冲裁

概念定义

冲裁（Blanking）是利用模具和压力机，使板料沿封闭或开放的轮廓线发生分离的一类冲压工序，也是分离工序中的主要操作之一。常见工艺包括落料、冲孔和切边：落料取得轮廓内的平面零件，冲孔从板料中分离出孔内材料，切边则用于去除零件边缘的多余材料。冲裁既可直接制造平面零件，也可为后续冲压工序准备坯料。

冲裁时，板料置于模具工作部位，压力机驱动模具刃口向材料施加剪切作用。材料的分离过程可分为弹性变形、塑性变形和剪裂三个阶段。弹性变形阶段中，板料受到剪切力挤压；载荷继续增加后，材料进入塑性变形阶段，断面开始形成塌角和光亮带；随后裂纹产生并扩展，直至材料完全分离。

完成冲裁后的断面通常由塌角、光亮带、断裂带和毛刺四个部分构成，其中光亮带约占板厚的15%至55%。这些断面区域反映材料在挤压、塑性剪切及裂纹扩展阶段留下的形貌。精密冲裁通过三向压应力和齿圈压板抑制断裂，使材料以塑性剪切为主，从而形成全光亮剪切面。

冲裁系统主要涉及压力机、冲裁模具、板料及送料机构。模具刃口承担材料分离作用，凸模与凹模之间的冲裁间隙是工序的核心参数。冲裁间隙可取板厚的10%至15%，其设置与材料受剪切时的变形及裂纹扩展过程直接相关。

模具与零件结构设计还涉及刃口圆角、孔径和孔间距等条件。刃口圆角最小可为R0.2；孔间距应大于板厚的1.5倍；冲孔尺寸不小于板厚的0.5倍。高速冲裁通常配合多工位级进模和高精度送料装置，使板料依次在不同工位完成送料与冲裁操作。

普通冲裁以模具刃口完成落料、冲孔或切边，断面包含光亮带、断裂带等区域。精密冲裁采用三向压应力及齿圈压板控制材料流动并抑制裂纹。高速冲裁适用于薄板批量生产，并结合多工位级进模连续作业。对于小批量零件或超薄板件，也可采用橡胶冲裁或聚氨酯冲裁，以聚氨酯材料替代部分模具刃口完成分离。

冲裁可用于制造垫圈、自行车链轮和仪表齿轮等平面零件，也可承担孔、外轮廓及边缘的加工。生产中可根据零件轮廓、板料厚度、批量和断面要求，采用普通冲裁、精密冲裁、高速冲裁或聚氨酯冲裁。对于需要连续完成多道分离操作的薄板零件，多工位级进模可将不同冲裁步骤布置在连续工位中。