冲压加工按变形性质分为分离工序和成形工序两大类。分离工序是让板料沿封闭轮廓相互分离,典型如冲裁、落料、冲孔,模具间隙通常控制在板厚的5%~10%之间,软料取小值、硬料取大值。成形工序则是让板料在不破裂的前提下发生塑性变形,如弯曲、拉深、翻边、胀形等。这两类工序在连续模中往往交替出现,排样时得先算清冲裁力再校核拉深系数,否则试模时不是毛刺超标就是拉裂。
冲裁力计算公式F=LTσb,其中L为冲裁周长、T为板厚、σb为抗拉强度。以1mm厚冷轧板为例,抗拉强度约350MPa,冲一个直径20mm的圆孔,理论冲裁力约22kN。但实际选压力机时至少乘1.3倍安全系数,还得考虑卸料力和推件力。模具方面,冲裁模的凸凹模间隙直接决定断面质量,间隙过大断面出现双层撕裂带,间隙过小则模具磨损加剧,刃口很快钝化。
成形工序中,弯曲的回弹是最头疼的问题。90°V形弯曲,回弹角通常在2°~5°,材料屈服强度越高回弹越大。现场常用补偿法——凸模角度比目标角度小一个回弹量,或增加校正力。拉深则要关注拉深系数m=d/D,低碳钢首次拉深系数一般取0.48~0.52,低于此值就得增加拉深次数。拉深模的压边力控制也关键,太大拉裂、太小起皱,调试时得反复微调。
实际生产中,冲压工艺排布讲究“先分离后成形、先大后小、先深后浅”。连续模排样还要考虑条料刚性、送料步距和导正销位置。一套好的冲压模具,不是靠理论算出来的,而是算完再试、试完再修出来的。搞懂分离与成形这两大类的底层逻辑,现场遇到毛刺、拉裂、起皱、回弹这些老毛病,心里就有谱了。