五金模具与冲压工艺(研发版本)--刘冬桂

1主讲人刘冬桂2课程情况总体简介(课时2小时)本次培训学员观念：告诉我，我会忘记给我看，我就会记得让我来参与，我就会明白3产品设计原因60%;模具工程师设计原因20%制造过程出错10%技术难点原因10%20%80%41234五金工艺基础知识五金常用材料及选用五金模具制造跟进课程主要内容产品设计过程技巧5什么是五金冲压零件？它是如何生产出来的？6日常用品高科技产品本公司产品常见五金冲压零件78一般性冲压件生产流程冲压焊接攻牙表面处理9单冲模特种模具五金模具主要种类复合模具级进模10冲压：1.基本概念冲压生产场景在室温下利用压力机和模具使材料产生分离或塑性变形的加工方法。11加工对象：加工依据：加工设备：加工工艺装备：一、冲压与冲模概念1.基本概念冲压模具：在冲压加工中，将材料加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冲压模具（俗称冲模）。主要金属板材板材冲压成形性能（主要是塑性）主要是压力机冲压模具1213附：五金模具的基本结构图14概述分类:冲裁模：冲裁：利用模具使板料沿着一定的轮廓形状产生分离的一种冲压工序。基本工序：落料和冲孔。既可加工零件，也可加工冲压工序件。冲裁所使用的模具叫冲裁模，它是冲裁过程必不可少的工艺装备。凸、凹模刃口锋利，间隙小。普通冲裁、精密冲裁15五金配件通用知识培训课程1617弯曲：弯曲方法：弯曲模：弯曲与冲裁相比：准确工艺计算难，模具动作复杂、结构设计规律性不强。将板料、型材、管材或棒料等按设计要求弯成一定的角度和一定的曲率，形成所需形状零件的冲压工序。弯曲所使用的模具。弯曲方法可分为在压力机上利用模具进行的压弯以及在专用弯曲设备上进行的折弯、滚弯、拉弯等。18192021生活中的弯曲零件22用模具成形弯曲件一23用模具成形弯曲件二24弯曲成形典型零件25Ｖ形件弯曲模1－下模板2、5－圆柱销3－弯曲凹模4－弯曲凸模6－模柄7－顶杆8、9－螺钉10－定位板26Ｕ形件弯曲模凸模凹模弹簧凸模活动镶块凹模活动镶块凹模活动镶块定位销转轴顶板271－顶板2－定位销3－反侧压块4－凸模5－凹模6－上模座7－压块8－橡皮9－凸模托板10－活动凸模11－下模座Ｚ形件弯曲模28拉深：又称拉延，是利用拉深模在压力机的压力作用下，将平板坯料或空心工序件制成开口空心零件的加工方法。它是冲压基本工序之一。可以加工旋转体零件，还可加工盒形零件及其它形状复杂的薄壁零件。拉深不变薄拉深变薄拉深拉深模：拉深模特点：结构相对较简单，与冲裁模比较，工作部分有较大的圆角，表面质量要求高，凸、凹模间隙略大于板料厚度。拉深所使用的模具。29303132拉深件类型a）轴对称旋转体拉深件b)盒形件c)不对称拉深件33拉深模结构图１-模柄２-上模座３-凸模固定板４-弹簧５-压边圈６-定位板７-凹模８-下模座９-卸料螺钉10-凸模34曲柄压力机35数控冲床36油压机37表1.2..1常用冷冲压设备的工作原理和特点类型设备名称工作原理特点机械压力机摩擦压力机利用摩擦盘与飞轮之间相互接触并传递动力，借助螺杆与螺母相对运动原理而工作。其传动系统如图1.2.1所示。结构简单，当超负荷时，只会引起飞轮与摩擦盘之间的滑动，而不致损坏机件。但飞轮轮缘磨损大，生产率低。适用于中小型件的冲压加工，对于校正、压印和成形等冲压工序尤为适宜。曲柄压力机利用曲柄连杆机构进行工作，电机通过皮带轮及齿轮带动曲轴传动，经连杆使滑块作直线往复运动。曲柄压力机分为偏心压力机和曲轴压力机，二者区别主要在主轴，前者主轴是偏心轴，后者主轴是曲轴。偏心压力机一般是开式压力机，而曲轴压力机有开式和闭式之分。偏心压力机和曲轴压力机的传动系统如图1.2.2和图1.2.3所示。生产率高，适用于各类冲压加工高速冲床工作原理与曲柄压力机相同，但其刚度、精度、行程次数都比较高，一般带有自动送料装置、安全检测装置等辅助装置。生产率很高，适用于大批量生产，模具一般采用多工位级进模。液压机油压机水压机利用帕斯卡原理，以水或油为工作介质，采用静压力传递进行工作，使滑块上、下往复运动。压力大，而且是静压力，但生产率低。适用于拉深、挤压等成形工序。381、常见的冲压工艺有哪些？2、冲裁、弯曲与拉深各有何特点？3、常用的五金生产设备有哪些？3940塑性：表示材料塑性变形能力。它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能力。塑性指标：衡量金属塑性高低的参数。常用塑性指标为延伸率δ和断面收缩率ψ。%100%1000000FFFLLLkk变形：弹性变形、塑性变形。塑性变形的基本概念41金属受外力作用产生塑性变形后不仅形状和尺寸发生变化，而且其内部的组织和性能也将发生变化。一般会产生加工硬化现象：塑性变形对金属组织和性能的影响金属的机械性能，随着变形程度的增加，强度和硬度逐渐增加，而塑性和韧性逐渐降低；晶粒会沿变形方向伸长排列形成纤维组织使材料产生各向异性；由于变形不均，会在材料内部产生内应力，变形后作为残余应力保留在材料内部。42最小阻力定律在塑性变形中，破坏了金属的整体平衡而强制金属流动，当金属质点有向几个方向移动的可能时，它向阻力最小的方向移动。在冲压加工中，板料在变形过程中总是沿着阻力最小的方向发展。这就是塑性变形中的最小阻力定律。弱区先变形，变形区为弱区金属塑性变形的一些基本规律43方板拉深试验——最小阻力定律试验44方板拉深试验——最小阻力定律试验45环形毛坯的变形趋向（ａ）变形前的模具与毛坯（ｂ）拉深（ｃ）翻边（ｄ）胀形461、什么是加工硬化，有何影响？2、什么是最小阻力定律，有何影响？47不锈钢、不锈铁冷轧板镀铝板、镀锌板铝板铜带云母板、纸板五金常用原材料黑色金属、有色金属、非金属材料48五金材料之——不锈钢1、定义：在空气中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀的一种高合金钢，实际上一部分不锈钢，既有不锈性，又有耐酸性。2、特点：不锈钢是具有美观的表面和耐腐蚀性能好，不必经过镀色等表面处理，而发挥不锈钢所固有的表面性能。49五金材料之——不锈钢3、分类：1）不锈钢按照耐酸性的不同可分为不锈钢和耐酸钢。不锈钢是指耐大气、蒸汽和水等弱介质腐蚀的钢；耐酸钢则是指耐酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢；没有磁性。2）不锈钢按化学成分分类：CR系列：铁素体系列、马氏体系列；CR-NI系列：奥氏体系列，异常系列，析出硬化系列。以奥氏体系类的钢由18%铬-8～10%镍为基本组成，大部分水壶中不锈钢部分使用奥氏体系类不锈钢，其中含18％铬-9％镍。奥式体系类的钢具有高韧性和塑性，但强度较低的特点。3、公司运用于：水壶、水煲、部分电烫斗包底、部分面包机装饰片等；50五金材料之——不锈铁1）定义：就是将回收的废铁、铅、钢等经二次回炉加工，通过二次处理而成的.2）特性：不锈铁是有光泽的银白色金属，硬而有延展性，熔点为1535沸点3000，有很强的铁磁性，并有良好的可塑性和导热性。不锈铁在干燥空气中很难跟氧气反应，但在潮湿空气中很容易腐蚀，若在酸性气体或卤素蒸气氛围中腐蚀更快。3、公司运用于：部分电烫斗包底、部分面包机装饰片、外壳、烤箱烤鸡炉的外壳、左右侧盖、多士炉装饰片、微波炉内胆等；51五金材料之——冷轧板1、定义：我们通常所说的板材，是指板材厚度小于4mm的钢板，它分为热轧板和冷轧板。钢板生产中有热轧和冷轧，冷轧是热轧的后续工艺，但热轧后的产品也可以成为最终产品。52五金材料之——冷轧板2、特性：1）热轧板：硬度低，加工容易，延展性能好；强度相对较低,表面质量差点(有氧化\光洁度低),但塑性好,一般为中厚板；机械性能远不及冷加工，也次于锻造加工，但有较好的韧性和延展性2）冷轧板：硬度高，加工相对困难些，但是不易变形，强度较高；强度高\硬度高,表面光洁度高,一般为薄钢板,可作为冲压用钢板；由于有一定程度的加工硬化，韧性低，但能达到较好的屈强比，用来冷弯弹簧片等零件，同时由于屈服点较靠近抗拉强度，所以使用过程中对危险没有预见性，在载荷超过许用载荷时容易发生事故。3、用途：冷轧板以及以冷轧板为原板的镀锌板的用途十分广泛，冰箱、空调、洗衣机、微波炉、燃气热水器等等的零件材料的选用都与它紧密相连。4、公司运用于：面包机外壳、底盖板、烤箱外壳、左右侧盖，油炸锅底盖板、爆米花机、微波炉外壳等；53五金材料之——镀锌板54五金材料之——镀锌板1、定义：镀锌钢板是为防止钢板表面遭受腐蚀，延长其使用寿命，在钢板表面涂以一层金属锌，这种涂锌的薄钢板称为镀锌板。2、分类及特性：按生产及加工方法可分为以下几类：①热浸镀锌钢板。将薄钢板浸入熔解的锌槽中，使其表面粘附一层锌的薄钢板。目前主要采用连续镀锌工艺生产，即把成卷的钢板连续浸在熔解有锌的镀槽中制成镀锌钢板；②合金化镀锌钢板。这种钢板也是用热浸法制造，但在出槽后，立即把它加热到５００℃左右，使其生成锌和铁的合金被膜。这种镀锌板具有良好的涂料的密着性和焊接性；③电镀锌钢板。用电镀法制造这种镀锌钢板具有良好的加工性。但镀层较薄，耐腐蚀性不如热浸法镀锌板；④单面镀和双面差镀锌钢板。单面镀锌钢板，即只在一面镀锌的产品。在焊接、涂装、防锈处理、加工等方面，具有比双面镀锌板更好的适应性。为克服单面未涂锌的缺点，又有一种在另面涂以薄层锌的镀锌板，即双面差镀锌板；⑤合金、复合镀锌钢板。它是用锌和其他金属如铅、锌制成合金乃至复合镀成的钢板。这种钢板既具有卓越的防锈性能，又有良好的涂装性能。3、用途：可分为一般用、屋顶用、建筑外侧板用、结构用、瓦垄板用、拉伸用和深冲用等镀锌钢板。4、公司运用于：面包机底板、烤箱底板、微波炉底板、多士炉的左右侧板、隔热板等；55五金材料之——镀铝板56五金材料之——镀铝板1、定义：镀铝板是指在碳素钢板带上镀覆铝或铝合金制成的表面处理钢板。镀铝方法有真空蒸镀、热镀和电泳等多种，其中热镀法成本较低，应用最广。具有优异的耐大气腐蚀性，是镀锌钢板耐蚀性的3～6倍。在建筑工程中用于外装修，如幕墙工程等。2、分类及特性：镀铝钢板具有如下特点：1、镀铝钢板具有极佳的耐高温性（550度）。2、镀铝钢板可反射80%的入射热量。3、镀铝钢板的机械强度与其基材的机械强度一致。4、镀铝钢板对化学腐蚀有极强的耐蚀性。5、可进行拉伸、冲压、拉管等成形加工。6、可用标准MAG和TIG焊接加工。7、可直接接触食物。3、用途：可分为一般用、屋顶用、建筑外侧板用、结构用、户外产品用、拉伸用和深冲用等镀铝钢板。4、公司运用于：烤箱、微波炉、多仕炉、油炸锅、电饭煲、烤面包机等；57五金材料之——电解板1、定义：是经冷连轧机组轧制再经过CAPL机组退火后，进入电镀锌机组，通过表面清洗电镀后，根据不同用途，可进行磷化、钝化、涂油及耐指纹、合金化等处理后所得的产品，其有关机械性能参照相对应的基板2、特点：电解板防腐能力强,强度比冷扎板稍低,用于防护要求高的钣金件,价格比冷板贵的多.3、用途：电解板是用于电解或电镀的阴极板与阳极板，一般用惰性材料作成，如石墨，铂等。环保电解板肯定就是具有环保特点的电解板了，比如，使用后污染少，对环境伤害小，但一般的电解板也没有太大污染。4、公司运用于：烤箱底板、微波炉底板、多士炉的推条座、压条座；58五金材料之——铝板1、定义：指用铝材或铝合金材料制成的板型材料。或者说是由扁铝胚经加热、轧延及拉直或固溶时效热等过程制造而成的板型铝制品。2、特点：板面平整，颜色均匀，色差较小(有方向性)，体轻，有一定的刚度和强度，由于板材表面用的是氟碳涂料，能抗酸碱腐蚀，耐粉化、耐紫外线照射不变色。3、公司运用于：部分油炸锅炸篮、盖衬、部分烤箱烤盘、多士炉的隔板等；59五金材料之——铝板可以分为8个系列分别为1***，2***，3***，4***.5***.6***.7***.8***比较常用的牌号：一.1000系列代表1050106010701000系列铝板又被称为纯铝板，在所有系列中1000系列属于含铝量最多的一个系列。纯度可以达到99.00%以上。由于不含有其他技术元素，所以生产过程比较单一，价格相对比较便宜，是目前常规工业中最常用的一个系列。目前市场上流通的大部分为1050以及10