五金冲压件为提高冲压件模具锻造的整体质量，除了要做好冲压件模具...

钣金件是一种制造工艺，利用厚度通常在6mm以下的薄金属板来构建三维...

五金冲压件为提高冲压件模具锻造的整体质量，除了要做好冲压件模具...

钣金件是一种制造工艺，利用厚度通常在6mm以下的薄金属板来构建三维...

金属配件加工中的冲裁与折弯设计要点

金属配件作为机械、电子、汽车等区域的核心基础部件，其加工质量直接影响产品性能。冲裁与折弯是金属配件加工中常用的工艺，二者设计正确性直接决定加工速率、成品精度及模具寿命。本文从工艺原理、设计准则及协同优化三个维度，系统阐述冲裁与折弯设计的关键要点。

冲裁设计：精度与寿命的双重确定

刃口结构与材料适配性

冲裁模具刃口是核心功能部件，其结构需与材料特性匹配。对于低碳钢等塑性材料，刃口应设计为小圆角（半径略大于材料厚度），以减少冲裁力并提升断面质量——光亮带占比高、毛刺小；对于不锈钢等材料，刃口需采用大圆角或双斜面结构，通过分散应力避免崩刃，同时配合高频淬火或表面镀层处理提升性。刃口间隙是关键参数，间隙过小会导致模具磨损加剧，间隙过大则引发毛刺超差，需根据材料厚度与硬度通过试验确定佳值。

排样优化与材料利用率

排样设计需兼顾生产速率与成本控制。直线排样适用于简单零件，但材料利用率较低；斜排样或交叉排样可通过调整步距与角度提升利用率，适合异形零件批量生产。对于多工序冲裁，需采用级进模排样，将冲孔、落料等工序集成于同一模具，减少定位误差并提升生产节拍。排样时还需预留足够的搭边值，防止废料分离时拉扯材料导致变形，同时为模具导向机构提供安装空间。

废料处理与模具结构

废料排出顺畅性直接影响模具寿命。对于薄板冲裁，废料易因静电吸附或毛刺卡滞堆积于刃口，需在模具下模座设计斜面或气孔，利用重力或压缩空气辅助排料；对于厚板冲裁，废料可能因弹性变形回弹堵塞刃口，需采用弹性卸料板或浮动凸模结构，废料与模具实时分离。此外，模具导向机构（如导柱、导套）的精度需与冲裁间隙匹配，避免因偏载导致刃口单边磨损。

折弯设计：精度与稳定性的协同控制

折弯半径与材料延展性

折弯半径是决定零件质量的核心参数。半径过小会导致材料表面拉裂，半径过大则引发回弹超差。对于低碳钢等塑性材料，小折弯半径通常为材料厚度的1.5倍；对于铝合金等延展性较差的材料，需增大至2倍以上。折弯半径还需与模具V型槽宽度协同设计，槽宽过小会增大折弯力，槽宽过大则降低精度。对于复杂曲面零件，需采用分段折弯或多次成型工艺，通过逐步调整半径控制变形。

折弯顺序与应力分布

多道折弯零件的加工顺序直接影响精度。应遵循“先弯小角度、后弯大角度”的原则，减少累积误差；对于存在闭合结构的零件（如箱体），需先折弯相邻侧边形成开口结构，再闭合然后一道边，避免因应力集中导致开裂。折弯时还需考虑材料流动方向，对于长条形零件，需在长度方向预留压缩量，防止折弯后因纵向收缩产生波浪纹。

回弹补偿与精度修正

回弹是折弯工艺的固有缺陷，需通过设计补偿予以控制。对于简单折弯件，可通过预压应力或反变形法抵消回弹；对于复杂曲面零件，需借助仿真软件建立回弹预测模型，在模具型面中预置补偿量。实际生产中，还需通过试模调整凸模圆角半径与压力参数，例如增大凸模圆角可减少回弹角，但需平衡成型力与模具强度。

冲裁与折弯的协同设计

工艺路线规划

对于同时包含冲裁与折弯工序的零件，需优化工艺路线以减少定位误差。例如，对于带孔的折弯件，应先冲孔后折弯，避免折弯后孔位偏移；对于需多次折弯的零件，可采用级进模或传递模实现工序集成，通过自动送料机构确定位置精度。此外，还需考虑热处理工序的插入时机——对于材料零件，需在冲裁后、折弯前进行退火处理，降低变形抗力。

模具结构集成

为提升生产速率，可将冲裁与折弯工序集成于同一模具。例如，复合模通过上模冲裁、下模折弯的结构设计，实现单工位多工序加工；对于简单零件，可采用折弯-冲裁联动模具，通过滑块机构同步完成折弯与切边动作。集成模具设计需主要解决干涉问题，通过优化凸模与凹模的相对位置，确定各工序动作互不干扰。

金属配件的冲裁与折弯设计是系统性工程，需通过材料性能分析、工艺仿真验证与试模修正形成闭环优化。企业应建立涵盖材料数据库、工艺参数库与模具结构库的设计平台，结合产品功能需求与制造资源约束，实现设计方案的动态优化，后期提升产品竞争力与市场适应性。