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钣金冲压工艺方案的分析及模具设计分

析

摘要：钣金对于工业机械生产而言有着至关重要的影响作用，其可以通过自

身特点，将零件厚度统一，从根本上规避传统零件厚度不一的情况。基于此，本

文将结合钣金冲压工艺特点与钣金冲压工艺分类，对钣金冲压工艺方案展开分析，

进而针对模具设计展开研究，以期可以为相关人员提供参考帮助。

关键词：钣金冲压工艺；方案分析；模具设计

引言：钣金冲压工艺设计是一个多因素的任务分配和排序决策过程，由于影

响因素的复杂性、跨部门性和模糊性，需要专业知识来准确判断技术方案的有效

性。一般来说，冲压件的工艺分析必须满足合理、经济、先进的要求，即在保证

产品质量、节约生产成本、提高生产效率的前提下，制定钣金件的冲压工艺。

一、钣金冲压工艺特点

钣金是由不同的板条零件和外壳和容器零件，使用模具或由不同管件制成的

管道制成的。这种冷成型工艺称为冷冲压，简称冲压。冲压加工与其他加工方法

相比，具有许多独特的技术和经济优势。主要特点如下：(1)冲压工艺生产效率

高，操作方便，便于机械化和自动化。这是因为冲压是靠模具和冲压设备来完成

的。普通压力机每分钟可以有几十次冲程，高速压力机每小时可以达到几百次甚

至几千次冲程，而且每个冲程都可以受到冲击。(2)在冲压过程中，由于模具保

证冲压模具的尺寸和精度，一般不会损坏冲压表面质量，冲压寿命一般较长，因

此冲压质量稳定，互换性好。(3)冲压时可加工尺寸大、形状复杂的零件，如小

型秒表、大型汽车边梁、罩盖等。除了在冲压过程中对材料的冷变形有凝固作用

外，冲压强度和刚度都很高。(4)冲压一般不产生刨花板和碎屑，耗材少，不需

要其他加热设备，是一种省料节能的加工方法，冲压件成本低。

[1]

二、钣金冲压工艺分类

冲压主要按工艺分类，可分为分离工艺和成形工艺两种。分离过程也称为切

口。其目的是沿着一定的线路将管芯与板材分离，同时保证分离件的质量要求。

成形过程的目的是在不损坏工件的情况下使金属板材发生塑性变形，并赋予零件

必要的形状和尺寸。在实际生产中，一个零件通常采用多道工序。冲压、弯曲、

剪切、拉伸、扩、烫、矫是冲压的主要工序。钣金冲压工艺方式较多，而结合工

艺特点的钣金件加工工艺主要包括：（1）金属板是一种厚度均匀的材料，在设

计时应予以考虑，尤其是在弯曲较大的地方，这很容易导致厚度不均匀。（2）

钣金产品由钣金材料加工而成。原材料在加工前是平整的。因此，在设计钣金零

件时，所有折弯和倒角必须能够在一个平面上平滑展开。（3）钣金零件的厚度

从0.03mm到4.00mm不等，但厚度越大，加工难度越大，对大型加工设备的需

求越大，误差系数越高。根据产品的实际功能选择厚度。在满足强度和功能的条

件下，越薄越好。对于大多数产品，钣金零件的厚度应检查为1.00mm以下。

（4）钣金产品必须符合加工工艺，且易于制造。不能生产不符合工艺流程的产

品[2]。

三、钣金冲压工艺方案

一般来说，对于有大量固定工序的冲压件，可以先确定零件的基本工序，然

后再考虑各主要工序可能的组合顺序。可以分析和比较由此产生的技术解决方案，

以确定最适合实际生产的技术解决方案。通常，钣金生产中最重要的三个步骤是

切割、冲孔/切割和折叠。现代钣金技术包括：白炽能量缠绕、激光切割、重型

机械加工、金属耦合、金属延伸、等离子切割、精密焊接、钣金紧固和成形、冲

压、水射流切割、精密焊等。钣金件加工的一般工艺顺序：

（1）材料选择。金属板加工中常用的材料包括冷轧板（SPCC）、热轧板

（SHCC）、镀锌板（SECC、SGCC）、铜（Cu）黄铜、黄铜铍、铝板（6061、6063、

硬铝等）、铝型材、不锈钢（镜面、拉伸表面、雾面）。根据产品的不同功能，

通常必须从产品使用和成本的角度考虑不同材料的选择。SPCC冷轧板主要用于电

镀和喷漆零件，成本低，成型方便，材料厚度为3.2mm。HCC热轧板由T23.0mm

制成，也包括镀锌和喷漆零件。价格低，但很难制造，主要是扁平部件。镀锌

SECC板和SGCCSECC电解板分为N和P材料。N材料主要不用于表面处理，且价

格昂贵。材料P用于零件喷漆。铜主要由导电材料制成，其表面为镍、镀铬或未

经处理，成本较高。铝板通常使用表面铬酸盐（J11-A）和氧化（电和化学氧

化），