《金属冲压工艺与质量控制》课件

金属冲压工艺与质量控制欢迎参加金属冲压工艺与质量控制专业课程！本课程将系统介绍金属冲压的工艺流程、设备应用、模具设计与质量控制体系，为您提供全面的理论知识与实践指导金属冲压工艺简介冲压定义与过程应用领域金属冲压是一种利用冲压设备金属冲压广泛应用于汽车制的压力使金属板材在模具内产造、家电产品、电子设备、航生塑性变形，从而获得所需形空航天、建筑材料等领域，是状和尺寸的工件的加工方法现代工业生产中不可或缺的重冲压加工过程通常包括下料、要工艺随着技术的发展，冲冲裁、弯曲、拉深和整形等工压件的精度和复杂度不断提序高与锻造区别冲压工艺发展历程古代手工时期早期冲压始于人类对金属的加工探索，如秦朝时期的青铜宝剑制作工艺中已有简单的冲压成形技术，当时主要依靠手工和简单工具完成金属板材的成形工业革命时期随着蒸汽动力的出现，世纪的工业革命催生了机械化冲压设18备这一时期，冲压开始广泛应用于金属制品的批量生产，如铁皮制品、小型金属零件等现代自动化阶段世纪以来，尤其是计算机控制技术的发展，冲压工艺实现了20自动化、数字化和智能化现代冲压设备具备高精度、高效率和多功能特点，能够生产复杂精密的冲压件冲压的基本原理外力作用冲压成形的基本原理是通过施加外力，使金属板材在模具的约束下产生塑性变形这种外力通常由冲压设备的滑块或液压缸提供，通过冲头传递到板材上材料塑性变形当外力超过金属材料的屈服强度时，材料开始发生塑性变形在这个过程中，金属晶体结构发生滑移，分子间距离和排列方式改变，使材料能够保持变形后的形状冲压件形成在模具的引导下，金属材料按照模具型腔的形状变形，最终形成所需的冲压件冲压过程中材料厚度分布会发生变化，这是设计冲压工艺时需要考虑的重要因素常用冲压材料碳素钢最常用的冲压材料，包括低碳钢、中碳钢等具有良好的塑性、韧性和可焊性，价格相对低廉，适用于大多数普通冲压件的生产代表材料有、等，主要用于汽车车身、家电外壳SPCC SPCD等不锈钢具有优异的耐腐蚀性和美观外观，但冲压难度较大常用的、等奥氏体不锈钢需要较304316大的成形力，且容易产生回弹主要应用于食品设备、医疗器械、建筑装饰等领域铝合金密度低、比强度高、耐腐蚀性好，是轻量化设计的理想材料常用的、等铝合金板50526061材冲压成形性一般，需要特别注意防止开裂广泛应用于电子产品外壳、航空零部件等铜合金导电性和导热性优异，塑性良好常用的黄铜、紫铜等适合复杂形状的冲压成形主要用于电子连接器、开关触点、散热器等电气元件的制造，但材料成本较高金属冲压主要工艺类型冲裁工序弯曲工序通过剪切作用将板料分离，包括落料、使平板沿直线产生塑性变形，形成一定冲孔、切断、剖切等这类工序的特点角度的工序弯曲是最常见的冲压成形是沿分离线两侧的材料同时发生剪切变工序之一，能够生产各种角度的折边、形，最终导致材料分离卷边等形状胀形工序拉深工序利用内压使板材或管材向外扩张成形的将平板或预成形件加工成开口空心件的工序胀形可以制作一些常规拉深难以工序拉深过程中材料流动复杂，是技实现的复杂形状，如球形容器、不规则术难度较高的冲压工序，常用于制作杯形状零件等状、盒状零件冲压工序详解冲裁冲裁定义常见形式质量影响因素冲裁是利用模具的剪切作用，沿闭合或•落料沿外轮廓线分离出所需的板料冲裁质量受多种因素影响模具间隙、开放的轮廓线将板料分离的冲压工序材料特性、冲裁速度、润滑条件等合冲裁是最基本的冲压工序，几乎所有冲理的模具间隙（通常为材料厚度的•冲孔在板料上冲出各种形状的孔5-压件的生产都需要冲裁工序）可以获得较好的剪切面质量8%•冲缺在板料边缘冲出缺口冲裁过程中，材料经历弹性变形、塑性•剖切将板料切断或分割成多个部分典型的冲裁缺陷包括毛刺过大、断面不变形、剪切断裂三个阶段，形成具有特平整、二次剪切和材料变形等征的剪切断面冲压工序详解弯曲弯曲基本原理外力使材料沿中性层两侧产生拉伸和压缩变形弯曲工具组成凹模、凸模和压边装置主要弯曲类型形弯曲、形弯曲、卷边、折弯等V U常见弯曲问题回弹、开裂、皱折和变形弯曲是一种使平板沿一条直线产生塑性变形的冲压工序在弯曲过程中，板材外侧受拉伸，内侧受压缩，中间存在一个既不拉伸也不压缩的中性层弯曲半径通常不小于材料厚度，以防止材料在外侧拉伸区开裂弯曲成形中最大的挑战是控制回弹现象，即卸载后由于材料弹性恢复导致的角度变化常用的回弹补偿方法包括过度弯曲、增加保压时间、采用压痕等技术措施冲压工序详解拉深拉深准备确保板料质量、模具准备和润滑拉深过程凸模下压使板料流入凹模成形压边控制调整压边力防止起皱和开裂成形结果获得开口空心零件拉深是将平板金属加工成开口空心件的塑性成形工序，是制造杯状、盒状、壳体类零件的重要方法拉深过程中，材料经历复杂的变形，包括凸模接触区的弯曲变形、筒壁部分的拉伸变形以及法兰部分的压缩变形拉深工艺的关键在于控制材料流动，避免起皱和开裂压边力的合理控制至关重要过大会阻碍材料流动导致开裂，过小则会使法兰部分起皱材料的拉深性能由r值（垂直异性系数）和值（应变硬化指数）决定，值和值越大，拉深性能越好n r n冲压工序详解胀形与其他工序液压胀形切舌工艺翻边与压边液压胀形是利用液体压力使管材或板材向切舌是在板料上切出一条舌状物但不完全翻边是在孔或外缘形成向上或向下的边缘外扩张变形的工艺液体作为压力介质，分离的特殊冲裁工序切舌后的舌状物通的工序压边则是将板料边缘压平或成形能够提供均匀的成形压力，适合制造形状常用于后续的弯曲或连接，能够保持零件的工序这两种工序常用于加强零件强复杂的零件这种工艺可以减少模具数的整体性，减少装配工序在电子元件和度、改善外观或为后续装配提供连接结量，降低生产成本连接器制造中应用广泛构，在汽车覆盖件和家电产品中应用广泛冲压工艺流程总览下料阶段根据冲压件展开尺寸，采用剪切、激光切割等方式将大板料裁剪成所需的坯料下料质量直接影响后续冲压成形的效果，要确保尺寸精度和边缘质量冲压成形依据产品复杂程度，设计并执行冲裁、弯曲、拉深、胀形等不同工序简单零件可能只需一道工序，复杂零件则需多道工序依次完成，甚至需要多次热处理整形校正对冲压成形后的零件进行修整，消除变形、控制精度这一阶段可能包括二次整形、矫正、去毛刺等工序，确保零件符合设计要求后处理完成表面处理、检验和包装根据产品要求，可能进行清洗、防锈、表面涂层处理等工序，最后进行质量检测并按规格包装入库冲压件结构设计原则成形性优先冲压件设计首先要考虑材料的成形性能和工艺实现可能性应避免过于复杂的形状、过小的圆角和过深的拉深，以防止材料开裂或起皱理想的冲压件设计应使材料流动均匀，减少局部应力集中结构简化尽量简化结构，减少冲压工序数量将复杂零件分解为简单零件组合，或采用渐进成形方式减少冲压方向变化，避免使用需要复杂模具的结构，如深而窄的凹槽、锐角等材料利用率优化零件排样布局，提高材料利用率设计时考虑标准板材规格，合理安排零件方向和间距，减少边角余料对于大批量生产的零件，材料利用率的微小提升也能带来显著的成本节约可制造性考虑设计应充分考虑现有设备能力和模具制造难度预留足够的工艺余量和定位基准，考虑装夹和检测需求设计时应咨询有经验的工艺工程师，确保设计能够顺利转化为产品冲压模具基础知识模具作用模具组成模具材料冲压模具是实现冲压工艺的关键工具，•工作部分凸模、凹模、压边圈等直模具材料需要具备高硬度、高耐磨性和它按照产品要求的形状和尺寸，通过特接与材料接触的部件足够的韧性常用的模具材料包括定的结构设计，引导金属材料在压力作•导向系统导柱、导套等确保上下模•工具钢、等，Cr12MoV SKD11用下产生塑性变形或分离，从而获得所具精确对中的部件适用于一般冲裁模具需的冲压件•支撑系统模架、垫板等支撑和固定•高速钢、等，适用W18Cr4V M2工作部件的结构模具质量直接决定了冲压件的精度、表于高速冲裁面质量和一致性，是冲压生产中最重要•传动机构弹簧、气缸等实现特定动•碳化钨硬质合金，适用于高精度、的工艺装备高质量的模具能够提高生作的装置长寿命要求的模具产效率，延长使用寿命，降低维护成•辅助装置定位装置、废料切断装置•铸铁等，适用于模座和非本HT200等工作部位冲压模具分类模具类型特点适用场景优缺点单工序模具一副模具完成一道工序简单零件、小批量生产结构简单、成本低、效率较低复合模具一副模具同时完成多道工序结构较简单的零件效率高、精度好、结构复杂级进模具在一副模具中分步完成多道工序批量大、精度要求高的零件生产效率极高、成本高、调试难度大传递模具多副模具配合机械手完成连续加工大型、复杂零件柔性好、适应性强、投资大模具选择需要综合考虑产品特性、生产批量、设备条件和成本因素对于结构简单、批量小的零件，单工序模具经济实用；对于结构复杂、批量大的零件，级进模或传递模能显著提高生产效率随着冲压自动化程度提高，复合模具和级进模具的应用越来越广泛冲压模具结构详解导向系统凹模组件凸模组件辅助机构导向系统由导柱、导套、凹模是模具的下部工作部凸模是模具的上部工作部包括卸料器、压料装置、导板等组成，确保上下模件，通常固定在下模座上件，安装在上模座上它废料切断装置等这些机具精确对中，保证冲压件它具有与产品外形相适应与凹模配合，在压力作用构确保工艺过程的顺利进的尺寸精度导向系统的的型腔或刃口，用于支撑下对材料进行剪切或成形行，防止废料堆积、确保精度直接影响冲压件质量，材料并引导变形凹模的凸模的尺寸精度和表面质材料正确定位和平稳脱模，尤其是对于精密冲压模具，工作表面需要精密加工，量对冲压件质量有决定性是模具正常工作的重要保导向系统的间隙控制非常表面硬度通常达到影响，是模具最关键的部障严格件之一HRC58-62数控冲压装备与工艺数控转塔冲床结构自动换模与工序集成典型工艺流程数控转塔冲床是现代冲压生产中的高效现代数控冲床支持自动换模技术，一台•编程根据图纸，利用专业软件CAD装备，它由机床本体、数控系统、转塔设备可存储数十种不同规格和形状的模编制程序NC刀库、工作台和送料系统组成转塔刀具，通过程序控制实现秒级换模，显著•材料装载将板材放置在工作台上并库可装载多种冲模，通过程序控制实现提高生产柔性和效率定位快速换模和精确定位数控冲床还能集成多种工序，如冲孔、•模具选择根据程序自动选择并装载所需模具典型的数控转塔冲床具有、轴工作台成形、攻丝、冲击成形等，减少工序转X Y移动和C轴转塔旋转功能，能够实现复杂换和二次装夹，提高零件加工一致性•自动加工按程序控制工作台移动和轮廓的冲裁和成形先进的设备还具备部分设备还可以实现与激光切割、折弯冲压动作多工位、多伺服驱动系统，大幅提高加等工艺的联动，形成完整的板材加工中•零件分离完成加工后，自动分离成工精度和效率心品和废料•下料卸载取出成品，准备下一循环数控冲压案例分析数控冲压技术已广泛应用于多个行业在电子行业，数控冲压能够生产高精度的电子外壳和散热器，公差控制在以内；在±

0.05mm汽车行业，一套复杂的加强板可以在一台设备上完成全部工序，生产效率提高以上；在建筑装饰行业，数控冲压能够实现各种300%复杂图案的穿孔板生产数控冲压的优势在于其高精度、高效率和生产柔性通过智能排版算法，材料利用率可提高；通过多工位同时加工，生产效15-20%率比传统冲压提高倍；通过模具库和程序库管理，产品切换时间从小时级缩短到分钟级，满足小批量、多品种的生产需求3-5冲压设备类型机械压力机液压压力机自动化生产线机械压力机是最常见的冲压设备，通过曲液压压力机利用液压系统提供压力，具有冲压自动化生产线由多台压力机、传输装柄连杆机构将旋转运动转换为往复直线运力程特性好、调节方便、噪音低的优点置、机器人和辅助设备组成，能够实现从动机械压力机具有生产效率高、能耗相液压压力机能够提供全行程恒压力，特别上料到成品堆垛的全自动化生产典型配对较低的特点，适用于大批量生产常见适合深拉深、整形等需要较长压力保持时置包括上料机器人、压力机、传输机械手的有偏心压力机、曲柄压力机和肘杆压力间的工艺现代液压压力机配备电液比例和下料系统先进的生产线还配备在线检机，吨位从几十吨到数千吨不等控制系统，可实现精确的压力和速度控测系统，确保产品质量实时监控制冲压自动化发展自动送料系统自动送料系统是冲压自动化的基础，包括料架、整平机、送料机和废料收集装置现代送料系统采用伺服驱动，实现精确的送料长度和速度控制，与压力机同步运行高端系统还具备自动纠偏功能，确保材料进入模具的精确定位机器人集成应用工业机器人在冲压生产中的应用日益广泛，主要用于工件的搬运、码垛和辅助操作六轴机器人配合视觉系统，能够实现复杂工件的精确抓取和放置协作机器人的引入，使人机协作更加安全高效，适合柔性生产环境智能检测与生产管理现代冲压生产线配备在线检测系统，如视觉检测、激光测量和力传感器监测，实时监控产品质量和设备状态生产管理系统收集并分析各类数据，实现生产过程的可视化和追溯，支持预测性维护和持续改进，推动冲压生产向智能制造方向发展金属冲压成型的物理与力学基础塑性变形条件摩擦与润滑金属冲压成形的基础是材料的塑性变形，这种模具与材料间的摩擦对冲压过程有重要影响变形发生在应力超过材料屈服强度时塑性变过大的摩擦会增加变形阻力，导致材料流动不形是永久性的，与弹性变形不同，卸载后不会均，产生缺陷；过小的摩擦可能导致材料失恢复原状材料的塑性变形能力由其晶体结稳合理的润滑能够减小摩擦，降低能耗，延构、化学成分和加工历史决定长模具寿命•屈服条件冯米塞斯或特雷斯卡屈服准则•库仑摩擦定律摩擦力与正压力成正比·•应变硬化变形过程中材料强度增加的现•润滑剂类型矿物油、合成油、固体润滑象剂•各向异性材料在不同方向上性能差异•润滑方式浸涂、喷涂、辊涂等回弹与温度影响回弹是指卸载后材料因弹性恢复而产生的形状变化，是冲压成形中的重要考虑因素温度对材料变形行为有显著影响，升高温度通常会降低材料强度，提高塑性，但可能引起其他问题如氧化和尺寸不稳定•回弹补偿过度变形、压痕、二次整形•温度影响热变形、热处理、热冲压•热传导模具与材料间的热交换先进冲压技术介绍伺服冲压技术伺服冲压是用伺服电机替代传统机械驱动的先进技术伺服压力机能够实现滑块运动的精确控制，包括速度、位置和加速度的灵活调整这种技术特别适合高强度钢板和铝合金等难成形材料的冲压，能够显著提高成形质量和模具寿命精密冲压技术精密冲压通过特殊的模具结构和严格的工艺控制，实现高精度、高表面质量的冲裁和成形典型的精密冲压件公差可控制在范围内，表面粗糙度这项技术广泛±

0.01mm Ra≤

0.4μm应用于电子连接器、手表零件和医疗器械等高精密产品微成形技术微成形技术专注于制造尺寸在毫米或亚毫米级的微小零件这种技术面临特殊挑战，如尺寸效应、表面效应和材料行为变化微成形需要超精密模具和专用设备，应用于微电子机械系统、医疗植入物和精密仪器等领域MEMS高强钢冲压技术高强钢冲压技术针对先进高强度钢等高强度材料开发，包括热成形、温成形等特殊工AHSS艺这些材料强度高但成形性差，需要特殊的模具设计和工艺参数该技术主要应用于汽车轻量化结构件，能够在保证强度的同时减轻重量板材性能测试与选用关键性能指标测试方法材料批次管理板材的冲压性能由多项指标决定板材性能测试通常包括以下几种方法板材批次一致性管理是确保冲压质量稳定的关键•屈服强度材料开始塑性变形的应•拉伸试验测定屈服强度、抗拉强度、σs力值延伸率、值和值•供应商资质审核确保材料来源可靠rn•抗拉强度材料断裂前能承受的•硬度测试布氏、洛氏或维氏硬度测•进厂检验对每批材料进行抽样检测σb最大应力试•材料标识清晰标记材料规格、批次•延伸率表示材料塑性变形能力的•成形极限试验评估板材的成形性能和性能参数δ指标极限•数据库管理建立材料性能数据库，•硬度材料抵抗硬物压入的•弯曲试验评估板材的弯曲性能追踪批次差异HB/HV能力•金相分析观察材料微观组织结构•工艺适应性根据材料批次特性调整•值垂直异性系数，表示板材抵抗厚工艺参数r度方向变薄的能力•值应变硬化指数，表示材料强化能n力板材下料及剪切工艺4主要下料方式金属板材下料是冲压生产的首道工序，常用方法包括机械剪切、激光切割、等离子切割和水射流切割不同下料方式产生的边缘质量和热影响区对后续冲压成形有显著影响

0.05mm边缘精度要求高精度冲压件对下料边缘的直线度和垂直度要求严格，通常控制在以内边缘毛刺高度应控制在材料厚度的以下，以确保后续

0.1mm10%冲压工序的质量15%材料利用率通过优化排样和嵌套算法，板材利用率可提高先进的排样软件可以根据零件形状和材料特性，自动生成最佳切割路径，减少废料10-20%产生3质量控制要点下料质量控制的关键在于防止剪切裂纹扩展、控制变形和热影响定期检查和维护剪切设备刀片、调整适当的剪切间隙、确保材料正确定位是保证下料质量的基本措施模具设计与制造流程需求分析与方案设计模具设计首先需要分析产品特征、生产批量、材料特性和设备条件基于分析结果，确定模具类型、工艺方案和结构布局这一阶段需要经验丰富的工程师进行创新设计，解决潜在技术难题三维建模与仿真分析使用软件完成模具三维建模，包括工作部件、支撑结构和辅助机构的详细设计CAD然后利用软件进行冲压过程仿真分析，预测材料流动、应力分布和潜在缺陷，优CAE化模具结构和工艺参数工程图纸与加工准备根据三维模型生成详细的工程图纸，包括装配图和零件图编制工艺卡片，明确各部件的材料、热处理要求和精度等级准备加工程序、电火花加工电极和特殊工装，CNC为制造阶段做好准备制造与装配调试按照工艺要求加工各个模具部件，包括粗加工、热处理、精加工和表面处理完成部件制造后，进行装配和初步调试，检查各部件配合情况和运动机构的灵活性最后进行试冲、修模和性能验证，确保模具达到设计要求冲压工艺参数设定冲压加工常用辅助设备现代冲压生产离不开各种辅助设备的支持自动送料器是最基本的辅助设备，包括机械式、气动式和伺服式，能够精确控制送料长度和速度，大幅提高生产效率随着自动化程度提高，工业机器人在板料上下料、零件转移和码垛等环节的应用越来越广泛，特别是多关节机器人配合视觉系统，能够适应复杂形状零件的柔性生产除尘与废料处理系统对维持工作环境和提高安全性至关重要现代冲压车间通常配备中央集尘系统和自动废料输送装置，减少人工干预并提高环境卫生智能化检测装置如在线测量系统、红外热像仪和振动检测器能够实时监控生产过程和设备状态，及时发现异常并预警，有效预防质量问题和设备故障冲压生产线布置实例单机布置方案联动生产线布置柔性生产系统适用于中小批量、多品种生产，每台冲适用于大批量、少品种生产，多台冲压结合单机和联动线优点的现代布置方压设备独立工作，配备独立的上下料和设备按工艺流程排列，通过自动传输系式，采用中央控制系统和智能物流系辅助系统这种布置灵活性高，便于调统连接这种布置生产效率高，但柔性统，根据生产需求动态调整工艺路线整和维护，但物流转运多，效率相对较较差，换产品时调整周期长柔性系统通常由工作单元组成，每个单低典型的联动线采用直线布置，每道工序元包含特定功能的设备组单元间通过单机布置通常采用型或工字型布之间通过传送带或机器人连接为平衡自动导引车或轨道小车连接，物UAGV局，操作者在中心区域工作，便于同时各工序节拍，可能需要并联设置某些工料流动由中央系统根据实时状况优化调监控多台设备设备间应保留足够的维序的多台设备关键设备应考虑备用方度这种布置适应性强，资源利用率修空间和材料通道，通常为设备尺寸的案，防止单点故障导致整线停产高，是未来冲压车间的发展方向倍

1.5-2工序间质量控制节点全面终检最终产品全项目检测与统计分析过程抽检关键工序后的定时抽样检测在线监测实时参数监控与自动预警首件确认新批次启动前的全尺寸检测开机准备设备状态确认与材料验证工序间质量控制是冲压生产的核心环节，通过在各关键节点设置控制点，及时发现并解决问题开机准备阶段，需要确认设备状态、模具调试情况和材料质量，防患于未然生产开始后，首件确认是质量控制的第一道关卡，通常采用三坐标测量或专用量具对首件进行全尺寸检测，确认合格后才能批量生产生产过程中，通过在线监测系统实时采集压力、温度、振动等参数，结合统计分析，及时发现异常趋势关键工序后设置抽检点，定时抽取样品进行专项检测当发现问题时，通过SPC问题追溯流程，迅速定位原因并采取纠正措施，确保问题不扩散这种多层次的质量控制体系能够有效保证产品质量稳定可靠冲压件尺寸精度与公差精度等级典型公差范围适用场景检测方法普通级±以上一般结构件卡尺、千分尺

0.2mm精密级±功能性零件投影仪、二次元

0.05~

0.2mm高精密级±精密配合件三坐标、影像仪

0.01~

0.05mm超精密级±以下电子精密件激光扫描、工具显

0.01mm微镜冲压件的尺寸精度控制是质量管理的关键内容精度等级的选择应根据产品功能需求和成本考虑，过高的精度要求会显著增加生产难度和成本冲压件的尺寸公差通常按照国家标准或行业标准执行，如《形状和位置公差》、《冲压件尺寸公差》GB/T1184GB/T14486等不同精度等级的冲压件需要采用相应的检测工具和方法普通冲压件可使用常规量具如卡尺、千分尺进行检测；精密冲压件则需要使用二次元测量仪、投影仪等；高精密和超精密冲压件通常采用三坐标测量机、影像测量系统等高精度设备对于批量生产的冲压件，可以设计专用检具提高检测效率和一致性外观与表面质量控制表面裂纹划痕与擦伤凹痕与凸起表面裂纹是冲压件最严重的缺陷之一，通划痕是表面局部线状的材料损伤，通常由凹痕是表面局部凹陷，凸起是表面局部突常表现为沿材料变形方向的细微裂痕裂模具边缘毛刺、夹具接触或操作不当造起，常由异物嵌入、模具损伤或材料内部纹可能由材料本身缺陷、模具状态不良或成擦伤则是较大面积的表面磨损这类缺陷引起这类缺陷不仅影响外观，还可工艺参数不当引起严重的裂纹会影响零缺陷主要影响外观质量，对于暴露件影响能影响配合精度检测通常采用侧光源照件强度和使用寿命，属于绝对不允许的缺较大判定标准通常基于划痕的长度、深明和轮廓测量技术，根据产品要求设定深陷检测方法包括目视检查、染色渗透和度和位置，结合产品功能和可见性综合评度和面积限值对于严重的凹凸缺陷，需放大镜检查等估要分析原因并改进模具或工艺冲压生产的环境与安全机械安全风险噪声与振动环境污染控制冲压设备的主要危险来自高能量的冲压生产通常伴随高分贝噪声和强冲压过程中产生的油雾、粉尘和废机械运动，可能导致挤压、剪切等烈振动，长期暴露可能导致听力损料对环境有不利影响应安装有效严重伤害操作区域必须安装防护伤和职业病工厂应进行噪声测量的废气处理系统，如油雾收集器和装置，如光电保护装置、双手操作和评估，为工人提供适当的听力保过滤装置，确保车间空气质量废按钮、机械联锁门等，确保人员无护装备设备安装时应考虑减振措料和废油应按环保要求分类收集和法在危险状态下接触危险区域设施，如减振垫、隔音罩等，降低噪处理，减少环境负担定期监测车备应具备紧急停机功能，便于在紧声传播和振动影响间环境指标，确保符合相关法规要急情况下快速切断动力源求消防与应急管理冲压车间存在火灾和其他紧急情况风险应配备适当的消防设备，如灭火器、消防栓和自动喷淋系统，并确保通道畅通建立完善的应急预案和演练机制，确保所有员工了解紧急情况下的逃生路线和应对措施定期检查和维护安全设施，确保其有效性关键岗位作业规范设备启动前检查操作工必须在启动设备前进行全面检查，确保设备状态良好、安全装置有效、工作区域整洁无障碍物检查内容包括液压油位和气压是否正常、电气系统是否完好、安全光栅是否工作正常、紧急停机按钮是否灵敏可靠、操作区域是否清洁无杂物模具装拆与调整模具更换是冲压生产中的高风险操作，必须由经过培训的专业人员执行模具装拆时必须确保设备断电，使用专用吊具和工具，避免碰撞和损伤模具安装后，需要进行多项检查模具固定是否牢固、导向系统是否顺畅、各部件是否完整无损、安全装置是否恢复正常生产过程控制操作过程中，工人必须保持高度警惕，严格按照操作规程执行禁止越过安全防护装置，禁止在设备运行时调整模具或清理废料定期检查产品质量，发现异常立即停机检查对于自动化设备，操作者需要监控设备状态和产品质量，及时处理异常情况设备停机与交接生产结束或换班时，需要按规定程序停机并做好交接停机前清理工作区域，确保设备和模具状态良好填写生产记录和设备状态记录，详细记录产量、质量情况和设备异常如有问题需要维修，应填写维修申请并做好标识，确保下一班次人员了解设备状态质量控制方法体系冲压件失效及缺陷类型开裂断裂毛刺塌角材料在成形过程中超出塑性极限而产冲裁边缘的锋利突起或圆角部位的变生的断裂常见于拉深比过大、材料形不足毛刺通常由模具间隙不当或流动受阻或材料本身塑性不足的情况刃口磨损引起；塌角则多因压力不足翘曲变形起皱褶皱开裂是最严重的缺陷，会导致零件报或圆角设计不合理造成这类缺陷影废响装配和外观冲压件平面或轮廓偏离设计形状的现材料表面产生不规则波纹状变形主象主要原因包括材料内应力不均、要出现在拉深和弯曲工序中，由材料模具设计不合理或冲压参数不当翘流动不均匀或压边力不足引起起皱曲常见于大面积薄板件，会影响后续不仅影响外观，还可能导致强度下降装配精度和外观质量和后续工序困难冲压常见质量问题照片集上图展示了冲压生产中常见的五种质量缺陷从左上角开始第一张显示了材料在高应力区域的开裂情况，通常发生在拉深深度过大或材料流动受阻时；第二张展示了拉深过程中由于压边力控制不当导致的起皱现象；第三张是典型的冲裁毛刺，表现为边缘的锋利突起，主要由模具间隙不当或刃口磨损引起右下两张分别是板件的翘曲变形和表面划伤翘曲变形常见于大面积薄板件，由内应力释放不均匀引起；表面划伤则多因模具表面质量不良或操作不当造成这些缺陷不仅影响产品外观，还可能导致功能失效或装配困难通过对比分析这些典型缺陷的特征和形成机理，有助于在实际生产中快速识别问题并采取针对性措施缺陷预防及纠正措施缺陷识别与分析首先对缺陷进行准确识别和分类，收集相关工艺参数和设备状态数据使用鱼骨图、等工具分析根本原因，区分材料、模具、设备、工艺和人员等不同因素的影响必5Why要时进行破坏性测试或模拟试验，深入了解缺陷形成机理工艺参数调整根据分析结果，有针对性地调整工艺参数对于起皱问题，可增加压边力或改变压边圈形状；对于开裂问题，可降低冲压速度或增加润滑；对于尺寸偏差，可调整模具间隙或压力大小调整应采用单因素或正交试验方法，系统评估各参数影响模具维护与改进定期检查和维护模具是预防缺陷的关键措施建立模具定期检查和预防性维护计划，记录使用情况和磨损状态对于频繁出现问题的模具部位，可通过结构优化、材料更换或表面处理等方式改进复杂问题可利用模拟分析，优化模具设计CAE质量监控与验证建立有效的质量监控机制，通过等工具实时监控关键特性实施纠正措施后，进行小SPC批量验证试验，确认问题解决效果长期跟踪质量数据趋势，评估改进措施的持久性建立缺陷案例库和最佳实践，促进知识积累和经验共享检测仪器与在线监控几何尺寸检测设备材料与表面检测现代冲压生产采用多种先进设备进行尺寸检测除尺寸外，材料性能和表面质量也是重要检测内容•三坐标测量机CMM精度可达

0.001mm，适合复杂形状的全尺寸检测•金相显微镜观察材料微观结构变化•影像测量仪非接触式测量，适合薄壁和柔性•硬度计测量材料硬度变化零件•表面粗糙度仪评估表面质量•激光扫描仪快速获取整体形状数据，适合曲•染色渗透检测发现微小表面裂纹面检测•光学轮廓仪精确测量表面形貌•数字千分尺、卡尺简单尺寸的快速检测•专用检具针对特定产品设计，提高检测效率在线监控系统在线监控系统实现冲压过程的实时监测•力传感器系统监测冲压力变化曲线•视觉检测系统自动识别外观缺陷•红外热像仪监测温度分布异常•振动传感器检测设备运行状态•声发射检测及早发现裂纹产生冲压过程追溯与记录信息化追溯系统条码管理应用应用案例与效益现代冲压生产广泛采用信息化追溯系统，条码管理是最常用的追溯方式，具有成本某汽车零部件企业实施的追溯系统案例显实现从原材料到成品的全流程记录和追踪低、易实施的特点在实际应用中，通常示，通过全流程追溯管理，企业获得了显系统通常基于条码或技术，为每批材在以下环节使用条码标识著效益RFID料和产品分配唯一标识码，记录其在生产•原材料入库记录供应商、批次、材•质量问题响应时间从小时缩短至242过程中的各项信息质等信息小时追溯系统能够记录的关键信息包括材料•生产作业扫描工单条码，关联设备•批次隔离精度从整批次提高到具体时批次和性能参数、生产日期和班次、设备和模具信息间段和模具编号、操作人员信息、工艺参数设•过程检验记录检验结果和状态•材料使用效率提高，库存周转率提8%定值、质量检测结果等这些数据通过企高•成品标识印刷或粘贴条码，包含追20%业网络实时上传到中央数据库，便于查询溯信息•生产记录电子化，减少纸质文档和分析80%•包装出库扫描记录发货信息•客户满意度提升，获得更多高端订单制造执行系统（）在冲压中的应用MES生产计划执行实时监控与预警系统接收下发的生产计划，结通过与设备和传感器的集成，系统MES ERPMES合设备能力和模具状态，优化排产方实时采集设备状态、工艺参数和产量数案，实现资源合理分配和生产平衡系据当参数偏离设定范围或出现异常趋统自动生成作业指导书和工艺参数，指势时，系统自动发出预警，提示相关人导操作人员按标准执行生产任务员及时干预，防止批量不良的发生数据分析与优化质量管理与追溯系统积累的海量生产数据是工艺优系统记录每批产品的完整生产历MES MES化和效率提升的宝贵资源通过数据挖程，包括原材料信息、工艺参数、设备掘和分析，可以发现影响质量和效率的状态和检验结果当发生质量问题时，关键因素，优化工艺参数和设备维护策可以快速定位影响范围和根本原因，支略，持续提升生产绩效持精确召回和持续改进质量改进案例1问题描述某汽车厂覆盖件频繁出现拉深裂纹原因分析模具结构设计不合理导致应力集中改进措施优化拉深圆角和压边力分布效果验证不良率从降至

5.2%

0.3%某汽车制造商在生产一款引擎盖覆盖件时遇到严重质量问题约的产品在拉深成形后出现边缘裂纹，导致高额的报废成本质量团队通过系统分析，发现问题主要集中5%在覆盖件的前角区域，通常在深拉成形后的回弹阶段出现微小裂纹，后续整形过程中进一步扩展技术团队采用模拟技术进行应力分析，发现导致裂纹的主要原因是模具圆角半径过小（原设计仅为材料厚度的倍），造成局部应力集中同时，压边力分布不均匀，CAE3使材料流动不协调改进措施包括将关键区域圆角半径增加至材料厚度的倍；重新设计压边圈，使压边力分布更加均匀；调整润滑条件和冲压速度实施改进后，裂纹5不良率从降至以下，年节约成本超过万元

5.2%

0.3%100质量改进案例2问题背景分析与改进过程效果与经验总结某电子产品制造商在生产一款精密连接质量团队采用实验设计方法，系实施改进后，产品翘曲不良率从降DOE30%器外壳时，面临严重的翘曲变形问题统分析了影响翘曲的因素通过对比不至以下，客户投诉减少这个案3%85%这种外壳是由厚的磷青铜板冲压同批次材料的性能参数，发现材料供应例展示了材料批次管理的重要性，以及

0.2mm成形，经过多道工序加工而成成品要商更换了轧制设备，导致板材内应力分工艺参数需要根据材料特性动态调整的求平面度不超过，但实际生产布发生变化同时，冲压速度过快也加原则企业随后建立了更严格的材料验

0.05mm中约的产品超出此标准，导致装配剧了翘曲问题收标准和供应商管理体系，避免类似问30%困难和电气性能不稳定题再次发生改进措施包括要求供应商提供低内应力材料，并增加材料验收标准；调整冲压参数，将冲压速度降低；在关键20%工序后增加低温退火处理，释放内应力；重新设计模具结构，优化脱模方式冲压件应用实例汽车1车身覆盖件车身结构件底盘与行走系统汽车外观覆盖件是冲压技术的典型应用，包括车身结构件包括纵梁、横梁、柱和车底盘系统中的悬架支架、制动系统支架和控制A/B/C引擎盖、车门、翼子板和车顶等这类零件通门加强件等，是保证车辆强度和安全性的关键臂等零件大量采用冲压技术制造这类零件对常采用深拉深工艺制造，对材料流动性和表面部件这类零件通常采用高强度钢材，通过冲尺寸精度和结构强度要求高，通常采用多工位质量要求极高现代汽车覆盖件冲压技术已发裁、弯曲和翻边等工序制造先进的热成形技级进模一次成形近年来，为了减轻重量，铝展到能够一次成形复杂曲面，同时保证高精度术能够在单次工序中实现超高强度合金和高强钢在底盘冲压件中的应用越来越广和优良外观典型材料包括冷轧钢板、铝合金（）钢板的成形，显著提高车身泛，带来了新的工艺挑战和解决方案≥1500MPa板和镀锌钢板强度和碰撞安全性冲压件应用实例家电电子2/家电外壳和面板家电产品如电视机背板、洗衣机外壳和冰箱门板等大量采用冲压成形这类零件通常对外观要求高，需要良好的表面质量和涂装性能现代家电冲压件趋向大型化和轻量化，常用不锈钢、彩涂钢板和铝合金板材，结合拉深、整形和翻边等工序一次成形复杂形状电子精密部件电子产品中的连接器、屏蔽罩、散热片和支架等精密部件是冲压技术的重要应用领域这类零件尺寸小、精度高，公差通常控制在以内生产中采用精密级进模，材料多为铜合±

0.02mm金、不锈钢和特种合金，以实现高导电性、弹性和耐腐蚀性电池与储能部件随着新能源产业发展，电池壳体、极耳和集流体等部件成为冲压技术的新兴应用锂电池的正负极集流体通常采用铝箔和铜箔冲压制造，厚度仅，对冲压设备精度和模具

0.01-

0.02mm质量要求极高此外，电池壳体需要良好的密封性和耐腐蚀性，常采用不锈钢和铝合金材料移动设备结构件智能手机、平板电脑等移动设备的中框、支架和按键等结构件大量采用精密冲压技术这类零件追求轻薄、高强度和优美外观，多采用铝合金、不锈钢和钛合金等高端材料现代移动设备冲压件通常结合加工、阳极氧化和喷砂等工艺，实现高品质的外观和触感CNC新兴冲压技术趋势行业相关标准与法规标准类型代表标准适用范围主要内容国家标准冲压件尺寸公差规定冲压件的公差等级GB/T14486和检测方法行业标准汽车冲压件汽车冲压件技术条件和QC/T729验收规则质量体系汽车供应链汽车行业质量管理体系IATF16949要求环保法规工业涂装排放限制冲压后处理中的有GB37822VOC害物质排放安全标准冲压设备安全规定冲压设备的安全要GB28240求和保护措施冲压行业受到多种标准和法规的规范，这些标准对产品质量、生产安全和环境保护提出了明确要求产品标准方面，国内主要遵循《冲压件尺寸公差》和《冲压件的一般技术条件》等国家标准，GB/T14486GB/T15618国际上则广泛采用和标准行业特定标准如《汽车覆盖件冲压件技术条件》针对特定ISO16949DIN QC/T729应用领域提出了更详细的要求质量管理体系是企业进入高端市场的必要条件汽车行业普遍要求供应商通过认证，电子行业则需要IATF16949和特定客户要求的认证环保和安全法规日益严格，《工业企业厂界环境噪声排放标准》限制了冲压生ISO9001产的噪声水平，《挥发性有机物排放标准》规范了润滑剂和清洗剂的使用《生产设备安全卫生设计总则》和《机械安全压力机安全要求》则从设备角度保障操作人员安全冲压行业常用名词术语工艺术语模具术语缺陷与质量术语•落料沿工件外轮廓线将板料从整张•凸模安装在上模座上的成形工作部•毛刺冲裁边缘的锋利突起板材上分离出来的工序件•回弹卸载后材料因弹性恢复导致的•冲孔在板料上冲出各种形状孔的工•凹模安装在下模座上的成形工作部形状变化序件•橘皮表面呈现细小凹凸不平的现象•拉深将平板加工成开口空心件的成•压边圈在拉深过程中控制材料流动形工序的装置•耳边拉深件开口处的不均匀高度•翻边在板料边缘或孔边形成向上或•卸料器用于将工件从凸模或凹模中•皱褶材料表面的波浪状变形向下弯折边缘的工序顶出的机构•开裂材料因过度拉伸产生的断裂•整形修正工件形状、提高精度和外•导柱确保上下模具精确对中的导向观质量的工序装置•精冲通过特殊模具结构获得高精度•模架支撑和固定工作部件的框架结剪切面的冲裁工序构常见问题与解答12如何解决冲压件翘曲问题？模具寿命不足如何改善？翘曲通常由内应力不均匀引起可采取以下措施优化材料选择，选用内应力小的板材；调整模具提高模具寿命的方法包括选用更高等级的模具钢材；优化热处理工艺，提高硬度和韧性平衡；应结构，增加褶皱压力或加强筋；调整工艺参数，如降低冲压速度；必要时增加后续热处理，如低温用先进表面处理，如涂层、氮化处理等；改进模具结构设计，减少应力集中；优化润滑PVD/CVD退火释放内应力对于大面积薄板件，可考虑在非关键区域设计加强筋或凸包，提高刚性条件，减少磨损；建立科学的模具维护制度，定期检查和预防性维修34高强钢冲压难点如何克服？冲压自动化改造重点是什么？高强钢冲压的主要挑战是成形性差和回弹大解决方案包括采用温热成形技术，提高材料塑性；冲压自动化改造应关注送料系统自动化，如伺服送料机或三维机器人上料；模内传感系统，实时使用伺服压力机，精确控制成形速度和压力曲线；优化拉深比和圆角半径，减少局部应力集中；增监控压力和位置；视觉检测系统，自动识别产品缺陷；数据采集和分析系统，实现工艺参数优化；加压边力和压边圈结构复杂性，精确控制材料流动；采用过度成形和二次整形策略，补偿回弹柔性生产控制，支持快速换型和小批量生产；人机协作系统，提高安全性和操作便捷性课程知识点总结冲压工艺原理与分类金属板材的塑性变形机理与工艺类型系统模具设计与制造冲压模具的结构原理与制造工艺流程设备与自动化冲压设备特性与现代自动化技术应用质量控制与缺陷预防冲压质量管理体系与常见缺陷处理方法应用实例与发展趋势典型行业应用案例与技术发展方向本课程系统介绍了金属冲压工艺的基础理论、工艺流程、设备应用和质量控制体系从冲压的基本原理出发，我们了解了材料在外力作用下的塑性变形机理，掌握了冲裁、弯曲、拉深和胀形等主要工艺类型的特点和应用范围在模具设计与制造环节，重点讲解了模具结构组成、材料选择和制造工艺流程，以及现代技术在模具开发中的应用CAD/CAE设备与自动化部分介绍了各类冲压设备的工作原理和特性，以及现代冲压自动化和智能制造技术质量控制环节详细阐述了冲压件常见缺陷类型、形成机理和预防措施，建立了从原材料到成品的全流程质量管控体系最后通过汽车、家电和电子行业的典型应用案例，展示了冲压技术的广泛应用价值，并探讨了绿色冲压、智能制造和新材料成形等未来发展趋势课后思考与讨论1新技术应用瓶颈伺服冲压、热成形等先进技术虽然具有明显优势，但在国内推广应用仍然面临多重障碍设备投资成本高、技术人才缺乏、工艺标准不完善是主要瓶颈如何平衡技术升级与投资回报，如何加快人才培养和技术消化，是企业需要思考的关键问题请结合实际情况，讨论中小企业如何循序渐进地实现技术升级2绿色制造挑战随着环保要求日益严格，传统冲压生产中的高能耗、高污染问题亟待解决干式冲压技术可以减少润滑剂使用，但可能影响模具寿命和产品质量；节能设备可以降低能耗，但初期投入较大请讨论在保证产品质量和成本竞争力的前提下，如何实现冲压生产的绿色转型，有哪些可行的技术路线和管理措施3数字化转型路径冲压生产的数字化、智能化是大势所趋，但不同规模和类型的企业面临不同的挑战大型企业可能关注整体解决方案和系统集成，中小企业则更关注投入产出比和实施难度请讨论冲压车间数字化转型的不同路径，如何根据企业实际情况制定合理的数字化战略，实现由点到面的渐进式转型4技术经验传承问题冲压工艺调试和故障处理很大程度上依赖技术人员的经验积累，这些宝贵经验常常难以完全通过文字和图表记录随着老一代技术工人退休，经验传承成为行业面临的共同挑战请讨论如何结合现代信息技术手段，有效记录、整理和传承冲压工艺经验，推动从经验型向知识型生产方式转变结束与答谢80%30%冲压技术贡献率生产效率提升在现代工业制造中，冲压技术直接或间接参与了以上近十年来，通过自动化、智能化技术的应用，我国冲压生80%的金属制品生产，是支撑中国制造业的基础工艺之一从产效率平均提升了以上，单位能耗下降，极大地30%25%日常生活用品到高端装备制造，冲压技术的进步持续推动增强了中国制造业的国际竞争力随着新技术不断发展，着产品质量提升和成本降低冲压工艺将继续在高精度、高效率和绿色制造方向取得突破100+知识点覆盖本课程共涵盖了多个冲压工艺与质量控制的核心知识100点，从基础理论到实际应用，从传统工艺到前沿技术，力求为学习者提供全面、系统的专业知识希望这些内容能够对您的工作和学习有所帮助感谢您参与本次《金属冲压工艺与质量控制》课程的学习！冲压技术是现代工业的重要支柱，它以其高效率、高精度和良好的经济性，广泛应用于汽车、家电、电子、航空航天等领域，推动着中国制造业的转型升级和高质量发展希望通过本课程的学习，您能够掌握冲压工艺的基本原理、工艺流程和质量控制方法，提升解决实际问题的能力在未来的工作中，我们鼓励您不断学习新知识、探索新技术，为中国制造业的发展贡献自己的力量如有任何问题或建议，欢迎随时交流讨论！。