钣金冲压及模具知识培训

钣金冲压及模具知识培训ACE模具部2009.04模具在钣金制作中的重要性板金的制程图：板金外形落料激光切割普通冲床冲压剪板普通冲床冲压折弯机成型数控冲床成形攻芽，清洗等热处理，电镀等板金制品板金制品热处理，电镀等攻芽，清洗等成型普通冲床冲压（用模具）普通冲床冲压板金外形落料板金量产的制程图：模具可以完成板金所有的成形，落料，打凸等，而折弯机和数控只能做一些简单的板金。同时模具冲压有很高的效率和精度。是其他设备不可以替代的。模具的优越性1.综合价值高：它可以完成折弯机，数冲，雷射等的一切工能，并且能做它们不能完成的工作.2.产品稳定性高：模具只要加工好了，打出的产品尺寸一般在10万批次都不会变。3.精度高：一般模具下料冲孔，产品公差可保证在0.02mm以上，成形可保证在0.05mm以上；而数冲在0.1mm以上；雷射在0.1mm以上；折弯机在0.15mm以上。4.应用广：冲压模具涉及到电子，电器，飞机，汽车，船舶，房屋，等。5.特别在成形方面有不可替代的作用：如下图折弯，只有依赖模具才能完成。●冲裁模:冲压机械利用模具把金属材料加以分离的加工方式．●折弯模：冲压机械利用模具完成金属材料的折弯．●成型模：冲压机械利用模具完成金属材料的各种成型的加工方式．钣金模具种类主要有:冲裁模1.冲裁模包括落料模和冲孔模.2.模具结构.(如下图所示)下模板下模座下夹板下脱料板上脱料板PS上模板上夹板上模座上垫板下模板下模座下夹板脱料板上夹板上垫板上模座落料模冲孔模模具材质及热处理要求上/下模座热处理要求常用的材质模板名称45#钢，A3钢无硬度上/下垫板Cr12,yk30,D2HRC:41~52度上/下夹板Cr12,yk30,D2HRC:41~52度上/下脱料板Cr12MOV,yk30,D2HRC:45~52度上/下模板Cr12MOV,SKD11，SLDHRC:56~60度冲头SKD11，DC53，SKH-9，ASP-60HRC:56~64度公母模SKD11，DC53，SKH-9HRC:56~60度钣金在冲裁中受力分析及计算1。冲裁力在冲切过程中，冲切抵抗力随着冲头深入材料而增加，直到裂断开始发生之后才急剧减小。此时的最大负荷除以冲切部分断面称为最大冲切单位压力。其中模具间隙，冲切形状，材料厚度，冲切速度，等对其有影响。（冲裁力）：修正系数，一般在0.8~1.0：板金材料厚度冲切总周长：材料抗拉强度（）2。脱料力：修正系数，一般在0.05~0.2：修正系数，一般在0.14~0.383。侧向力冲头脱料板脱料板材料母模板冲裁钣金加工断面的特性塌角：冲切工件承受外力所造成的塑性变形区域。光洁面：冲切工件承受外力低于其抗拉强度所形成的剪断现象。破断面：冲切工件承受大力低于其抗拉强度所形成的破断现象。塌角光洁面破断角破断面料厚毛边冲裁钣金的工艺1.板金冲压的工艺缺口.(如图所示)下图是一个平板件，料厚1.0。如果用落料模，则外形没有工艺缺口。但是内孔一次冲，冲子太弱易断，所以需分两次冲切，就会有工艺缺口。如果产品量大，就需要开连续模，则外形也有工艺缺口。一般工艺缺口开进材料0.1MM以下,宽度在0.5MM左右即可.冲裁钣金需要有圆角下图是一个平板件，料厚1.0。外形最好有圆角，因为模具在加工中，尖角处会出现应力集中，模具在冲压中，会产生侧向力，把模板从尖角处胀裂。其次模板在加工中也需要有圆角：其中线割机，快丝最小圆角0.2慢丝，光学研磨最小到.03。当然后两种加工价格昂贵。板金设计中尽量避免。一般外形角取值在R1以上，内孔在0.3以上。冲裁钣金最小孔径下图是一个冲孔模的上模组装图。其中可以看出冲子很长，在60左右，而孔径尺寸就是我们设计的板金孔尺寸。如果孔径太小，则冲子难加工，垂直度无法保证。使它在冲压中，很容易震断，且废料易堵。所以冲孔最小尺寸大于1.5倍料厚.上夹板脱板垫板上脱板冲头冲裁钣金设计注意点1.板金设计要避免细长孔:其中包括内孔和外形孔,如下图所示,一个内孔要分两到三次冲切.也就是说要开两到三副模具来完成,模具费用增加了,产品费用也跟着上升.同样外形一次也冲不了,要加开模具.冲裁钣金设计注意点2.板金设计要注意孔边距:孔不能离边太近,不然要分两次冲切.如下图所示:孔到边只有0.5,外形和孔不能一次性冲,因为一次性冲,模板没有强度,废料回把模板胀裂.冲裁钣金设计注意点3.板金设计要注意孔距:孔不能离边太近,不然要分几次冲切.如下图所示:孔边距只有0.6,孔不能一次性冲,因为一是模板没有强度;二是废料无法落下,落料孔是带锥度的,会把废料结在一起而堵料;其次冲针排不下;即使冲下来了,产品也不良,变形不平.冲裁钣金设计注意点4.板金设计要注意孔的形状:孔宽不要差距太大,形状尽量简化.如下图所示:其中异型孔粗细差距大,细的地方太弱易断,重做要一起做,比较浪费.建议最好分开或加强.弯曲模设计慨要弯曲加工是冲压加工的重要制程。板金在弯曲加工前，其胚料形状是经过冲切加工而成的。一般弯曲加工线形式有直线，弧线或自由曲线。其弯曲模具可分为工程模和连续模两种。弯曲钣金品质1。毛边方向的考虑，因毛边会影响制品的品质，甚至会发生弯曲裂痕，所以弯曲方向必须考虑毛边方向。2。材料延展方向与弯曲方向成一角度，最好成90度夹角。3。板金加工精度，标注合理公差。和重点尺寸。冲压弯曲加工形式形弯曲主要形式变化形式形弯曲形弯曲冲压弯曲产生磨印弯曲加工是由冲头施力，母模及脱料板拘束使材料产生塑性变形，其弯曲部内外料厚发生变化，在弯曲内侧产生多余的材料，向板宽两边鼓出，产生弯曲回弹现象。弯曲不能超过极限，否则发生裂缝。故允许板金弯曲部分有磨印。弯曲前先打凹槽弯曲后此两处有磨印（图1）（图2）弯曲部位形状变更及对策项目板金形状改善后形状改善要点孔靠近弯曲边，避免孔变形对策。在靠近孔的弯曲边处开一个缺口，再弯曲。弯曲接合角处改善对策。在接合处开一个缺口，使弯曲时不发生变形，且方便模具加工。外形段差接近弯曲部位的改善对策。在弯曲直线内侧开一个缺口，方便加工和成形。弯曲部位形状变更及对策形弯曲侧面有凸点的改善对策。将弯曲部分之外的三边料切开，再弯曲。切弯加工逃口对策。改善要点改善后形状板金形状项目将弯曲线内侧与凸出部干扰处掉，方便成形。斜边弯曲变形的改善对策。斜边与弯曲线夹角小于60度时，则弯曲部位形状变更及对策a取30`~1度,因为上弯时弯曲部分干扰工件。切弯变形对策。改善要点改善后形状板金形状项目将弯曲线向内侧切一个工艺缺口以方便成形。防止回弹改善对策。弯曲部鼓胀的防止变形对策。在弯曲部位冲凹补强可以防止回弹。成形模设计慨要成形模种类有很多种:抽芽,打桥,凸包,撕破,整平,抽引,等.这里主要讲到前面三种.抽芽设计要点1.注意抽芽的高度:一般抽芽分两步做,第一步先预冲孔,预冲孔的大小是由抽芽高度H和孔径D决定的,即H越大则预冲孔越小,太小了则冲子易断.一般抽芽高度H2.0T.抽芽设计要点1.注意抽芽的排步和到边距离:抽芽分布尽量均匀对称,因为抽芽会产生拉料现象,不对称到时板料不平打鼓;其次芽到边的距离不能太近,否则会把边料拉变形,要么加开模具来切边,这样一来模具费用又增加了.一般边距不低于5.0MM.此处变形这样分布板材变形凸包（米粒）设计要点1.凸包的高度:凸包是让局部材料发生塑性变形,超过极限就破,所以高度不要太高,一般H小于2T.它跟D也有关系,当H/D小于0.7就好做,可以一次性完成.凸包要有圆角.凸包（米粒）设计要点2.注意凸包的排步和到边距离:凸包分布尽量均匀对称,因为凸包会产生拉料现象,不对称到时板料不平打鼓;其次凸包到边的距离不能太近,否则会把边料拉变形,要么加开模具来切边,这样增加模具费用.一般边距不低于8.0MM.此处变形这样分布板材变形打桥的设计要点1.打桥的做法:打桥之前应该把边料切掉,然后再打桥。其中缝宽S要有二倍料以上；角度A在45度左右，方便成形；桥的设计要有R角。打桥的设计要点2.打桥的高度:打桥是让局部材料发生塑性变形,超过极限就破,所以高度不要太高,一般H小于4T.可以一次性完成.打桥要有圆角.打桥的设计要点3.注意打桥的方向:打桥尽量同一个方向,因为方向不同数冲无法一次性完成,分二次加工，费时费力，增加模具费用.