01
冲压产品的工艺分类
1、基本工序分类
冲压工艺按其变形性质可以分为材料的分离与成型两大类。
分离工序是这样一种冲压工序；在冲压力作用下，坯料变形部位应力达到抗拉强度后，坯料会发生断裂进而产生分离，最后能够获得所需形状与尺寸的工件。
工序中，坯料在冲压力施加影响力时，变形部位出现一种情况，应力达到屈服点，然而却没进入抗拉强度范畴，在这一条件的限定下，坯料由此产生塑性变形，并且这种变形过程中不会发生断裂分离，最终通过它才能获得所需形状与尺寸的工件，这就是冲压工序里的成型工序。
2、分离工序的类别
分离工序按照其不同的变形机理分为冲裁、整修两大类。
冲裁：指用模具沿沿一定的曲线或直线冲切板料（包括以下几类）
整修，乃是针对冲裁件断面部分施以再加工的分离加工方式，整修变形，是一种具备切削机理的情形，其工件的尺寸精度，相较于冲裁件而言更为优良，其工件的断面质量，相较于冲裁件而言也更为出色。
3.成型工序的类别
构成成型的工序数量不少，形成包含弯曲、拉深、翻边、胀形以及挤压工艺等状况。具体内容如下：
02
冲裁
1、冲裁产品的形态与成型过程介绍
冲裁而成的产品所呈现出的形态，冲裁出来的产品的断面具体划分成：塌角，光亮带，断裂带，毛刺，这四种形态乃是在产品进行冲裁的进程当中，于不一样的阶段，不同的部位以及通过不同的应力作用从而产生形成的。
如上图所示，其一，塌角的高度大概约是8%T至15%T ；其二，光亮带的高度大概约为15%T至55%T ；其三，断裂带的高度大概约在35%T至75%T ；其四，毛刺的高度大概约处于5%T至10%T。
1）弹性变形阶段
进行受力方面的分析，刃口那里的部分材料承受着剪切力，这种力的大小是小于弹性极限的，要是这个力消失不见，那么材料就会恢复到原始的状态。
状态描述：凸模施加压 力于材料，材料略挤入凹模刃口。
2）塑性变形阶段
受力分析:材料受力由边及中心 ，逐渐超过弹性极限
状态是这样描述的，凸模持续地朝着材料更深入的方向行进，于这个特定阶段之中，冲裁件出现了塌角的状况，同时还产生了光亮带。
3）剪裂阶段
对于受力进行分析，材料靠近凹模刃口的部分区域，其应力最先达到材料自身的抗剪切强度，进而致使凹模刃口旁边的材料所产生的裂纹得以增大。可是在这个时候，凸模刃口部分的材料仍旧处于塑性变形阶段，随着冲头针对材料的进一步深入，冲头附近的材料也达到了剪切强度，同样产生了裂纹，再往后，这两条裂纹相互重合，最终材料实现分离。
状态描述：材料分离,上下裂纹重合时相互撕扯产生毛刺
03
与产品设计相关的冲裁工艺要点及设计举例
1、冲裁产品的分类、作用及结构
冲孔 piercing
它有这样几种作用，其一，是当作一般过孔来用，这种情况下要求比较低；其二，是作为自攻牙底孔来用，在产品设计方面要求光亮带的比例要比较高；其三，是作为高精度转轴孔，而对此是要求没有毛刺，并且少了断裂带，实现的方式是采用机械去毛刺或者模具倒面的方式。
留意：开展冲孔设计之际,鉴于受到凸模强度的限定,孔的尺寸应避免过小啦，就是一般要比0.5T来得大方可。
落料 stamping
作用，其一，用作一般外形使用，此要求较低；其二，用作对接接头激光焊接装配使用，需无毛刺、有大的光亮带以及小的断裂带间隙；其三，用作软饰支架使用，要求卷边或者去毛刺。
要留意，其一，在进行产品设计之际，应当让冲裁件各个直线还有曲线的相连接处存在恰当的圆角，不然凹模会出现应力集中的状况，极其易于损坏；其二，鉴于模具线切割的加工工艺，冲裁零件以及落料零件的最小R角不可以小于R0.2。
切舌、切曲 lancing
作用一是当作卡扣来加以运用，作用二是当成限位来予以使用，作用三是能够节省工序，还可提升材料的使用率，把切边以及折弯这两道工艺合并成为一个。缺点是毛刺的方向没办法进行变化，必然得跟冲头的方向相反。
注意：要求切口部位与折弯部位距离足够大, 满足冲头强度.
切舌、切曲 结构设计的注意点：
1）切曲的时候，冲头的宽度得足够大，在进行零件设计时，要确保切口部位跟折弯部位的距离超过5mm，不然的话，冲头强度低，会对模具的寿命产生影响。
2）在进行模具设计之际，刀口剪切的那一部分，务必要确保有着大概3mm的直边，以此来避免出现崩刀这种现象。冲头的两边，一定要保证存在断差，进而保证能够先进行剪切，之后再进行弯折。
与冲裁相关的产品设计注意点总结
1)对产品进行设计之际，应当要使得那些冲裁件的每一条直线或者是曲线的相互连接处，具备有恰如其分的圆角，（缘由在于：其一，寻常的线切割所能够达成的最小R角是0.2，尖锐边角不容易去确保；其二，尖锐边角的地方凹模会出现应力集中的状况，模具在承受外力之后极易受到损坏）
2)针对产品进行设计之际，应当明确地标明毛刺所指向的方向，因为毛刺对于产品的装配而言极为关键，并且对于操作员工的安全同样有着至关重要的意义。（注意：这里强调的是要标注毛刺方向，而非冲压方向）
3）进行冲孔设计之际，鉴于遭受凸模强度方面的限制，孔的尺寸不太适宜过小，一般而言会大于0.5T，并且要尽可能不让孔的直径小于0.8T。
4）设计产品之际，材料的抗拉强度应当尽可能小于630MPa，不然模具制造起来会比较困难。当产品的抗拉强度小于630MPa时，模具材料能够选用普通的、价格相对低廉的模具钢，像Cr12、Cr12MoV、SKD11、D2等。当产品的抗拉强度大于630MPa时，模具材料必须选用特殊的、较为昂贵的模具钢，例如SKH-9。
5）当产品设计，对，冲裁断面，有着特殊要求的时候，那就必须标明，各断面部位，能够接受的最小值。
6）当进行切曲操作的时候，要留意在产品之上把控设计切边角度，以此达到便于脱模的效果，进而能够减少冲头所产生的磨损。
2、冲裁模具简介
1）冲孔、落料模
2）去毛刺模具
3）侧面冲孔模具
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弯曲产品形态与成型过程介绍
1、弯曲产品的形态
金属材料所受应力，大于弹性极限（屈服强度），却又小于断裂极限（抗拉强度），致使板料在弯曲变形区内的曲率出现变化，进而造成折弯，此即折弯成型机理。
把材料进行折弯时，会出现受力的情况，此时材料的内侧承受的是压应力，外侧承受的是拉应力，而且拉应力在其中占据主导作用，所以材料的中性层处于材料中心朝着折弯内侧偏移的位置。
中性层 :距离材料内侧约等于0.255T
材料外层的纤维，因受到拉应力，致使材料产生相对移动，材料存在的不足，由宽度方向予以补充。
2、折弯过程（以V曲为例）：
1）凸模进行运动，接触到板料（毛坯），因凸、凹模存在不同的接触点力作用，进而产生弯矩，在该弯矩的作用之下，发生弹性变形，最终产生弯曲。
2）随着凸模持续向下行进，毛坯跟凹模表面渐渐靠得更近并接触，致使弯曲半径以及弯曲力臂都跟着变小，毛坯与凹模的接触点从凹模的两肩移到凹模的两斜面上。
3）随着凸模的继续下行，毛坯两端接触凸模斜面开始弯曲。
4）在压平阶段，凸凹模之间的间隙持续变小，于此情况下，板料在凸凹模之间被压平了。
5）行程终了之时，处于校正阶段里，针对板料做校正操作，要让其圆角直边跟凸模达成全部贴合，进而形成所需的形状。
3、弯曲产品容易出现的两类问题（回弹、开裂）
1）回弹：
回弹存在这样的原因，材料是由众多层纤维排列构成的，每一层纤维的受力情形不一样，最外层受的拉应力是最大的，最里层受的压应力是最大的，两种力的大小朝着中性层方向递减，所以在折弯成形之后，并非所有纤维层的受力都大于材料的弹性极限，因此处于弹性变形阶段的材料会出现回复的情况。
1）中性层的应力、应变为零
2）中性层向内侧压应力逐渐增大
3）中性层向外侧拉应力逐渐增大
1）冲压件处于弯曲状态时，多数材料层的应变进入塑性变形范围之内，这些材料所在的层不会出现回弹现象。
2）贴着中性层距离相对较近的那些材料层，其应变仍然处于弹性变形的区域范围之内，而这些材料层，在外部施加的力消失以后，也就是折弯冲头从工件上离开之后，就会出现回弹的情况。
影响回弹的因素：
(1)材料的弹性极限要是越高，那么所需要的变形应力就会越大，进而回弹也就越大。
(2) 材料的相对弯曲半径越小，也就是R与T的比例越小，应力就会越集中，弹性变形所占的比例越小，回弹也就越小。
2）开裂
折弯之际，工件的部分材料层所受应力大于抗拉极限之时，工件会出现开裂现象，离中性层越远的材料层，其应力应变越大。
可使开裂情况得以避免的办法是，在折弯操作进行的过程中，要确保弯角那内侧的R角，不会过小，一般而言，R值是不能小于0.5T的。
4、折弯产品的变形特点
（1）材料的外层纤维，因受到拉应力，致使材料产生相对移动，材料存在不足，此不足由宽度和厚度方向进行补充，所以材料宽度尺寸减小。
（2）、材料的内层纤维，因受到了压应力，内层材料朝着宽度方向移动，进而致使材料内层宽度增加。
（3）当宽度小于那种是材料厚度3倍的状况时，以上所讲的现象就会显著呈现出来，在进行产品设计期间，应当防止出现宽度小于作为3倍之材料厚度的情形。
5.与产品设计相关的弯曲工艺要点及设计举例
(1)要是弯曲件的圆角半径比最小弯曲半径小，这样就容易产生裂纹，所以弯曲件的圆角半径不适合小于最小弯曲半径；但假如此时弯曲件的圆角半径过大，又会出现变形不彻底的状况，进而导致回弹回较大，故而弯曲件的圆角半径也不适合过大。（一般情况下最小弯曲半径R>=0.5T）
注意：
1)产品设计时应避免折弯R角过小，否则易引起应力集中。
2)R角的尺寸，是一定要标注于内侧的，具体的缘由是，在进行折弯操作的时候，工件会紧紧贴靠着冲头，而冲头所具备的R角，对工件的R角起到了决定性的作用，而且，它也是便于进行有效控制以及合理调整的。
(2)弯曲件上弯边的长度，不适合过小，不然弯边之际，模具针对材料的支持长度会太小，难以获取形状精准的零件，这种弯曲件常常容易向外倾倒。H大于R加上2T。
留意，在进行产品设计期间应当规避让折弯直边过小这类情况发生，要是不然的话极易引发外部倒向问题产生，并且不容易把控垂直度。
(3)针对弯曲件而言，其所处位置不应当是在零件宽度突发变化之处进行折弯操作，目的在于防止出现撕裂状况。要是存在必须于宽度突变之处开展弯曲的情形，那么应当预先设计出工艺槽。
(4)因为在进行弯曲操作的时候，毛坯或多或少的都会存在滑移的现象，所以在对产品进行设计时，应当尽量去设计工艺孔。
6.折弯模具简介
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成型工艺形态与过程介绍
1、成型工艺分类及介绍
对于成型机理而言，金属材料所承受的应力，大于弹性极限也就是屈服强度，同时，又还要小于断裂极限也就是抗拉强度，并且，是在塑性变形的范围之内，产生设计人员所期望的变形模式。
成型工艺的分类情况如下：其一为拉深，其二是挤压，其三乃翻边，其四是翻孔也就是抽孔，其五是缩口以及扩口。
2、与产品设计相关的成型工艺要点及设计举例
1）挤压
挤压凸包的作用有三个：
（1）作为两个零件间的自定位销使用
注意：
a.当把凸包用作定位销使用时，这时候，是需要对凸台的直径予以严格控制的，一般的情形下面，凸台的直径公差能够控制在正、负0.04mm这个范围的左右位置处。
b.由于凸包是挤压成型的，故凸包的侧面全是光亮带;
(2)作为运动机构的限位使用
(3)作为凸焊的凸点使用
凸包设计的注意点及冲头尺寸：
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凸点高度H>=(0.4t+0.25)，并且大于0.5mm
凸包极限高度设计尺寸如下图
注意，在进行凸包尺寸标注的时候，仅仅只是能够对于外凸的那部分部位尺寸具备控制的能力，而对于内凹的那部分部位尺寸是做不到进行控制的。
挤压凸包模具的结构情况是，凹模的尺寸对凸包的直径起着决定作用，顶针以及挤凸冲头一起对凸包的高度起到决定作用。需要注意的是，在标注凸包尺寸的时候，仅仅能够把控外凸这一部位的尺寸，而无法把控内凹部位的尺寸。
2）抽孔
抽孔的作用有两个：
a)作为铆钉连接零件使用（包括冲铆、翻铆）;
优点：可省略铆钉，节约成本。
缺点：不能承受很大的拔脱力或剪切力。
抽孔冲铆：起固定连接作用。
抽孔翻铆：起旋转轴的作用。
b)作为连接螺母使用
抽孔设计的注意点及冲头尺寸：
原则是，其一，得确保存在足够的材料流动 ，其二，也就是意味着，必须要对抽孔可行性展开计算。
b)作为翻铆使用时，必须控制抽孔的外径（尺寸标外径）。
提请留意：模具针对抽孔的内径以及外径都是能够予以控制的，其中冲头负责控制内径，凹模负责控制外径，然而却不能够同时进行控制，也就是说每一个零件仅仅能够控制一个数值。
c)作为螺母使用时，必须控制抽孔的内径（尺寸标内径）。
d)将其当作螺母来使用之际，务必要确保抽孔之后变薄的那直边的厚度，比螺纹牙距的1.3倍还要大。
e)当做螺母来应用，且存在强度方面的要求之际，一定要确保抽孔之后，直边的最小高度比螺纹牙距的三倍更高。
抽孔可行性计算：
抽孔：沿内孔周围将材料翻成侧立凸缘的冲压工序。
翻孔系数，是指预冲孔直径，与翻孔后直边的中径二者的比值，其中翻孔系数越大，变形程度越小。
影响翻孔系数的因素：
a)材料的塑性，塑性越好翻孔系数越小。
b)预冲孔相对直径D/t，D/t越小，翻孔系数越小。
c)圆孔的处理办法，要是翻孔偏高，那么当毛刺处于内侧之际，不容易出现裂开的状况；处于外侧之时就要增添导面步骤接着再进行抽孔操作。
d)翻孔冲头有着多般形式，其中球面冲头具备这样的特性，它能够促使翻孔系数趋向减小之情形，进而达成增大变形程度的效果。
在理论层面上，需要依据抽孔系数去判断抽孔工艺是不是可行，这种方法需要确定的因素实在太多，既耗费时间又消耗精力。一般情形下，能按照预冲孔与料厚的比例关系来进行判断。当预冲孔相对直径D/t大于1的时候，通常会认为是可行的。
预冲孔尺寸计算：
原则：翻孔前后体积不变原则。
AB={H*EF-（π/4-1）*EF*EF}/T
预冲孔直径d＝D-2*AB
一般翻孔后材料的厚度变薄，变薄系数取0.45到0.9之间。
变薄系数指：EF与原材料厚度T的比值
一般都觉得，当d大于等于T的时候，抽孔是能够行得通的，这是经验所得的数值哈，要是想进行详细的判断呢，是可以去参考抽孔系数的。
抽孔模具结构
在抽孔冲头结构之中，存在这样一种情况，当采用抛物线形状的翻孔冲头之时，由于有着圆弧进行过渡，所以翻孔的质量相对较高。（结构呈现如下）
注意，当圆弧半径存在差异之时，冲头针对材料所产生的挤出效果是不一样的。小的圆弧冲头，因为过渡较小，对材料挤出期间瞬时的挤压力较大，所以材料的变形也较大。故而，在其他条件相同的情形下，采用小圆弧翻孔冲头进行翻孔，其高度是较高的。
b)无预冲孔的一次翻孔成形冲头。
请注意，刺孔所具有的大小，跟两次形成形状的时候预先冲孔所具备的那份大小是相一致的，也就是 A 和 a 相等，B 和 b 相等。一次进行冲孔然后翻孔的这种结构，仅仅是适用于翻孔之后毛刺处于外侧的那种情形。
3)内凹翻边
翻边是沿外形曲线周围将材料翻成侧立短边的工序。
a)内凹翻边（伸长类翻边）：变形与抽孔相似。
b)变薄率范围在0.9～1之间（变形最严重的区域在最高端面）
内凹翻边可行性判断:
a)展开尺寸
b)判断
翻边前的端面弧长度L1
翻边后的端面弧长度L2
当端面变形率K>原材料的延伸率时，会出现开裂现象
在进行产品设计这个行为的时候，能够对R、r、h这些数值予以调整，以此让端面变形率去满足那个设计要求 ，最终不会出现产生开裂这种现象。
4)外凸翻边
a)外凸翻边（压缩类翻边）：变形性质属于压缩成型。
b)外凸翻边展开尺寸
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其它冲压模具结构简介
1、卷圆模具结构（方式一）
操作流程如下，先是将八分之一的圆形进行卷曲，接着向上倾斜弯曲八十度的角度，随后向下推动使其卷曲并形成圆形。
2、卷圆模具结构（方式二）
步骤：1、卷四分之一圆， 2、利用滑块侧推。
3、打扁模具结构（外边缘打扁）
经过这几个步骤，首先是进行下料操作，接着要把它上曲到九十度，然后下压至七十度，此时要特别确保冲头R的大小是等于两倍的料厚再减去零点三这个数值，最后完成压平操作。
4.打扁模具结构（内孔打扁）
步骤：1、下料；2、上曲90度；3、下压70度（冲头R的大小为2倍的料厚减0.3） 4、压平
5、拉深结构
