五金冲压模具基础知识

五金沖壓模具基礎知識綱要：一.常用沖壓材料介紹二.典型模具結構介紹三.冷衝壓工藝分析四.生產常见分析以及处理一.常用沖壓材料介紹1﹒熱浸鋅鋼板GI料2.電鍍鋅鋼板EG料3﹒不鏽鋼板SUS4﹒一般用鋼板SPCC5﹒電鍍錫鋼板（馬口鐵SPTE）6﹒鋁合金板材(AL)1﹒熱浸鋅鋼板GI料(SGCC)熱浸鍍鋅特點:將鋼捲連接﹐連續浸入熔融（約460°C）鋅池中﹐在板材兩面浸鍍均勻厚度的鋅層(5~6um)﹒2﹒電鍍鋅鋼板EG料(SECC)電鍍鋅特點:以鉛板/鋅板為陽极﹐鋼板為陰极﹐並用硫酸鋅/氯化鋅溶液﹐通電鍍鋅﹒(2~3um)區別與共性:(1)鍍層厚度:GI料5~6um,EG料2~3um(2)耐蝕性:GI料好.(3)成形性:EG料好;(4)塗裝性:EG料好(5)外觀:EG料為銀灰色,均勻表面;GI料為亮晶狀,細小鋅花.(6)價格:GI料便宜30%以上機械性能:GI料抗拉強度Mpa屈服強度Mpa伸長率%硬度HRBC1290~395230~31030.555~67GIEG常用厚度及公差1﹒GI料實際供貨﹕0.5970.6860.7810.8910.9741.1661.502﹒EG料﹕現用0.50.60.70.81.01.22.0另外可選擇系列0.40.650.750.91.41.61.82.32.5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)形狀公差﹕側邊弧形度1.0mm/m;任意板面放在平台上﹐平坦度＜2mm﹒3﹒不鏽鋼板SUS概述﹕不銹鋼是公司重要的金屬材料,廣泛用于各機種的許多彈片﹑后窗﹑隔離片﹑遮片﹑擋片﹑導軌﹑支架等.材料單價薄帶為GI的十倍﹐厚帶為GI料的六倍.分為彈性用（冷作硬化狀態）和非彈性用（固溶狀態）.經常因為化學成份﹑拉伸性能﹑硬度不符﹐導致彈性不夠或沖壓破裂等﹒機械性能:牌號狀態抗拉強度MPa屈服強度MPa硬度HV伸長率％SUS301固溶52020521840精軋1/4H860510251/2H930510310103/4H11307453705SUS304固溶520205200401/2H78047025063/4H9306653103SUS430退火450205200224.一般用鋼板SPCC:屬於冷軋碳素鋼板的一種.用此材料沖壓的零件應立即電鍍等保護﹐否則容易生銹﹒5.電鍍錫鋼板（馬口鐵SPTE）:一次冷軋板(厚度0.15~0.60mm)﹕指在一次冷軋延的低碳鋼板上實施鍍錫處理﹒二次冷軋板(厚度0.14~0.36mm)﹕指在退火后第二次冷軋的低碳鋼板上實施鍍錫處理﹒机械性能:調質設計洛氏硬度HR30T相當屈服強度,min,MPa特性T-1T-2T-2.5T-3T-4T-5T-649±353±355±357±361±365±370±3320350370380408445515深引伸中度引伸一般引伸淺引伸一般用途,有中等剛性以減少折痕增加剛性的一般用途有防止波浪剛性硬度最高,變形不易大6﹒鋁合金板材(AL):一﹒概述純鋁1100﹑防鏽鋁合金（3003﹑5052）﹑硬鋁2024﹑鍛鋁6061﹑超硬鋁7075共七個牌號的薄板和厚板﹒主要材料厚度是0.50.61.02.03.0mm﹒二﹑各合金系列特性(1）耐蝕性﹑陽极化處理﹑表面處理﹑塗裝性1***＞5***＞3和6***＞2和7***陽极化處理可生產不同色澤﹑硬度之皮膜﹒（2)強度﹑切削性7＊＊＊＞2＊＊＊＞5＊＊＊＞1＊＊＊（3）成形性:強度越高越差﹒二.典型模具結構介紹1.模具的基本結構2.模具的分類3.常見模具結構1.模具的基本結構模具的基本結構：一副模具由上模和下模兩大部分組成，上模中分有上模座／上墊板／上夾板／脫料板／凸模／彈簧／導柱等零件．下模部分有下模板（凹模）／下墊板／下模座／導套／定位銷等零件．組成模具的零件：1.工作零件：模具上直接對毛坯或板料進行沖壓加工的零件如：凸模、凹模、凸凹模及組成它們的鑲件及拼塊等．2.定位零件：用來確定條料或毛坯在模具中正確位置的零件．如定位銷／定位板（塊）／擋料銷／導正銷／導料板／側刃／限位塊等．3.壓料、卸料零件：用于壓緊條料、毛坯或將制件廢料從模具中推出或卸下的零件，如卸料板（脫料板）／頂塊／頂杆／壓邊圈／壓料板／廢料切刀等．4.導向零件：保證上模相對于下模或凸模相對于凹正確運動的零件．如導柱／導套／導板／滑塊等．5.固定零件：將凸模、凹模固定于上、下模上以及將上、下模固定在壓力機上用于傳遞工作壓力的零件．如上、下夾板／上、下模座及墊板等．6.緊固件及其它零件：在模用于連接各個零件或配合其它動作的零件．如螺釘／銷釘／彈簧及其它零件．7.傳遞及改變工作運動方向的零件：如側楔、滑塊等．編號品名材料熱處理功能1上托板SS41NONE用于模具上模部分在沖床滑塊上的裝夾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品名材料熱處理功能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﹑按照成型工藝分﹕沖孔模﹑下料模﹑折彎模﹑鉚合模﹑整形模等2﹑按照結構分﹕單一模﹑復合模﹑連續模3﹑按照工序分﹕單工程模﹑多工程模2.模具的分類單一模沖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復合模結構連續模結構比較項目單工序模復合模連續模沖壓精度較低較高一般生產率生產率較低，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現自動化的可能性較容易，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產通用性通用性好，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具制造難易程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具成本價格低價格較高價格較高或很高單工序模、復合模、連續模選用比較單一模﹑復合模﹑連續模比較典型折彎結構介紹開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)DETAILA沖床台面DETAILB2/12/1閉模狀態2/1DETAILC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結構介紹閉模狀態開模狀態成形結構二(下面推平)閉模狀態典型鉚合模結構介紹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結構介紹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t1h1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1~3mm之3)A1到B1之間的弧長比A到B之間的弧長要大0.2~0.8mm.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: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:方法一方法二1.30.6~0.71.0點焊凸點定位凸點沖頭0.6~0.790,0°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:凹模凹模三.冷衝壓工藝分析1.工藝分類2.衝裁工藝分析3.彎曲工藝分析4.拉深工藝分析5.實例探討1.工藝類說明沖孔切邊天橋切舌沙拉沉孔壓印翻邊壓毛邊1.工藝類說明折彎壓凸整形拉深1.工藝類說明其它主要成形工藝衝壓工藝落料衝孔折彎翻邊切邊整形切舌壓印沙拉沉孔拉深壓毛邊壓凸天橋2.衝裁工藝分析沖裁變形三個階段彈性變性--塑性變形--剪裂階段塌角光亮帶撕裂帶毛刺•模具間隙與相應變化因素。•凸凹模尺寸設計原則--模具力--工件尺寸--模具壽命衝孔基準尺寸---凸模落料基準尺寸---凹模最小衝裁邊距•衝裁過程變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(T≧0.6)0.8圓孔至圓孔邊;圓孔至方孔邊1.5tT0.30.3≦T≦0.52t0.52t圓孔至圓孔邊;圓孔至方孔邊1.8t最小衝裁邊距參考數據最小衝裁寬度參考數據T0.3h0.83t不銹鋼1/4H及以上軟鋼類GI.EG.AL不銹鋼材O材T≧0.32t2t最小衝裁寬度主要工藝缺陷與因素毛刺變形表面壓傷因素:制造精度,材料,設備,潤滑方式,模具結構等.影響因素:壓料力,材料,衝裁參數等.影響因素:模具結構,材料,衝裁參數,設備等.衝裁最小內R值:普通衝裁正常值:=10%TR=0.3MM撕裂拉應力區壓應力區彎曲過度材料