加工约占冲压总产量的 10%。 50%至60% 整个冲压过程。

⛓️ 基本流程

落料工艺分为落料和冲孔。 冲压法 使用冲孔来获得具有特定形状的零件或坯料的过程称为落料;相反,冲孔用于获得孔。

⚙️
空白图

📐 冲压件的工艺设计

  1. 形状和尺寸应尽可能简单,以减少浪费。
  2. 避免使用尖角;使用带半径的弧形链接。 R≥1.5t
  3. 避免使用细长的悬臂梁和狭长的槽。

冲裁件的凸起和凹槽的深度和宽度一般不应小于 1.5t(t 为材料厚度)同时,避免过长过窄的界面和过窄的沟槽,以增强模具边缘的强度。

4. 优选圆形孔

冲孔的最小尺寸要求

📏

5. 冲孔间距和孔边距

最小壁厚要求

采用复合材料模具加工时,更容易保证孔与形状之间以及孔与形状之间的精度,加工效率更高。孔间距以及孔与形状之间的距离均有最小壁厚要求。

6. 冲压弯曲部件 什么时候 冲压弯曲部件 对于深拉零件,孔壁与直臂之间应保持一定的距离。

7. 弯曲部件上的孔边 先冲孔后弯曲。孔的位置应位于弯曲变形区域之外,以避免孔完全空置时发生变形。孔壁到弯曲边缘的距离请参考下表。

材料厚度 最小距离(毫米)
≤2 1.5吨
>2 2.0吨

8. 添加工艺定位孔 为了确保坯料在模具中的精确定位,防止坯料在弯曲过程中发生偏转造成废料,应在设计阶段预先设置工艺定位孔。特别是对于多次弯曲成型的零件,工艺定位孔的位置必须作为基准点,以减少累积误差,确保产品质量。

⚡ 落料和变形工艺

当间隙正常且切削刃锋利时,冲裁变形过程可分为三个阶段:

  1. 1️⃣ 弹性形变 —应力
  2. 2️⃣ 塑性变形 —应力>屈服应力

凸模和凹模之间存在间隙,变形情况复杂。它并非纯粹的塑性剪切变形,还伴有凸模和凹模的弯曲、拉伸、压缩等其他变形。

  1. 3️⃣ 骨折分离 — 应力 > 强度极限
变形阶段

裂纹首先出现在模具切削刃附近的一侧——冲头切削刃附近的一侧——上下裂纹扩展并相遇——材料分离。

✨ 冲裁件质量及其影响因素

横截面条件

垂直,光滑,有细小毛刺

尺寸精度

图纸中规定的公差范围要求

形状误差

符合图纸要求;表面平整

横截面分析
质量因素

1. 影响冲裁件截面质量的因素

🧪

(1)材料特性

良好的可塑性→后期出现裂纹→更多明亮的条纹。

🔧

(2)模具间隙

小间隙→二次剪切;大间隙→二次开裂。

⚔️

(3)尖端地位

钝边会在相应端部产生毛刺

2. 冲裁件尺寸精度及其影响因素

尺寸精度是指冲裁件实际尺寸与图纸基本尺寸之间的差异。这种差异包括两个方面的偏差:一是…… 冲压件 相对于冲头或模具的尺寸而言;其次是模具本身的制造偏差。

📐 模具制造精度
🧱 材料特性
⚙️ 填补空白

3. 冲裁件形状误差及其影响因素

冲裁件形状误差是指翘曲、扭曲、变形等缺陷。

🌀

扭曲

曲面不平整。由间隙过大、弯矩增大、各向异性引起。

🔀

失真

零件扭曲。由材料不均匀、间隙或摩擦引起。

💥

形变

由于边缘冲孔或孔间距过小而导致的凸起。