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教学目标
通过本章的学习，使学生掌握冲压成形的概念、特点及分类，熟悉冲压常用材料的要求及种类，了解常用冲压设备类型及主要参数，理解塑性、加工硬化、力学性能等对冲压成形的影响。
应该具备的能力：初步具备选择冲压材料及选择冲压设备的基本能力；初步学会分析材料的塑性、加工硬化等性能对冲压成形的影响。
教学要求
引例
在日常生活中，有许多用品都是冲压产品，如下图中的不锈钢锅、易拉罐等。这些产品都是利用金属板材，通过安装在压力机上的冲压模具加工而成。那么我们知道不知道冲压用的设备是什么样子的？是不是所有的金属材料都能用于冲压加工呢？这是首先应了解的内容。
可先回忆一下工程材料中有关材料组织性能和力学性能的相关知识。
一般读者以前可能没有接触过模具，对模具有一种神秘感，其实模具实质上就是一种工具，是一种工艺装备，有简单的，也有复杂的。模具制造企业中有各式各样的模具，如用于生产摩托车变速箱的压铸模、生产塑料制品的注射模、生产不锈钢炊具的冲裁模、挤压模等。在汽车覆盖件生产车间还会看到重达几百吨的汽车覆盖件模具。总之，模具有大有小，有轻有重，有简单有复杂，形式各异、多种多样。
那么，模具是什么呢？可以说，模具就是服务于人们意志的一种工具。
可以通过使用不同的模具，在各种必要的外部条件（如温度、压力等）作用下，来得到我们所期望的产品。
从广义上讲，模具可以分为两大类。
（1）有型腔的模具，如冲裁模，注射模——模具。
（2）无型腔的模具，如木模，仿型模——模型。
有型腔的模具，是通过型腔制造出产品；没有型腔的模具，是通过仿型复制出产品，或通过它制造出型腔，然后再制造出产品。
通常所讲的模具是指第一种即有型腔的模具，而把无型腔的模具称为模型。
一个有实质使用意义的模具，其重要标志之一，就是具有“重复使用性”。
现实生活中，常根据模具的结构、产品的属性、生产工艺条件等，从多方面对模具进行分类，如冲压模、塑料模、压铸模等。
学习的重点：冲模中的冲裁模，塑料模中的注射模；其次为冲模中的弯曲模和拉深模，塑料模中比较常用的压注模和注塑模。
该课程是专业课程，综合性较强，且对实践经验要求比较高，学习时要注意以下几个方面。
（1）要具备扎实的相关基础知识。如机械制图（手工制图、AutoCAD、CAXA、Pro/ENGINEER等）、公差与配合、工程材料及热处理、机械设计、机械制造等，应熟练掌握。
（2）熟知各种模具的典型结构及各主要部分的作用，举一反三。
（3）熟悉各种国家标准或行业标准，设计时尽可能地采用标准件。
（4）设计零部件时，要考虑其机械加工工艺性。
（5）注意实践经验的积累，理论联系实际，特别是在实训、实习等实践教学环节。
冲压成形是指在压力机上通过模具对板料（金属或非金属）加压，使其产生分离或发生塑性变形，从而得到一定形状、尺寸和性能要求的零件的加工方法。它属于塑性加工方法之一，这种方法又称为冷冲压或板料冲压。冲压模具设计是实现冷冲压工艺的核心。
冲压成形是一种先进的加工方法，与机械加工方法相比，具有以下一些特点。
（1）可以获得其他加工方法不能加工或难以加工的形状复杂的零件，如汽车覆盖件等。
（2）冲压生产的零件的尺寸精度主要是靠冲压模具来保证的，加工出的冲压零件质量稳定，一致性好，具有“一模一样”的特性。
（3）材料的利用率高，属于少、无切屑加工。
（4）可以利用金属材料的塑性变形来提高工件的强度。
（5）生产率高，易实现自动化生产。
（6）模具使用寿命长，生产成本低。
按照变形性质，冲压工序可分为两大类，即分离工序和成形工序，见表1-1。
分离工序：板料在压力作用下，其压力超过材料的抗剪强度而沿一定轮廓线断裂成制件的工序。通常分离工序又称冲裁。
成形工序：板料在压力作用下，其应力超过屈服强度（未达到抗剪强度）而产生塑性变形，从而获得一定形状和尺寸的制件的工序。
表1-1 冲压工序
续表
1．塑性
塑性是指固体材料在外力作用下发生永久变形而不破坏其完整性的能力。常用的塑性指标有伸长率 A 和断面收缩率 ψ 。材料的塑性是塑性加工的依据，冲压成形时总希望被冲压的材料具有良好的塑性。
金属材料的塑性与柔软性概念不同，柔软性只是物质变形抗力的标志，与金属的塑性没有直接的联系。即软的材料塑性不一定好，塑性好的材料不一定柔软。例如奥氏体不锈钢在室温下具有良好的塑性，但其变形抗力却很大，需在很大压力下成形。
同一变形条件下不同的材料具有不同的塑性，同一种材料在不同的变形条件下又会出现不同的塑性。例如金属铅在一般情况下变形时，具有极好的塑性，但在三向等拉应力的作用下却会像脆性材料一样被破坏，而不产生任何塑性变形；而大理石一般情况下毫无塑性，却可以在三向压应力的作用下产生一定的塑性变形。此外，某些金属在一定温度及低的变形速度下进行拉深，可以得到几倍甚至十几倍的均匀拉深变形，即达到金属的超塑性状态。
影响金属材料塑性变形的因素有两个方面。一是金属材料本身的性质，如化学成分、金相组织等；二是外部条件，如变形温度、变形速度和应力状态等。
1）化学成分及组织的影响
金属的组织结构取决于它的化学成分。组成金属主要元素的晶格类型、杂质的性质、数量及分布情况，晶粒大小、方向及形状等，都与化学成分有关。一般来说，组成金属的元素越少（如纯金属和固溶体），塑性越好；滑移系统数量越多，力学性能越一致，晶界强度越大，塑性越好。
2）变形温度对塑性的影响
对于大多数金属和合金而言，随着温度的升高会使塑性增加。但一些金属在升温过程中的某些温度区间内，塑性会降低，出现脆性区。如碳钢，随着温度增加塑性会增加，但在200～250℃、800～900℃及超过1250℃的三个温度区间，出现塑性下降，分别称为蓝脆区、热脆区和高温脆区。
温度升高使塑性增加有如下原因：发生了回复和再结晶；临界切应力降低，滑移系增加；金属的组织结构发生变化，可能由多相组织转变为单相组织，也可能由对塑性不利的晶格转变为对塑性有利的晶格等。
3）应力状态对塑性的影响
金属在塑性变形时应力状态非常复杂，为了研究变形金属各部位的应力状态，在变形物体中取一个微小的六面体单元，在六面体上画出所受的应力和方向，这种图称为应力状态图。如果六面体上只有正应力而没有切应力，则此应力状态图称主应力图。根据主应力方向及组合不同，主应力图共有9种，如图1.1所示。
图1.1 主应力示意
应力状态对塑性的影响很大，主应力图中压应力个数越多、数值越大，则塑性越好。图1.1所示的主应力图中第1种塑性最好，第7种塑性最差。
当三个主应力的大小都相等，即 σ 1 = σ 2 = σ 3 时，称为球应力状态。深水中的微小物体所处的就是这样一种应力状态，习惯上将三向等压应力称为静水压力。在静水压力作用下的金属，其塑性将提高，静水压越大，塑性提高越多，这种现象称为静水压效应。静水压效应对塑性加工很有利，应尽量加以利用。
2．变形抗力
塑性变形时，使金属产生塑性变形的外力称为变形力，金属抵抗变形的力称为变形抗力。变形抗力反映了使材料产生塑性变形的难易程度。
变形抗力与变形力数值相等，方向相反。在材料力学中变形应力 σ 是用载荷 F 与试棒初始截面积 A 0 的比值来表示的，即 σ = FA 0 。这种表示方法有其不合理性，因为拉伸试验中试棒的截面积在不断减小，真正的应力应该是该瞬间的载荷与该瞬间试棒的截面积之比，这个应力称为真实应力。通常用真实应力作为变形抗力的指标。
在冲压生产中常用真实应力-应变曲线来表示材料变形抗力与变形程度的关系，这是一个指数曲线，表示如下：
σ = Cε n
式中， C ——与材料性能有关的系数，MPa；
n ——硬化指数。
C 和 n 的值取决于材料的种类和性能，可通过拉伸试验获得。 n 是材料在变形时硬化性能的重要指标， n 值越大，表示变形过程中，材料的变形抗力随着变形程度的增加而迅速增长，同时不易出现局部的集中变形和破坏，有利于增大伸长类零件成形时的变形极限，所以 n 对板料的成形性能有着重要的影响。
金属塑性加工过程多数是在两向或三向应力状态下进行的，加工同一种材料的变形抗力一般要比单向应力状态的真实应力大得多，可达真实应力的1.5～6倍。因此，变形抗力的大小除了取决于该材料在一定变形温度、变形速度和变形程度下的真实应力外，还取决于塑性加工时的应力状态、接触摩擦及相对尺寸因素等。
（1）化学成分及组织对变形抗力的影响
对于纯金属，因原子间的作用特性不同，各种纯金属的变形抗力也不同，纯度越高，变形抗力越小。不同牌号的合金，因组织状态不同，变形抗力也不同。如硬铝合金LY12在退火状态下的变形抗力为100MPa，淬火时效后变形抗力为300MPa。一般合金元素、杂质元素含量越高，变形抗力越大，尤其是弥散分布对变形抗力的增大影响较大。
材料发生相变时，力学性能和物理性能都会发生变形，当然变形抗力也发生变化。对单相组织，单相固溶体中合金元素的含量越高，引越晶格畸变越大，变形抗力越高。单相组织比多相组织的变形抗力要低。
（2）变形温度对变形抗力的影响
温度升高，金属原子间的结合力降低，变形抗力降低。但那些在升温过程中在某些温度区间出现脆性区的金属则例外。
（3）变形速度对变形抗力的影响
变形速度的增大使热效应增大，从而使变形抗力降低；另一方面，变形速度增大缩短了变形时间，位错运动的发生与发展时间不足，又使变形抗力增加。一般来说，随着变形速度的增加，金属的真实应力提高，但提高的程度与变形温度有关。冷变形时变形速度对真实应力影响不大，而在热变形时随变形速度的提高会引起真实应力的显著提高。
（4）变形程度对变形抗力的影响
金属变形过程中随着塑形变形程度的增加，其变形抗力（即每一瞬间的下屈服强度 R eL 与抗拉强度 R m ）增加，硬度提高，而塑性和韧性降低，这种现象称为加工硬化。材料的加工硬化对塑性变形的影响很大，材料在发生加工硬化以后，不仅使变形抗力增加，而且还限制了材料的进一步变形，甚至要在后续成形工序前增加退火工序。
（5）应力状态对变形抗力的影响
塑性理论指出，只有应力差才会导致物体的形状变形。物体受到的静水压力越大，其变形抗力越大。如挤压时金属受三向压应力作用，拉拔时受两压一拉的应力作用，虽然两者产生的变形状态是相同的，但挤压时的变形抗力远大于拉拔时的变形抗力。
在各种冲压成形工艺中，毛坯变形区的应力状态和变形特点是制订工艺过程、设计模具和确定极限变形参数的主要依据，所以只有能够充分地反映变形毛坯的受力与变形特点的分类方法，才可能真正具有实用的意义。
从本质上看各种冲压成形过程就是毛坯变形区在力的作用下产生变形的过程，所以毛坯变形区的受力情况和变形特点是决定各种冲压变形性质的主要依据。从毛坯变形区的应力与应变特点，可以把冲压变形概括为两大类：伸长类变形和压缩类变形。
当作用于毛坯变形区内的最大应力、应变为正值时，称这种冲压变形为伸长类变形，如胀形、翻边与弯曲外侧变形等。这种成形主要是靠材料的伸长和厚度的减薄来实现，此时拉应力的成分越多，数值越大，材料的伸长与厚度减薄越严重。
当作用于毛坯变形区内的最大应力、应变为负值时，称这种冲压变形为压缩类变形，如拉深凸缘变形区和弯曲内侧变形等。这种成形主要是靠材料的压缩与增厚来实现的，压应力的成分越多，数值越大，板料的缩短与增厚就越严重。
伸长类变形的极限变形参数主要决定于材料的塑性，并且可以用板材的塑性指标直接或间接地表示。例如多数实验结果证实：平板毛坯的局部胀形深度、圆柱体空心毛坯的胀形系数、圆孔翻边系数、最小弯曲半径等都与伸长率有明显的正比关系。压缩类成形的极限变形参数（如拉深系数），通常都受毛坯传力区的承载能力的限制，有时则受变形区或传力区的失稳起皱的限制。两类成形方法极限变形参数确定的基础不同，所以影响极限变形参数的因素和提高极限变形参数的途径和方法也不一样。
板料的冲压成形性能是指板料对各种冲压方法的适应能力。但要测定板料的成形性能非常困难，因为板料的成形方式多种多样，每一种成形方式的应力状态、变形特点等情况都不相同，目前还不能用一个统一的指标来判别其成形性能的好坏，不过可通过对板料拉伸试验中测得的一些力学性能数据进行分析来判断板料的成形性能。
图1.2表示板料单向拉伸的试样，其各部分尺寸见表1-2。试验时利用测量装置测量拉伸力 F 与拉伸行程（即试验伸长值），根据这些数值作出 R - A 曲线，如图1.3所示。
图1.2 拉伸试样
图1.3 拉伸曲线
表1-2 拉伸试样尺寸mm
从拉伸试验可获得板料的一些机械性能指标：下屈服极限 R eL 或规定残余延伸强度 R r0.2 、抗拉强度 R m 、最大力总伸长率 A gt 、断裂总伸长率 A t 、加工硬化指数 n 、厚向异性指数 γ 及板平面各向异性指数Δ γ 等。下面将其中重要的几项分述如下。
1．下屈服强度 R eL
下屈服强度 R eL 小，材料容易变形，则变形抗力小，所需变形力小。在压缩类变形时，因易于变形而不易出现起皱，弯曲变形后回弹也小。
2．屈强比 R eL / R m
屈强比对冲压成形影响比较大。屈强比小，说明 R eL 小而 R m 大，允许的塑性变形区间大，即易于产生塑性变形而不易破裂。尤其对拉深变形而言，屈强比小，意味着变形区易于变形而不易起皱，而传力区又不易拉裂，有利于提高拉深变形程度。
3．伸长率
拉伸试验中，试样拉断时的伸长率称断裂总伸长率 A t 。试样在屈服阶段之后达到所能抵抗的最大力时，即试样开始产生局部集中变形时（颈缩时）的伸长率称最大力总伸长率 A gt ，如图1.3所示。
A gt 表示材料产生均匀的或稳定的塑性变形的能力，它直接决定材料在伸长类变形中的冲压成形性能。从试验中得到验证，大多数材料的翻边变形程度都与 A gt 成正比，可以得出结论：伸长率是影响翻边或扩孔成形性能的主要参数。
4．硬化指数 n 和弹性模量 E
n 值表示材料在塑性变形中的硬化程度。 n 值大，材料在变形中加工硬化，真实应力增大。在拉伸类变形中， n 值大，变形抗力增大，从而使变形趋于均匀，板料厚度方向变薄量减小，厚度分布均匀，表面质量好，成形极限增大，制件不易产生裂纹，冲压性能好。
弹性模量 E 越大，材料抗压失稳能力越强，卸载后回弹越小，冲压件质量越高。
5．厚向异性指数 γ
由于钢锭结晶和板材轧制时出现纤维组织等原因，板料的塑性会因方向不同而出现差异，这种现象称为板料的塑性各向异性。厚度方向的各向异性用厚度异性指数 γ 表示，其表达式为：
γ = ε b / ε t
式中， γ ——厚向异性指数；
ε b , ε t ——试样宽度和厚度方向的应变。
由上式可知，当 γ ＞1时，板料宽度方向较厚度方向容易产生变形，即板料不易变薄或增厚。在拉深变形工序中，加大 γ 值，毛坯宽度方向易于变形，切向易于收缩，不易起皱，有利于提高变形程度和保证产品质量。故 γ 值越大，材料的拉深性能越好。
6．板平面各向异性指数Δ γ
板料轧制后，在板平面内也出现各向异性，因此沿各不同方向，其力学性能和物理性能均不同。板平面各向异性用板平面各向异性指数Δ γ 表示，其表达式为：
式中， γ 0° , γ 90° , γ 45° ——与板料轧制纤维方向成0°、90°、45°试样的厚向异性指数。
Δ γ 越大，表示板平面内的各向异性越严重。拉深件拉深后口部不齐，出现“凸耳”，就是由板料的各向异性而引起的，它既浪费材料又要增加一道切边工序。
冲压最常用的材料是金属板料，也有部分用非金属板料。生产时，往往是使用剪板机把板料剪切成条料，对大批量生产可采用专门规格的带料（或卷料）。
一般来说，伸长率大、屈强比小、弹性模量大、硬化指数高和厚向异性指数大有利于各种冲压成形工序。此外，还要满足以下要求。
（1）板料应有良好的表面质量。板料表面不能有划伤、缩孔、麻点或断面分层，否则在冲压过程中会造成应力集中而产生破裂。板料表面若扭曲不平，会引起毛坯定位不稳定而造成冲压废品。板料按表面质量可分为Ⅰ（高质量表面）、Ⅱ（较高质量表面）和Ⅲ（一般质量表面）三种。
（2）板料的规格应符合有关标准。在冲压中，如拉深工艺，凸模和凹模的间隙主要是根据板料厚度及公差确定的，所以板厚必须符合标准。否则，不仅会影响制件的质量，还可能引起模具或压力机的损坏。我国对板料厚度公差的要求，规定有高级（A）、较高级（B）和普通级（C）三种。
表1-3列出部分冲压常用金属材料及其力学性能；表1-4列出冲压常用非金属材料及其力学性能。
表1-3 部分冲压常用金属材料及其力学性能
表1-4 部分常用非金属板料的抗剪强度
常用的冲压设备很多，但主要是压力机。压力机的主要形式有曲柄压力机、液压压力机、摩擦压力机、双动压力机、三动压力机、多工位压力机、弯曲机、精冲压力机、高速压力机和数控冲床等。下面介绍常用的曲柄压力机。
1．曲柄压力机的结构及工作原理
曲柄压力机是冲压生产中应用最广泛的一种机械压力机，习惯称之为冲床。图1.4所示为曲柄压力机的外形图，图1.5为其工作原理图。电动机1通过带轮2、3及大小齿轮带动曲轴7旋转，曲轴通过连杆带动滑块10沿导轨作下上往复运动，从而带动模具实施冲压。模具安装在滑块与工作台之间。
图1.4 可倾式曲柄压力机
图1.5 曲柄压力机工作理
1—电动机；2—小带轮；3—大带轮；4—小齿轮；5—大齿轮；6—离合器；7—曲轴；8—制动器；9—连杆；10—滑块；11—上模；12—下模；13—垫板；14—工作台
曲柄压力机结构包括工作机构、传动机构、操作机构、支承机构和辅助机构等。
（1）工作机构。工作机构主要由曲轴7、连杆9和滑块10组成。其作用是将电动主轴的旋转运动变为滑块的往复直线运动。滑块底平面中心设有模具安装孔，大型压力机滑块底面还设有T形槽，用来安装和压紧模具，滑块中还设有退料装置（如图1.4中所示横梁），用以在滑块回程时将工件或废料从模具退出。
（2）传动系统。传动系统由电动机1、小带轮2、大带轮3、小齿轮4和大齿轮5等组成。其作用是将电动机的运动和能量按照一定要求传给曲柄滑块机构。
（3）操作系统。操作系统包括空气分配系统、离合器、制动器、电气控制箱等。离合器是用来接通或断开大齿轮与曲轴间运动传递的机构，即控制滑块是否产生冲压动作，由操作者操纵。制动器可以确保离合器脱开时，滑块比较准确地停止在曲轴运动的上止点位置。
（4）支承部件。支承部件包括机身、工作台、拉紧螺栓等。
此外，压力机还具有气路和滑润等辅助系统，以及安全保护、气垫、顶料等附属装置。
2．压力机的型号
压力机的型号是用汉语拼音字母、英文字母和数字表示。例如JA23-63B型号的意义如下：
机械压力机列别、组别的划分如下。
1列：单柱偏心压力机。其中，1列1组为单柱固定台式压力机；1列2组为单柱活动台式压力机。
2列：开式双柱压力机。其中，2列3组为开式双柱可倾式压力机。
3列：闭式曲柄压力机。其中，3列1组为闭式单点压力机；3列6组为闭式双点压力机；3列9组为闭式四点压力机。
4列：拉深压力机。其中，4列3组为开式双动拉深压力机；4列4组为底传动双柱拉深压力机；4列5组为闭式上传动双动拉深压力机。
5列：摩擦压力机。其中，5列3组为双盘摩擦压力机。
3．曲柄压力机的基本技术参数
曲柄压力机的基本技术参数表示压力机的工艺性能和应用范围，是选用压力机和设计模具的主要依据。压力机的主要技术参数介绍如下。
（1）公称压力 F P （kN）。压力机滑块的压力 P ，在全行程中不是一个常数，而是随着曲轴转角 α 的变化而变化，如图1.6所示。压力机的公称压力 F ，是指滑块离下止点前某一特定距离，或曲轴转角离下止点前某一角度时所产生的最大压力（即 F P = P max ），这个角度称为工作角（曲柄压力机一般为25°～30°）。对应工作角滑块运动的那一段距离称为公称压力行程。公称压力应与模具设计所需的总压力相适应，它是选择压力机的主要依据。
（2）滑块行程 s 。滑块行程是指滑块上、下止点间的距离。对于曲柄压力机，其值等于曲柄长度的两倍（即 s =2 R ），如图1.6所示。滑块行程 s 与加工制件 h 0 的最大高度有关，应能保证制件的放入与取出。对于拉深件，滑块行程一般应大于制件高度 h 0 的2倍，即 s ＞2 h 0 （如图1.7所示）。
图1.6 曲柄压力机的许用负荷
图1.7 拉深模具的行程示意
1—凹模；2—凸模；3—压边圈；4—工件
（3）滑块行程次数。滑块行程次数是指滑块空载时，每分钟上下往复运动的次数。有负载时，实际滑块行程次数小于空载次数。对于自动送料曲柄压力机，滑块行程越高，生产效率越高。
（4）装模高度。压力机装模高度是指压力机滑块处于下止点位置时，滑块下表面到工作台上表面的距离。当装模高度调节装置将滑块调整到最上位置时（即当连杆调至最短时），装模高度达到最大值，称为最大装模高度（用 H max 表示）。反之，即为最小装模高度， H min 表示。装模高度调节装置所能调节的距离，称为装模高度调节量。模具的闭合高度 h 应在压力机的最小装模高度和最大装模高度之间，如图1.8所示。
特别提示
当模具的闭合高度 h 小于压力机的最小装模高度 H min 时该怎么办？此时可在压力机的工作台上加装垫板，增加模具的装模高度，如图1.8所示。
（5）工作台尺寸和滑块底面尺寸。压力机工作台面尺寸应大于冲模的相应尺寸 a 1 × b 1 。一般情况下，工作台面尺寸应大于下模座尺寸50～70mm，为固定下模留下足够的空间。上模座的平面尺寸一般不应该超过滑块底面尺寸 a × b 。
（6）模柄孔和漏料孔尺寸。如图1.8所示，模柄直径应略小于滑块内模柄安装孔的直径 D ，模柄的长度应小于模柄孔的深度 l 1 。在自然漏料的模具中，要考虑工作台面上的漏料孔直径 D 1 尺寸能保证漏料。
图1.8 冲模与压力机尺寸的关系
表1-5所示为开式可倾式曲柄压力机主要技术参数。
表1-5 开式可倾式曲柄压力机的主要技术参数
曲柄压力机适用于落料模、冲孔模、弯曲模和拉深模。C形床身的开式曲柄压力机具有操作方便及容易安装机构化附属设备等优点，适用于中小型冲模。闭式机身的曲柄压力机刚度较好，精度较高，适用于大中型或精度要求较高的冲模。
液压压力机适用于小批生产大型厚板的弯曲模、拉深模、成形模和校平模。它不会因为板料厚度超差而过载，特别对于行程较大的加工，具有明显的优点。
摩擦压力机适用于中小型件的校正模、压印模和成形模。生产率比曲柄压力机低。
双动压力机适用于大量生产大型、较复杂拉深件的拉深模。
多工位压力机适用于同时安装落料、冲孔、压花、弯曲、拉深、切边等多副模具，不宜用于连续模。它适用于不宜用连续模生产的大批量成形冲件。
弯曲机适用于小型复杂的弯曲件生产。弯曲机是一种自动化机床，它具有自动送料装置及多滑块，可对带料或丝料进行切边、冲载、弯曲等加工。每一个动作都是利用凸轮、连杆和滑块单独进行驱动，模具各部分成为独立的单一体，从而大大减化了模具结构。
精冲压力机适用于精冲模，能冲载出具有光洁平直剪切面的精密冲裁件，也可以进行冲裁—弯曲、冲裁—成形等连续工序。
高速压力机适用于连续模。高速压力机是高效率、高精度的自动化设备，一般配有卷料架、校平和送料装置，以及废料切刀等附属设施。
数控冲床的步冲次数（数控冲床工作步距和频率简称步冲次数）高、冲压稳定，并配有高效自动编程软件。主要用于带多种尺寸规格孔型的板冲件加工，在大型电气控制柜加工行业有着广泛的市场，也可用于其他大批量板冲件的加工。
本章对冲压工艺的基础知识作了较为详细的阐述，包括模具的概念、冲压成形工艺的分类与特点、板料的冲压性能及冲压设备。
冲压成形的特点与分类介绍了冲压成形的概念以及冲压工序的分类和特点。
板料的冲压性能介绍了金属材料的塑性、变形抗力及冷作硬化的概念及影响因素，并对其力学性能与成形性能之间的关系作了阐述。
冲压设备主要介绍了曲柄压力机的基本结构和主要技术参数，并对选用原则作了简要说明。
本章的教学目标是使学生具备冲压工艺的基础知识。
1．简答题
（1）什么是冲压加工？冲压加工与其他加工方法相比有何特点？
（2）冲压工序分为哪两大类？从每一大类中各列举三个主要工序，并说明其变形特点和应用。
（3）冲压用板料的力学性能与成形性能之间有什么关系？
（4）曲柄压力机的主要技术参数有哪些？如何选择冲压设备？
（5）查阅资料，试述冲压模具技术的现状和发展趋势如何。
2．案例题
图1.9中（a）、（b）、（c）所示为不同类型压力机的实物图片，试查阅相关资料，确定这几种压力机的类型，各有什么特点，一般用于哪些方面。并指出主要结构组成。
图1.9 压力机
1．实训目标：提高学生对压力机和模具的感性认知，帮助学生认识模具在压力机上进行安装的过程，提高学生的动手操作能力。
2．实训内容：指导学生掌握压力机基本结构和基本操作，使学生掌握冲压模在压力机的安装与拆卸过程，有条件的可以使用板料进行冲压演示，增强冲压加工的感性认知。
3．实训要求：模具在压力机的安装与拆卸要严格按照以下要求进行。
1）冲压模安装过程
（1）装模前要了解所用冲压模的结构特点及使用条件。如冲压模具的闭合高度、出件方式等。然后检查压力机的运转是否正常，确认压力机工作状态良好后，着手进行模具安装。安装时必须将压力机行程开关转换到“手动”上，严禁用脚踏开关进行模具安装。
（2）准备好安装冲压模所需的紧固螺栓、螺母、压板、垫块、垫板及冲压模上的附件（如打料杆、顶杆等）。
（3）将压力机的打料螺栓调整到最上位置。
（4）测量冲压模的闭合高度，并根据测量的尺寸调整压力机滑块的高度，使滑块在下止点时，滑块底面与压力机工作台面的距离略大于模具的闭合高度（若有垫板应为模具闭合高度与垫板之和）。
（5）将模具与压力机的接触面擦拭干净，松开滑块上夹持块上的紧固螺栓，卸下夹持块，将处于闭合状态的模具沿槽推入滑块的模柄孔内。
（6）将压力机滑块停在下止点，仔细调整压力机滑块高度，使滑块与上模面接触，再装上模具夹持块。
（7）调整好模具的送料方向，紧固模具夹持块，安装下模压板，但不要将螺栓拧得太紧，如模具有弹顶器时，应先安装弹顶器。
（8）调整压力机上的连杆，使滑块向上调3～5mm，开动压力机使滑块停在上止点。擦净导柱导套部位并加润滑油后，再点动压力机，使滑块上下运动1～2次后使滑块停在下止点。靠导柱导套将上下模具的位置导正后，将压板螺栓拧紧。
（9）空冲试机几次后，并逐步调整压力机滑块高度，先用与条料等宽的硬纸条料进行试冲，刚好冲下零件后，将可调连杆螺钉锁紧。
（10）观察试件周边的断面状况，可以判断模具间隙的分布情况。如发现模具间隙分布不均匀，可以在模具闭合状态下，松开下模的压板螺钉，用手锤对模具间隙作微小调整。
（11）若模具需要打料，再调整打料装置。打料装置的螺栓不必调得过低，只需将模具中的工件或废料刚好打出即可。打料装置的螺栓调得过低，滑块上升时，会使打料横梁严重撞击螺栓而产生故障。
2）冲压模卸模步骤
（1）用手动或点动使压力机的滑块下降，使模具处于完全闭合状态。
（2）待压力机停稳后，松开模具夹持块上的紧固螺栓及紧定螺钉，使模柄或上模座与滑块松开。
（3）将滑块上升到上止点位置并离开模具的上模部分，切断压力机的电源。在滑块上升前应用手锤敲打一下上模座，以避免上模座随滑块上升后又重新落下损坏冲压模刃口。
（4）卸开下模压板螺钉，将冲压模从压力机垫板台面上移出，完成卸模的全部工作。