板料冲压结构技术特征优化

板料冲压件通常都是大批量生产的，因此冲压件的设计不仅保证它的使用性能要求，且应具有良好的冲压结构技术特征。这样才能易于保证冲压件品质，减少板料的消耗，延长模具的使用寿命，降低成本及提高生产率等。

冲压件的设计应注意下列事项。

1.冲压件的精度和表面品质

对冲压件的精度要求，不应超过冲压工序所能达到的一般精度，并应在满足需要的情况下尽可能降低要求，否则将增加工艺过程，提高冲压件成本，降低生产率。

冲压工序的一般精度为：落料不超过IT10；冲孔不超过IT9；弯曲不超过IT9～IT10；拉深件直径方向为IT9～IT10，高度尺寸为IT8～IT10。

图3-62 零件形状与排样

a）不合理 b）合理

一般对冲压件表面品质的要求，尽可能不要高于原材料所具有的表面品质，否则将要增加切削加工等工序，使产品成本大为提高。

2.冲压件的形状和尺寸

1）落料件的外形应能使排样合理，废料最少。如图3-62所示，两零件在使用功能上相同，可见图3-62b中无搭边排样的形状，较图3-62a更为合理，材料利用率高达79%。另外，应避免长槽与细长悬臂结构，因为这些结构的模具制造困难、模具寿命低。

2）落料和冲孔的形状、大小应使凸凹模工作部分具有足够的强度。因此，工件上孔与孔的间距不能太小，工件周边的凹凸部分不能太窄、太深，所有的转角都应有一定的圆角等。一般这些与板料的厚度有关，如图3-63所示。

图3-63 冲裁件尺寸与厚度的关系

注：通常对于钢材：a>1.5δ；b≥1δ；c≥1δ；d≥1δ；e>1δ；f>1δ；R₁≥0.5δ；R₂≥0.8δ。

3）弯曲件形状应尽量对称，弯曲半径不能小于材料允许的最小弯曲半径；弯曲件和拉深件上冲孔的位置应在圆角的圆弧之处，若孔的形状和位置精度要求较高时，应在弯曲成形后再冲孔。

4）拉深件的外形应力求简单、对称，且深度不宜过大，以便易于成形和减少拉深次数；拉深件的圆角半径在不增加成形过程工序的情况下，最小许可半径如图3-64所示。不然的话将增加拉深次数和整形工序，增加模具数量和提高成本等。

图3-64 拉深件最小允许半径(www.xing528.com)

注：r₁>2δ；r₂=3～4δ；r₃>2δ；r₄>0.15H。

5）结构设计应尽量简化成形过程和节省材料。

在使用功能不变的情况下，应尽量简化结构，以便减少工序，节省材料，降低成本。如消声器后盖零件，原结构设计如图3-65a所示，须由8道工序冲压成形；经改进后如图3-65b所示，只需3道冲压成形工序且节省材料50%。

图3-65 消声器后盖零件结构

a）原结构 b）改进后结构

采用冲口，以减少一些组合件。如图3-66所示，原设计用3个件铆接或焊接组合而成，现采用冲口（切口—弯曲）制成整体零件，节省了材料，也简化了成形过程，提高了生产率。

图3-66 冲口应用

a）组合件 b）利用冲口

采用冲焊结构。对于某些形状复杂或特别的冲压件，可设计成若干个简单的冲压件，然后用点焊连接或用其他连接方法形成整体件。如图3-67所示的冲压件由两个简单冲压件1和2组成。

冲压件的厚度。在强度、刚度允许的情况下，应尽量采用厚度较薄的材料来制作冲压件，节约耗材，减轻结构的质量。对局部刚度不够的地方，可采用加强筋，如图3-68所示。

图3-67 冲焊结构件

1—冲压件1 2—冲压件2

图3-68 使用加强筋结构

a）无加强筋 b）有加强筋