金属冲压冲压，又称冲孔或压制，是一种制造工艺，在这种工艺中，平金属片（卷材或坯料）通过压力机中的模具被制成特定形状。该工艺包括各种金属成型技术，如冲裁、冲孔、弯曲、压印、压花和翻边。

金属冲压的核心优势在于

• 生产率高
• 低成本
• 高精度
• 部件一致性强
• 自动化批量生产

冲压工艺的主要类型

连续模冲压

• 将金属带从卷材送入冲压机，多工位逐步完成冲孔、剪切、弯曲等操作，最终获得成品。
• 优势产量高、重复性好、劳动力成本低、废品少，适合批量生产复杂几何形状的零件。

四滑动冲压

• 使用四个（或更多）从不同方向横向作用的同步滑块，实现复杂的切割和弯曲。
• 优势设计灵活，适用于精细结构件；模具成本低，废品率低；自动化程度高。

深拉冲压

• 通过拉伸将金属片压入模腔，形成深度大于直径的凹槽结构。
• 用于汽车零件、航空航天部件、厨具、电气零件等。

小批量冲压

• 使用定制的小批量模具，适合试制零件或短期生产，模具成本低，但单位成本高。

复合冲压

• 复合模具冲压：用一台冲压机完成多个工序，如切割和冲孔。
• 传递模冲压：先切割坯料，然后设备将坯料移动到多个工位进行加工，适用于需要拉深的零件。

深冲的原理和特点

什么是深度绘图？

深描是一种金属冲压即通过模具和压接环将金属片压入模腔，从而形成深度大于直径的空心零件。

主要说明：

• 工件定位将金属板放在模具上。
• 击倒：冲头向下移动，将金属板压入模腔。
• 材料流动：金属板径向流入模腔，形成杯状或其他型腔结构。
• 控制回弹和起皱压接环可防止材料起皱；冲程速度和润滑可控制变形均匀性。

适用产品：

• 厨房用具（锅碗瓢盆）
• 汽车油底壳、过滤器外壳
• 飞机铝制燃料箱
• 医疗设备外壳

模具制造的详细流程

高效的模具设计和制造是确保冲压质量的关键。

流程如下

产品分析

• 分析零件结构、形状公差和材料属性。
• 判断是否适合冲压以及冲压类型（拉深、复合、连续、四滑动等）。

模具设计

• 使用 CAD 软件进行 3D 建模。
• 设计冲裁模、拉深模、复合模、导向装置、压接环等的结构。

模具材料选择

• 常用材料Cr12MoV、SKD11、DC53 等。
• 根据耐磨性、韧性、加工难度进行选择。

模具加工

• 数控粗加工和精加工；
• 线切割切割复杂轮廓
• 热处理（淬火、回火）以提高硬度；
• 精密磨削，控制尺寸精度和表面粗糙度。

模具装配和调试

• 模具组件组装和调平；
• 小批量试模、模内润滑和检验冲压件;
• 优化工具并投入正式批量生产。

常见缺陷和防控措施

金属冲压过程中可能会出现以下问题：

金属冲压应用行业分析

汽车行业

• 使用量最大，占总使用量的 40% 以上。金属冲压;
• 应用包括内门板、油底壳、支架和车身骨架部件；
• 对高强度、轻质、常用高强度钢和铝合金的要求。

电子和电器

• 精密冲压：用于连接器、触点、屏蔽罩和微型弹簧；
• 需求特点：精度高、体积小、批量大。

医疗设备

• 冲压外壳、导电部件、紧固件等。
• 常用材料：不锈钢、钛合金；
• 需要满足医疗级认证和无尘工艺标准。

航空航天

• 对高温合金、钛合金和其他材料进行深拉伸加工；
• 应用：燃油系统外壳、仪表板支架等。
• 要求重量轻、强度高、耐腐蚀、尺寸一致。

可再生能源

• 冲压件用于风力发电设备、电池外壳、太阳能支架等。
• 材料要求具有良好的导电性和耐候性

冲压设计和模具

模具设计与制造

• 使用 CAD/CAM 技术进行模具设计可确保精确的冲程和间隙。设计模型通常包含数百个工艺组件。
• 工具加工包括数控铣削、电火花线切割、淬火、磨削等。

冲压设计指南

• 穿孔：孔径应≥材料厚度的 1.2 倍，淬火钢应≥2 倍。
• 边缘距离和间距：对于长度不超过厚度 10 倍的长孔，边缘距材料边缘的距离应≥ 2 x 厚度；对于更长的孔，边缘距材料边缘的距离应≥ 4 x 厚度。
• 弯曲（Bending）：角的半径应≥1/2 厚度；切口、卡口和弯口之间的宽度应保持≥1.5 x 厚度。

材料选择指南

选择冲压材料需要考虑：韧性、硬度、可弯曲性、可加工性和成本。

通常选用的材料如下：

• 铜合金：用于电气和传热部件，如铜、青铜和黄铜。
• 铝合金：重量轻、耐腐蚀，用于汽车、航空航天和家用设备。
• 钢、不锈钢：高强度、耐磨损，应用广泛，包括结构部件和医疗设备。
• 特种合金：如镍基合金、铌、贵金属等，用于高环境或微型冲压件。

成本和质量控制

成本优势

• 单位成本低，适用于大批量冲压，废品控制良好；耐用的模具可节省维护和更换频率。
• 四滑板工艺可实现快速设计调整并节省模具成本。

质量控制

• 使用热处理、打磨、清洗、去毛刺、电镀、线切割精加工等方法提高零件精度和表面质量。

工业应用实例

• 医疗器械弹簧和防护罩：采用不锈钢+选择性镀锡+材料堆叠技术生产。
• 电气连接器盖：与原来的焊接方案相比，改用单模冲压节省了 80% 的成本，交货时间从 10 周缩短到 4 周。
• 汽车安全气囊金属环：34 x 18 x 8 毫米深冲部件，24 工位连续模具 + DDQ 钢 + 镀锌。

金属冲压是一种高效、低成本和质量稳定的制造工艺，适合大批量生产复杂的金属零件。通过选择正确的冲压技术、优化设计、精心选择材料、匹配精密模具和二次加工，可以获得出色的质量和经济效益。无论是消费品、汽车零件、航空设备还是医疗器械，金属冲压的应用范围都非常广泛。