五金冲压与模具基本知识（PPT31页)

五金冲压与模具基本知识1.冲压概述冲压加工技术应用十分广泛，在国民经济各工业部门中，几乎都有冲压加工或冲压产品的生产．如汽车，飞机，拖拉机，电机，电器，仪表，铁道．电信，化工以及轻工日用品中均占相当大的比重．冲压生产主要是利用冲压设备和模具实现对金属材料（板材）的加工过程．所以冲压加工具有如下特点：(1)生产效率高,操作简单,容易实现机械化和自动化,特别适合于大量生产．(2)冲压零件表面光洁，尺寸精度稳定，互换性好，成本低廉．(3)以材料消耗不多的情况下，可以获得强度高，刚度大，重量小的零件．(4)可得到其他加工方法难以加工或无法加工的复杂形状零件．由于冲压加工具有节省材料和生产率高等突出特点，决定了冲压产品成本低廉，效益较好，因冲压生产在制造行业中占有重要地位．随着科学技术的进步和工业生产的快速发展，模具已成为当代工业生产的重要手段，冲压生产和模具工业得到了世界各国的高度重视．2．冲压加工需要冲压机械与「冲压模具」(工具)2.1冲压机械我们先来看一看冲压机械。冲压机械有很多种类。在机械式冲压机中有曲柄冲压机、连动冲压机、凸轮冲压机、螺纹冲压机等使用油压的為油压冲压机、使用空气压力的為空压冲压机利用人力完成的有脚踏冲压机(俗称:一脚踹)、手动冲压机等种类。在这裡我们将最為常用的曲柄冲压机称做冲压机械。冲压机械是将马达的转动传给曲柄轴，再通过连桿将被防滑部(通称:刮刀)控制的冲头上下移动。您可以想像，当一辆汽车的引擎将汽油燃烧后会產生压力，用这个压力把气缸压下，从曲柄轴得到旋转力的过程，冲压机的工作过程是与这一过程正好相反。这样会更好理解。冲压机的工作原理是，冲头反復运动(一般為上下运动)，与之相反垫枕部是被固定的。垫枕部被固定在底座上，通过框架及连桿等与冲头驱动部(驱动部一般装在被称為冠冕的上部)联接，接受施加压力。冲压机械有反復(上下)运动的冲头和被固定的垫枕部。框架:接受施加压力垫枕部:固定模具冲头:被装上模具后做功。连桿:联接曲柄轴与冲头联接，传递能量。曲柄轴:将旋转的能量通过连桿转化為直线运动。防滑装置:限制冲头的运动。惯性轮／离合器通过惯性轮储存能量，通过离合器的接通或中断是冲头产生运动。2.2上模具与下模具共同组成一套模具冲压机械是通过装载冲压模具(以下称模具)后进行冲压加工的。模具由一对刀具(工具)组成。如果您联想一下剪刀就不难理解了。首先将一片刀具装在冲头上，另一片刀具固定在垫枕部上。将铁板放在刀具与刀具之间，冲头下降时铁板就会被切断。这一对刀具就是模具。被装在冲头上的模具，理所当然就被称為上方模具，即上模具。垫枕部的模具就称為下模具。上模具与下模具共同构成模具。模具除可以切断钢板(剪断)以外，还可以弯、拧铁板，使之发生永久的变形，得到想要得到的形状。直接使材料发生变形的东西就是模具。没有模具就不能进行冲压加工。模具的品质、性能直接影响到冲压加工的生產性和冲压加工的品质，具有极為重要的作用，可以说是冲压加工的生命。3．冲压模具(冲压加工)可以做什麼?【前提】冲压加工也有很多类型(锻造、轧花、接合等)、在这裡我们将对铁板(主要為软钢板)的加工称為冲压加工。铁板(钢板)的形态各异，薄板有的比纸还薄，而厚板有的与其说是「板」，倒不如说是铁块更贴切。这裡我们所考虑的是厚度在0.5mm～4mm左右的钢板。说起模具，也有很多种。塑胶模具、橡胶模具、玻璃模具等五花八门。其中用於冲压加工的称為冲压模具。在这裡我们将冲压模具称為模具。冲压加工也有很多种。剪断、弯曲、拧绞、成型、锻造、接合等都是冲压加工。在这裡我们之论述其中的剪断、弯曲、拧绞几项。剪断、弯曲、拧绞是最常见的冲压加工方法。一般的冲压机械(通用机)只单纯地进行冲头的反復运动，因此做功的模具也当然只是上模具的直线往返运动。上述前提(↑)中所能作到的事项列述如下。☆均為最基本的事项。3.1冲压模具(冲压加工)(A)冲孔.切边加工大陆与台湾用语不同之处□穿孔(冲孔)呈封闭曲线的完全分离□外形切割(外形切边)、(剪边)呈开放型曲线的完全分离□切断(剥料)完全分离3.2衝壓模具(衝壓加工)(B)成型□除彎成V字型的V彎曲之外，還有L字彎曲、臺階狀的Z字彎曲、N字彎曲、帽型彎曲等。□彎成筒型的卷邊加工、圓型彎曲。□扭轉彎曲。3.3冲压模具(冲压加工)(C)拉伸□加工成有底的容器状，一边拉伸素材一边施加力量，製成符合穿孔器和冲模形状的產品。冲绞產品:乾电池套(硷性电池、鋰电池(锰钢电池罐的小型化处理))、电容器盒、洗碗池、汽车的引擎罩、V型皮带轮罩、一开罐的拉手和盖子之间的接合等。3.4冲压模具(冲压加工)(D)冲压模具还能进行许多种加工、这裡只介绍上述加工的几种应用及组合。剪切,切口,切边,打凸,抽引,弯曲,修边、卷圆,整形,压字等~~3.5有关以下几点，大致归纳如下。剪切用剪刀或模具切断板材,切断线不封闭。切口在坏料上将板材部分切开，切口部分发生弯曲。弯曲用模具使材料弯曲成一定形状。抽引将板料或工件上有孔的边缘翻成竖立边缘。打凸，拉伸将板料毛坏压制成空心工件．剪切切口弯曲打凸抽引沖孔機構保持部母模刀口機構固定基準機構防陷機構配套模座輔助部分脫模機構導銷導向襯套螺旋彈簧等高限位機構定位銷工件4.冲压模具的构造4.1冲压模具的构造冲压模具的构造大体上可分為刀具部、保持部和辅助部。●刀具部(冲孔机构)直接作用於材料的部分●保持部(母模刀口机构、固定基準基构、、配套模座等)固定刀具●辅助部(压料脱模机构、导向、定位等)5.2依次传送型（连续模）将复数的工序等距离地排放在单一的模具内部。通过传送装置冲压机每旋转一次向前推进一定的距离，并将工件依次送至下一道工序。材料採取连续供应的方式，机器的运转也是连续且自动的，因此多数情况下但加工工件下线时已是完成了全部加工的完成品了。材料採用卷材，通过展卷机、校平器、供卷机等设备连续供应。依次傳送型模具依次傳送型的實例依次傳送型配置5．冲压模具的分类虽然写上了「冲压模具的分类」，但所指的是，根据冲压机械、模具、搬运设备、週边设备等进行什麼形式的加工。也许说「加工体系」更為妥当。请理解為在这一体系中所使用的模具的形式。以下為4种具有代表性的分类。除此之外还有滑垫型、串联型等形式。5.1单发型（工程模）每道工序都有独立的模具，模具是被单独使用的。由操作人员将材料装入、取出，一台冲压机上只装一个模具，由人来操作完成作业。有关材料的装入与取出，通用机使用多间接的教学用机器手，专用机使用固定的程式机器手，以此达到节省人力、节省能源的目的。單發型模具單發型實例單發型作業5.2转移型（单机多工）将每一道工序的独立的模具排列在一台冲压机内部，通常是通过曲柄轴进行驱动，拥有与冲压机本身同步运行的搬运机构，进行连续性的自动加工。移动方式（一）只有在传送方向上的往返运动(前进／回车)。没有功的保持及释放系统，需要另行配置。移动方式（二）前进／回车工件的保持及释放(夹紧／放开)夹紧→前进→放开→回车轉移型生產工序實例5.3移动方式（三）前进／回车工件的保持及释放(夹紧／放开)工件的上升·下降(升／降)夹紧→上升→前进→下降→放开→回车。1.简介：因应五金冲压，於设计时考量其结构功能性而附予模具之名2.模具名称种类：2.1覆合模：其结构及功能—主要在於物品之下料外型及冲孔而之。2.2冲切模：其结构及功能—主要在於切边或冲孔而言2.3成型模：其结构及功能—主要考虑製品中有型状之物件而言。2.4连续模：其结构及功能—主要在於属於小而量大。2.5自动化模：其结构及功能—主要考虑在於製品属於大而量大之製品而言。2.6引伸模：其结构及功能—主要考量在於製品属於深而薄之製品而言。模具种类命名（冲压）模具产生的效能一、前言：模具是经由设计之工件或零件衍生的一连串之模板加工、处理、组合进而大量生產之复製工具。其特性在於快速复製同一工件，使其大量生產。经过数道处理，要求复製，製品在外观、尺寸、形状等均在设计值内达到客户要求。以满足设计者对於该物件之要求。1.覆合模：主要考虑在於下料或者成型模具上其结构大可分上模座、上垫、上夹、上模、上内脱、下模、下外脱、下夹、下夹、下模座等所模板所结合而成，如图示：上模座下模座下母模下墊板下夾板上墊板上夾板下外脫下內脫下公模上模下模二，效能：2.沖切模：主要考慮在於沖剪切邊、沖孔、折彎等，其方式如圖示：下模上模沖孔切邊冲裁模是利用模具使板材分离的冲压工序，包括落料、冲孔、切口、修边等工序。（图1）二，冲切模：冲裁过程：冲裁即是分离工序，工件受力时必然从弹、塑性变形开始，以断裂告终。当凸模下降接触板料，板料即受到凸、凹模压力而产生弹性变形，随着凸模下压，模具刃口压入材料，内应力状态满足塑性变形条件时，产生塑性变形，冲件塑性变形从刃口开始，随着切刃的深入，变形区向板料的深度方向发展、扩大，直到在板料的整个厚度方向上产生塑性变形，板料的一部分相对于另一部分移动。二，冲切模：冲裁零件的断面形状及分析：如下图所示，由于冲裁变形的特点，使冲出的工件断明显地分成三特征区，即圆角带、光亮带与断裂带。圆角带、光亮带与断裂带三部分在冲裁件断面上所占的比例随材料的机械性能、凸与凹模间隙、模具结构等不同而变化。要想提高冲裁件切面的光洁程度与尺寸精度，可通过增加光亮带的高度或采用整修工序来实现。二，冲切模：冲裁件常见问题及解决方案：冲裁件毛刺出现及解决方法，在冲裁过程中，由于凸凹模之间间隙的不合理性会出现毛刺或凸凹模在冲压过程中有磨损现象，其间隙会增大，从而出现毛刺，所以在设计冲裁模时根据材料厚度、性能合理选取凸凹模间隙。二，冲切模：3.成型模：其可考慮覆合模與切剪模並用，主要考量其工件之型狀而設計之。下模上模成型一、板料的弯曲现象及原因1、弯曲件的回弹：回弹是弯曲成形时常见的现象，弯曲件弹性回跳的结果，其弯曲半径r和弯曲角与模具发生差异，与弯曲件要求的形状和角度不一致。这种差异，将影响板料的弯曲质量。弯曲件回弹值，与板料性质、相对弯曲半径r/t（t--板厚）和模具结构等因素有关。变形物体在外力去除后，弹性变形部分会立即消失，产生弹性回复。2、中性层位置的内移。3、弯曲区板料厚度的变薄。4、板料长度的增加。5、板料横截面的畸变、翘曲和拉裂。二，成型模：4.连续模：主要考量於製品小而量大设计时考量一模一穴or多穴通常以冲切模之结构设计於模板内后加工，其成本相对较单工程為贵，但產出时间比单工程模要快且稳定。連續模5.自动化模具：是将5～8单工程模，利用机械手夹取料之方式结合而成此法可减少人工冲製成本及快速达到。生產效能，并能有效排除人為之不必要的碰、刮、伤。上模座下模座上墊板下墊板下夾板上夾板上母模下公模下外脫上內脫模具简图1.使用模板之功能介紹：性質種類使用性質熱處理功能墊板SS41不可擋住上下沖頭或入塊避免凹陷or凸出。SK-3.YK30HRC48。~55。之間上下模板SKD61.SKH-55SKD11.DC53應其使用之功能考量其熱處理後之HRC值成型.沖切使用,並考量製品厚度而應屬於何種材質上下脫板SKD61SKD11應其使用之功能考量其熱處理後之HRC值脫板又名打板，主要之功能為使物件脫離而設計的。上下夾板YK30SS41應其使用之功能考量其熱處理後之HRC值顧名為夾取沖頭或入塊而使用之。上下中墊板SK-3YK-30應其使用之功能考量其熱處理後之HRC值其為置於出活動性之脫板上、下為使脫板中之入塊沖頭，不易掉落而設。模板功能介绍模板加工流程1.模板入厂点检：a.四角尺寸公差：正0.3mm,负0b.模板平面度小于0.3mmc.字码刻于模板左侧面，d.编码原则：厂编＋工程别＋模板名＋长*宽*高2.备料加工a.模板正面左下角需打上基准点。3.热处理加工a.按相应HRC标准作业。4.热处理后研磨：a.四角公差±0.02mmb.模板平面度≤0.05mm5.慢丝（粗割）a.视模板大小留余量0.05mm～0.08mm.6.模板失效处理，释放应力，让其充分变形。7.变形后研磨：a.四角公差±0.02mmb.模板平面度≤0.03mm7.线割精修刀7.精磨刀口a.四角公差±0.