五金冲压模具基础知识完整版教材课件

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1、五金冲压模具基础知识五金冲压模具基础知识1 1热浸锌钢板热浸锌钢板GIGI料料2.2.电镀锌钢板电镀锌钢板EGEG料料3 3不锈钢板不锈钢板SUSSUS4 4一般用钢板一般用钢板SPCCSPCC5 5电镀锡钢板（马口铁电镀锡钢板（马口铁SPTESPTE）6 6铝合金板材铝合金板材(AL)(AL)1 1热浸锌钢板热浸锌钢板GIGI料料(SGCC)(SGCC)热浸镀锌特点:将钢卷连接连续浸入熔融（约460C）锌池中在板材两 面浸镀均匀厚度的锌层(56um)2 2电镀锌钢板电镀锌钢板EGEG料料(SECC)(SECC)电镀锌特点电镀锌特点:以铅板以铅板/锌板为阳极锌板为阳极钢板为阴极钢板为阴极并用硫

2、酸锌并用硫酸锌/氯化锌溶氯化锌溶 液液通电镀锌通电镀锌(23um)(23um)区别与共性区别与共性:(1)镀层厚度:GI料56um,EG料23um(2)耐蚀性:GI料好.(3)成形性:EG料好;(4)涂装性:EG料好(5)外观:EG料为银灰色,均匀表面;GI料为亮晶状,细小锌花.(6)价格:GI料便宜30%以上机械性能机械性能:GIEG常用厚度及公差常用厚度及公差1GI料实际供货0.597 0.686 0.781 0.891 0.974 1.166 1.50 2EG料现用0.5 0.6 0.7 0.8 1.0 1.2 2.0 另外可选择系列 0.4 0.65 0.75 0.9 1.4 1.6

3、1.8 2.3 2.5 公差:0.6(0.05)0.8(0.06)1.0(0.07)1.25(0.08)1.6(0.10)2.5(0.12)形状公差 侧边弧形度1.0mm/m;任意板面放在平台上平坦度2mm3 3不锈钢板不锈钢板SUS概述概述 不锈钢是公司重要的金属材料,广泛用于各机种的许多弹片后窗隔离片遮片挡片导轨支架等.材料单价薄带为GI的十倍厚带为GI料的六倍.分为弹性用（冷作硬化状态）和非弹性用（固溶状态）.经常因为化学成份拉伸性能硬度不符导致弹性不够或冲压破裂等机械性能机械性能:牌号状 态抗拉强度MPa屈服强度MPa硬度HV伸长率SUS 301固溶52020521840精轧1/4 H

4、860510 251/2 H930510310103/4 H11307453705SUS 304固溶520205200401/2 H78047025063/4 H9306653103SUS 430退火450205200224.4.一般用钢板一般用钢板SPCC:SPCC:属于冷轧碳素钢板的一种.用此材料冲压的零件应立即电镀等保护否则容易生锈 5.5.电镀锡钢板（马口铁电镀锡钢板（马口铁SPTESPTE）:一次冷轧板(厚度0.150.60mm)指在一次冷轧延的低碳钢板上实施镀锡处理二次冷轧板(厚度0.140.36mm)指在退火后第二次冷轧的低碳钢板上实施镀锡处理 机械性能机械性能:调质设计洛氏硬度

5、HR 30T相当屈服强度,min,MPa特 性T-1 T-2 T-2.5 T-3 T-4 T-5 T-6 493533553573 613653703320350370380408445515深引伸中度引伸一般引伸浅引伸一般用途,有中等刚性以减少折痕增加刚性的一般用途有防止波浪刚性硬度最高,变形不易大6 6铝合金板材铝合金板材(AL):(AL):一概述纯铝1100防锈铝合金（30035052）硬铝2024锻铝6061超硬铝7075共七个牌号的薄板和厚板主要材料厚度是0.5 0.6 1.0 2.0 3.0mm 二二各合金系列特性各合金系列特性(1）耐蚀性阳极化处理表面处理涂装性 1*5*3和6*

6、2和7*阳极化处理可生产不同色泽硬度之皮膜（2)强度切削性 7251（3）成形性:强度越高越差模具的基本结构：模具的基本结构：一副模具由上模和下模两大部分组成，上模中分有上模座上垫板上夹板脱料板凸模弹簧导柱等零件下模部分有下模板（凹模）下垫板下模座导套定位销等零件组成模具的零件：组成模具的零件：1.1.工作零件：工作零件：模具上直接对毛坯或板料进行冲压加工的零件如：凸模、凹模、凸凹 模及组成它们的镶件及拼块等2.2.定位零件：定位零件：用来确定条料或毛坯在模具中正确位置的零件如定位销定位板 （块）挡料销导正销导料板侧刃限位块等3.3.压料、卸料零件：压料、卸料零件：用于压紧条料、毛坯或将制件废

7、料从模具中推出或卸下的零件，如卸料板（脱料板）顶块顶杆压边圈压料板废料切刀等4.4.导向零件：导向零件：保证上模相对于下模或凸模相对于凹正确运动的零件如导柱导套导板滑块等5.5.固定零件：固定零件：将凸模、凹模固定于上、下模上以及将上、下模固定在压力机上用于传递工作压力的零件如上、下夹板上、下模座及垫板等6.6.紧固件及其它零件：紧固件及其它零件：在模用于连接各个零件或配合其它动作的零件如螺钉销 钉弹簧及其它零件7.7.传递及改变工作运动方向的零件传递及改变工作运动方向的零件：如侧楔、滑块等編號編號品名品名材料材料 熱處理熱處理功能功能1上托板SS41NONE用于模具上模部分在沖床滑塊上的裝夾

8、2上墊腳SS41NONE起墊高作用,用于使模具的合模高度在沖床的適用閉合高度范圍內,以及保証夾模器有足夠的安放空間3上模座SS41NONE承受沖壓力及用于模仁與外導柱的安裝4上墊板YK30HRC52起對夾板上的入子的固定與承力作用5上夾板SS41NONE起對沖子的夾持與定位作用6脫料背板YK30HRC52起對打板上的入子的固定與承力作用7上打板SKD11HRC58在合模時起壓料作用,在開模時起卸料作用,也為模具的工作部分8下模板SKD11HRC58模具的工作部分9下墊板YK30HRC52承力部件,保証沖裁刃口強度及對下模板上入子的固定與承力10下模座SS41NONE承受沖壓力及用于模仁與外導柱

9、的安裝11下墊腳SS41NONE起墊高作用,用于使模具的合模高度及下模高度在沖床的適用高度范圍內,以及保証夾模器有足夠的安放空間12下托板SS41NONE用于模具下模部分在沖床台盤上的裝夾與定位以及沖裁廢料的出模編號編號品名品名材料材料 熱處理熱處理功能功能13導料架起卷料在進入模內前的導正限位作用14浮升導料銷起素材在模內的浮起及導正限位作用15側刃沖出一個步距的缺口,使送料准確以及切出料片外形16檔塊對素材的送進起定位作用,使送料步距准確17導料塊對素材的送進起導正限位作用,當用導尺進,還起開模時上模的脫料作用18浮升塊開模時將素材托起一定高度,使素材向下的成形離開下模面,使送料順暢19導

10、正銷對素材起導正定位作用20浮升筒與導正銷配對使用,防止料片因導正銷的插入而變形,保証導正精度21誤送檢測裝置檢測素材的送進是否到位,當發生誤送時及時停車22外導柱(套)在模具安裝于沖床時起合模作用,在沖壓時起上下模部分的導向作用23內導柱在模具安裝于沖床時起合模作用,在沖壓時起上下模工作部分的導向作用24螺絲主要起板零件間的連接作用25固定銷主要起板零件間的定位作用,當板件局部結構較弱時起補強作用26等高套筒用于活動板的支撐與平衡作用27彈簧主要起板零件間的定位作用,當板件局部結構較弱時起補強作用28頂料銷主要起脫料作用,使材料與模具分開1按照成型工艺分按照成型工艺分 冲孔模下料模折弯模铆合

11、模整形模等2按照结构分按照结构分 单一模复合模连续模3按照工序分按照工序分 单工程模多工程模冲子模仁模柄上背板上模座板上模夾板止檔板上模板/脫料板下模板下模墊板下模座板下背腳導柱導套螺絲導柱上背板上模座板上模夾板止檔板下模墊板下模座板下背腳下模板复合模结构复合模结构连续连续模结构模结构比比較較項項目目單單工工序序模模復復合合模模連連續續模模沖沖壓壓精精度度較低較高一般生生產產率率生產率較低，一次沖壓只完成一道沖壓工序較高，一次沖壓完成兩道以上沖壓工序，但工序數不易太多高，一次沖壓可完成多道沖壓 工序實實現現自自動動化化的的可可能能性性較容易，尤其重合在多工位壓力機上實現自動化難，因制件或殘料排

12、除復雜，一般只能在單機上實現部分機械化操作容易，適合單機自動化作業和適應高速沖床的自動化作業生生產產通通用用性性通用性好，適合中小批量及大型沖床零件沖壓制，不受胚料尺寸及形狀限制通用性差，僅適合大、中批量生產通用性極差，僅適合中小型零件大批量生產尤其是小零件大批量模模具具制制造造難難易易程程度度模具結構簡單制造周期短，容易制造模具結構復雜，要求精度高，故制造裝配較難模具結構復雜，隨著工位的增加，加工制造難度更大模模具具成成本本價格低價格較高價格較高或很高單單工工序序模模、復復合合模模、連連續續模模選選用用比比較較单一模单一模复合模复合模连续模比较连续模比较 典型折弯结构介绍典型折弯结构介绍 開

13、 模 狀 態 沖 床 台 面閉 模 狀 態 向 上 U 折(普 通 型)開模狀態 向上U 折(翻板型)D E T A I L A 沖床台面D E T A I L B 2/12/1閉模狀態 2/1DETAIL C 向上U 折(滑塊,翻板型)開模狀態 沖床台面 開模狀態 閉模狀態 典型推平模结构介绍典型推平模结构介绍閉 模 狀 態 開 模 狀 態 成 形 結 構 二(下 面 推 平)閉 模 狀 態 典型铆合模结构介绍典型铆合模结构介绍 厚材與厚材的鉚合結構一 厚 材 與 厚 材 的 鉚 合 結 構 二 鉚 螺 柱 鉚 合 結 構 鉚 螺 柱 鉚 合 結 構 鉚 螺 母 鉚 合 結 構 凸包成形模结

14、构介绍凸包成形模结构介绍一 般 模 具 在 結 構 容 許 的 情 況 下,均 應 優 先 選 擇 有 壓 料 的 成 形 結 構 以 保 証 工 件 平 面 度 不 受 影 響.根 據 產 品 凸 包 存 在 要 素,淺 凸 成 形 使 用 壓 料 成 形 結 構 及 非 壓 料 成 形 結 構.根 據 產 品 的 不 同 要 求 一 般 有 圓 形 凸 包 及 非 圓 形 凸 包 兩 類.根 據 成 形 特 點 及 工 藝2.1 淺 凸 成 形 是 指 在 保 証 產 品 品 質 要 求 的 前 提 下,沖 壓 成 形 工 藝 可 實 現 一 步 到位.實 際 分 析 判 定 的 依 據

15、是 凸 包 成 形 深 度,成 形 面 積 大 小,產 品 材 料,及 成 形2.2 模 具 結 構 設 計 作 業2.2.1 有 壓 料 的 成 形角 度來 分 有 淺 凸 成 形 及 深 凸 成 形 兩 類.淺 凸 成 形:二.凸 包 成 形 分 類一.面積相對較大的產品.模具設計一般採取下模入子與下模共用加工制造方式圖2成形下模嵌入子,成形同時還有整形工藝,可保証產品平面度,適用於凸包表圖1成形下模懸空,凸包是拉延成形,適用於凸包表面積相對不大的產品.成形沖頭脫料板成形沖頭圖1圖2下模具體結構見下圖:夾板 下模入子t1 h1壓筋結構設計尺寸:當產品平面度要求較高,且圖二結構又難以達成的情

16、況下,應增加壓筋.下模夾板脫料板具體結構見下圖:135成形沖頭 當產品凸包成形相對面積較小,平面成形形狀為圓形,或剖切是半球面形狀時,從上向下成形 從下向上成形 一般可以選用下圖所示無壓料成形.成形沖頭2.2.2 無壓料的成形成形沖頭下模d1t2)r1先取值於r,然後在13mm之3)A1到B1之間的弧長比A到B之間的弧長要大0.20.8mm.間定值,並以0.5mm為一單位.d第一步,抽弧形,如右圖:1)d1=d注意事項:3.2 成形方法0.6tA1B1r1成形沖頭A3.1 深凸成形需多次成形才能實現,其實際影響尺寸如下圖所示;T三.深凸成形:rhB第 二 步,整 形,有 以 下 兩 種 方 法

17、:1)要 閉 模 檢 查 沖 頭 與 下 模 是 否 沖 突.2)沖 頭 裝 在 脫 料 板 上.注 意 事 項:方 法 一方 法 二1.30.60.71.0點焊凸點定位凸點沖頭0.60.790,0沖頭材料材料凸點可分為點焊凸點和定位凸點,成形結構如下圖所示;四.凸點:凹模凹模1.工工 艺艺 类类 说说 明明切边切边天桥天桥切舌切舌色拉沉孔色拉沉孔压印压印翻边翻边压毛边压毛边1.工工 艺艺 类类 说说 明明折弯折弯压凸压凸整形整形拉深拉深1.工工 艺艺 类类 说说 明明其其 它它主主 要要 成成 形形 工工 艺艺冲压工艺落料冲孔落料冲孔折弯折弯翻边翻边切边切边整形整形切舌切舌压印压印色拉沉孔色

18、拉沉孔拉深拉深压毛边压毛边压凸压凸天桥天桥弹性变性-塑性变形-剪裂阶段塌角光亮带撕裂带毛刺模具间隙与相应变化因素。凸凹模尺寸设计原则-模具力-工件尺寸-模具寿命冲孔基准尺寸-凸模落料基准尺寸-凹模冲裁过程变形方孔至方孔邊方孔至方孔邊ab厚材薄材(不分材質)1.3t1.5tGI.EG.SPCC.AL.不銹鋼O材等不銹鋼1/4H級以上(T0.6)0.8圓孔至圓孔邊;圓孔至方孔邊1.5tT0.30.3T0.52t0.52t圓孔至圓孔邊;圓孔至方孔邊1.8t最小冲裁边距参考数据最小冲裁宽度参考数据T0.3h0.80.83t不銹鋼1/4H及以上軟鋼類GI.EG.AL不銹鋼材O材T0.32t2t最小冲裁宽

19、度主要工艺缺陷与因素毛刺毛刺变形变形表面压伤表面压伤因素:制造精度,材料,设备,润滑方式,模具结构等.影响因素:压料力,材料,冲裁参数等.影响因素:模具结构,材料,冲裁参数,设备等.冲裁最小内R值:普通冲裁正常值:=0.3MM撕裂拉应力区压应力区弯曲过度材料变形分布中性层3.弯弯 曲曲 工工 艺艺 分分 析析弯曲应力状况v中性层定义及其意义弯曲前弯曲后v弯曲方式V形弯曲U形弯曲折弯容许最小高度t之範圍So之最小值0.8MM以下2t1.6t1.3t0.81.6MM1.6MM以上 Srmin=Somin+r+t50MM以上2MM3MM3.5MML之範圍SL之最小值25MM以下2550最优使用:垂直

20、弯曲方向最劣使用:平行弯曲方向材料轧延方向兼顾使用:45度弯曲方向主要工艺缺陷与因素主要工艺缺陷与因素角度回弹角度回弹因素:弯曲角度,材料,设备,模具结构等.影响因素:模具结构,材料,冲裁参数,设备等.最经济弯曲内R值R=0.5TMM表面表面划伤伤影响因素:压料力,材料,冲裁参数,模具结构等.表面划痕拉深定义:平的毛料变成空心零件或进一步改变其形状材料流动示意图4.拉拉 深深 工工 艺艺 分分 析析主要缺陷-破裂破裂原因:工件局部实际拉伸率达到材料极限-起皱起皱原因:材料流动在切线方向受压缩而失稳导致起拱.主要现象:深拉深,主要现象:方形成形.体积不变定律体积不变定律-在材料流动过程中,材料厚

21、度关联表面积而变化.主要难点:-在局部拉深工艺中通常较难控制产品平面度不大于零件最大外轮廓尺寸0.4%.-在整体拉深中常又面对如何克服材料破裂现象.包角成形最大允许高度彎曲部分 Hmax=rc局部凸包成形优化思路园凸包较方凸易成形.矩阵凸包R角因素.材料流动相对均匀材料流动边与角相对差较大R或或r增大增大,可有效降低最薄弱区破裂几率可有效降低最薄弱区破裂几率.保持凸包中性层延伸率尽可能降低.中性层其线长:L参考数据:(L-L1)L1=材料延伸率材料延伸率实实 例例 分分 析析 一一此方案成形后产生变形合理设计增加工艺缺口工艺原理类实实 例例 二二折边高大小,难达成角度要求优化设计方案QUALI

22、TY类实实 例例 三三模具需大量非标冲头,成本高优化设计方案COST DOWN实实 例例 四四材料撕裂成形,导致大毛边在产品上.优化设计方案QUALITY类所谓废料跳屑即是在冲压加工过程中废料上行至模面。如果在冲压生产中不注意上行的废料可能会压伤产品降低生产效率甚至会损坏模具。废料跳屑废料跳屑PUNCHSTRIPPER PLATEDIEWORKPIECESCRAP刃口直壁段太短料与冲子间产生真空负压模板或冲子未退磁或者退磁不良冲子与产品间形成油膜冲子太短冲裁间隙过大或是以上几种原因同时作用。废料跳屑的原因有废料跳屑的原因有在允许的情况下适当加大下模刃口的直段长度冲子及模板在安装组立前应注意彻底

23、退磁在允许的情况下冲子做成斜刃或者在冲子加吹气孔如果生产批量大的话则可以用子母冲进行冲裁加工 在设计时针对不同的材料要选用合适的冲裁间隙如果仍有跳料间隙可适当减小 还应注意冲子冲入下模刃口的深度必要时加大冲子的长度.针对废料跳屑针对废料跳屑我们可以采取的措施有我们可以采取的措施有凹模刃口直段太长冲头固定不好上下窜动冲子热处理硬度过高及材质不合理冲子结构不合理下模堵料导致冲子断夹板冲子固定孔与打板孔偏位打板与冲子加强部位干涉冲孔在打凸成形或者压线压毛边附近设计在同一工位冲子侧向受力生产中材料送料不到位 打板上冲子导正部分过短开模时冲子处于非导正状态 冲子表面被拉伤脱料时受力不均造成冲头易断 冲头

24、刃口不锋利。小冲子易断小冲子易断 在批量生产中小冲子易断的原因有 减小刃口直壁 冲子固定时使之不能上下窜动(可焊间隙片)冲头选择适当材质和热处理 改善冲子结构小冲子适当补强 调整下模漏料孔保证下模不堵料 调整修配夹板冲子固定孔与打板冲子导向孔使之处于同一位置 修配冲子使其加强部位与打板沉头不致干涉 尽量避免冲孔冲子侧向受力冲孔与打凸尽量不放在同一工程 设计时注意初次冲孔时的送料位置 设计时应注意在开模状态下冲子仍有导向部分与打板冲子导向孔相配合 当冲子表面被拉伤时应注意及时更换 注意冲子刃口的锋利程度。小冲子易断解决措施有抽芽底孔中心与抽芽冲子中心不重合 凸凹模间隙不均匀 抽芽冲子表面不光滑造

25、成抽芽破裂 抽芽底孔不符合要求造成抽芽高度及直径偏差甚至抽裂产品上的芽本身并不合理毛边方向问题抽芽不良抽芽不良抽芽不良常见原因有设计时保证抽芽底孔中心与冲子中心重合 调整凸凹模之间的间隙使之分配均匀 冲压前应确保抽芽冲子的表面光洁度 设计时应计算好抽芽预冲孔的直径;向客户确认产品时请客户改产品抽芽抽芽时毛边最好向孔内否则可压毛边后再抽芽。抽芽不良的解决措施有切边不齐切边不齐 定位偏位 有单边成形拉料 设计错误造成接刀不平 送料不准 步距计算有误。切边不齐的原因有 调整定位消除切边不齐的缺陷 设计时对有单边折弯的应加大压料力增加压料的弹性组件 设计时应尽量注意前后切边位置的一致性 调整送料器使送

26、料的步距准确 计算准确的送料步距。切边不齐的解决措施有 易产生废品浪费材料 造成后续生产中的安全隐患 后续折弯抽芽及翻孔时毛边面如向外易产生裂纹 易造成下模堵料损坏模具。披锋不良披锋不良披锋不良的危害有披锋不良的危害有 刃口崩造成披锋不良 冲头与凹模间隙过大 凹模刃口光洁度差 冲头与凹模间隙过小 顶料力过大,反向拉出披锋 冲子与凹模间隙不均匀。披锋不良的原因有披锋不良的原因有适时修模保证冲子与下模板刃口的锋利程度设计时应注意不同的材料应选用不同的冲裁间隙 组立时应调整模具使其凸凹模间隙均匀 设计时注意顶料力不要过大要取适当的顶料力系数保证凹模刃口的光洁度以防止其被拉伤。披锋不良的解决措施有披锋

27、不良的解决措施有 落料孔小或落料孔偏位 落料孔有倒角 刃口直壁过长 下模板无落料斜度或者斜度过小 刃口崩披锋过大造成堵料 下垫板或下模座未开漏料孔 下垫脚漏料避位不够或者斜度过小。下模堵料下模堵料下模堵料的原因有 设计者按相关标准设计落料孔在必要时应适当加大 当加工者对落料孔倒角后组立应加大落料孔去除倒角 下模刃口直段按相关标准取值 下模板刃口按相关标准设计漏料斜度 崩刃后应及时处理防止损坏模具其他零部件 组立组模时应注意冲孔处下模座和下垫板上漏料孔 下垫脚上的漏料避位按相关标准设计(单边比下模座孔大至少3MM斜度60度)。下模堵料的解决措施有 定位不当或送料不当 成形处避位不够 内导柱拉伤导

28、致打板活动不顺 冲杆拉伤或表面不光滑 打板受力不均匀导致打板倾斜 顶料销排布不合理 顶料或者脱料力不够 冲头与打板间的配合不顺 成形滑块配合不顺 打板热处理不当用一段时间后变形 冲头过长或顶料销长度不够 模板未去磁工件往上带。不脱料不脱料不脱料的原因有 调整定位使其不影响脱料 适当加大避位使之不影响脱料 内导柱旁加脱料的弹性组件如内导柱被拉伤则应换内导柱 冲杆表面应保证一定的光洁度如被拉伤则应对其进行维修 设计排配五金件时应注意打板的受力平衡 顶料销排布应兼顾受力重点和平衡;当顶料力不够时应考虑换弹性组件或者增加顶料销 冲头与打板配合不顺时组立应根据实际情况修冲子或者打板 当滑块滑动不顺时则应

29、考虑适当调大间隙 对打板应采用适当的热处理 顶料销长度不宜过短 组立时模板冲头应注意去磁。不脱料的解决措施有 模具没架正导致料带与送料器及模具不在同一条直线上 料带不平 不卸料造成送料不顺 定位太紧 导正销太紧或直壁位太长 冲头固定不好或太长与料带干涉 顶料销太短料带与成形入块干涉 浮升块位置排配不当 避位不够引起干涉。送料不顺送料不顺 送料不顺的原因有 架模时应保证料带模具与送料器在同一直在线 料带进入模具前应进行整平 注意上下模的脱料对送料的影响其解决方法参考解决脱料的方法 定位和侧面导向太紧时应适当其与材料间的间隙导正销与材料间的间隙和其长度按相关标准设计 设计冲头时应注意其不要料带干涉 下模顶料销和浮升块浮升高度不应太低设计时要模拟其干涉情况 排配浮升块的位置应尽量和向下折弯的地方避开 适当加大避位。送料不顺的解决措施有 THANKS!