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PRESS模具基础 冲压技术部 目录 1 模具与PRESS加工概要2 PRESS加工方式的分类3 PRESS作业工序的分类4 模具制作PROCESS 模具设计 铸件的铸造 NCDATA编制 机械加工PROCESS 钳工作业PROCESS TRYOUT 热处理及表面处理 CHECK GFIXTURE5 PRESS加工不良6 PRESS加工新技术 冲压加工 冲压加工3要素 冲压机械 模具 被加工材料 冲压产品 PRESS加工3要素 模具 冲压模具的基础被加工材料 汽车用钢板材种类与特性冲压机械 机床间传送PNL的方案 模具的说明 模具的概念利用金属材料的机械性质 展性 延性 流动性 连接性 成型加工后得到要求的形状并且为批量生产所用的工具 按生产产品分类 PRESS模具 锻造模具 铸造模具 压铸模具 塑胶模具 其他模具 玻璃模具 橡胶模具等 什么是冲压模具 为成型汽车薄板产品的模具OP10 DrawOP20 TrimOP30 FlangeOP40 Restrike Pierce 模具的说明 模具的特点 利用模具生产工业及日常产品可降低成本 因此需理解其优缺点后进行发展 优点 缺点 1 高效的批量生产2 容易生产复杂产品3 容易生产高精度产品4 容易生产高强度产品5 用最少工序生产产品6 产品互换性好 1 不适合小批量生产2 需要先进成型技术3 模具制作费用高4 模具厂家的限制5 材质 型面 尺寸 精度限制 PRESS机械术语 1 BOSTER固定下模的部分2 SLIDE RAM 固定上模的部分在机床中实际是模具工作的部分3 SLIDEADJUSTSIDE调整量 能够调整模具的工作高度4 STROKEPERSS中SIDE在上死点与下死点间的距离5 DIEHEIGHTSIDE与BOSTER间的距离表示模具的高度 STROKE DOWN SLIDEADJUST 指示 6 SPM每分钟的行程数一分钟SIDE往复的次数7 工程压力表示冲压设备的能力用从滑块下死点位置表示并体现 PRESS加工方式的分类 PRESS加工方式比较 线体 比较项 优 良 中X劣 PRESS按作业工序分类 PRESS加工 板材变形 板材厚变化 分离 切断加工 BEND G DRAW G FORM G 压缩加工 BLANK G CUTT G NOTCH G TRIMM G SEPARAT G PIERC G LANCK G BEND G CURL G HEMM G FLANG G BLANK G CUTT G NOTCH G TRIMM G SEPARAT G PIERC G LANCK G BLANK G CUTT G NOTCH G TRIMM G SEPARAT G PIERC G LANCK G BLANK G CUTT G NOTCH G TRIMM G SEPARAT G PIERC G LANCK G PRESS按作业工序分类 1 切断加工 PRESS按作业工序分类 2 BENDING PRESS按作业工序分类 3 DRAWING PRESS按作业工序分类 3 FORMING PRESS按作业工序分类 4 压缩 冲压模具开发过程 冲压模具制作工序 模具设计 模具设计 事先审核内容 成型分析 PRESS工程图纸 模具设计 产品图审核 冲压机床规格研讨 工艺审核 D L图纸 各工序模具图纸 内外板功能 尺寸精度 公差 PRESS加工适合性审核 审核加工性 工序数 产品率 模具价格 加压能力 机床顶杆压力 工作台 滑块大小 滑块行程 机床顶杆行程 顶杆步距 顶杆直径 压板槽规格 确认产品功能 审核塑性加工变形 审核产品率 决定BLANKSIZE 双动模具审核 废料利用 审核工序数 工序数加工内容 冲压加工方向 模具结构 与PRESS的条件 模具制作方法 材料计划 预测不良的对策 模具大小 模具导向 模具内部压力源 PANEL定位 模具平衡 板料投放取出 自动化设计 模具搬运反转 DIEFACE 压料面 的设计 1 DIEFACE抓住BLANK的面又称抑制皱纹面 才成型过程中对材料的流入进行控制的面 2 DIEFACE的设计1 DRAW深度为考虑产品率的提高尽量要低 2 尽可能以平面来设置 3 在一个方向成曲面另一个方向尽量要直线 4 避免严重的弯曲变化 5 DRAW深度变化要缓 6 PUNCH的型面长度要比DIEFACE长度长 7 DIEFACE不能跟产品型面干涉 8 根据产品型面考虑预压型型面 DM要素技术 C5P 开发 CAD 模具设计辅助 CAE 成型分析技术 冲压线体模拟 CAM 冲压模具加工技术 CAPP 模具生产管理系统 CAT 复制模具制作技术 PDM 模具制作信息管理系统 CAE 成型分析技术 目的 利用电脑对成型性分析 通过早期预测进而提升品质及制造周期缩短 方案 CAD 模具设计辅助 3DLayout设计辅助 目的 加强事先审核及建立设变及时应对体系 从而提升Layout设计品质 方案 CAT 复制模具制作技术 目的 反复制作相同模具时缩短30 作业工时 随着海外工厂生产同一种车型复制模具制作增加 方案 各工序模具 1 DRAW FORM G 成型PRESSPNL的基本形状的模具 是各工序中的起始工序 一般结构是压住料片周圈的状态下把中间部分用压在凸模 也称基准侧 成型的方式 成型中料厚 有变化 DRAW G 深而复杂型面无变化 FORM G 比较浅简单型面 BLANKHOLDER PUNCH DIE 按动作方式的分类 SINGLEACTIONDRAWDIE 小件 内板 浅型面DOUBLE TRIFLEACTION 大件 外板 深型面 SPACER RIB BLANK BLANKHOLDER WEARPLATE CUSHIONPIN BOLSTER DIE GUIDEPOST BUSH PUNCH RETAINERBOLT BOTTOM GBLOCK PRESS加工能力计算 拉延负荷计算 拉延所需力P t KP 拉延需要的力 kg mm2 材料拉伸强度 kg mm2 t 料厚 mm PUNCHPROFILE周长 mm K 系数 单动1 5 2 5 多动2 5 3 0 异性产品时内部型面成型随条件不同难以准确计算出所需压力 通过相似产品数值进行判断 压边力Q A qQ 压边力A 压边面积q 单位面积所需压力 使用PRESS选定 使用PRESS P Q BEAD的设置 BEAD是设置在DIEFACE面内凸起部分用来提高抓料力度 调整料片进入量1 BEAD设置目的1 提高张力2 调整料片进入量3 防止FLANGE面无法消除的皱流入到产品内部2 BEAD的种类1 圆BEAD 使用在一般DRAW2 方BEAD 使用在抑制料片流入情况3 STEPBEAD 浅DRAW中为提高拉伸时使用 提高产品率 2 TRIM模具 TRIM是DRAW后把产品以外没必要部分剪切掉 TRIM模具大体上分为安放拉延件的部分 剪切时为防止变形压料的部分 直接进行剪切的上下刃口 广义上孔加工 冲孔 也是TRIM的一种 a TRIM 塌角 光亮带 剪裂带 TRIM部位结构 剪切断面结构 TRIM模具结构 PAD 压力SPRING GUIDEPIN 增加压力时安装GAScylinder 上模 SCRAPCUT GUIDEPOST SETT GBLOCK 下模 RETURNPIN 上模刃口 LIFTER 下模刃口 SCRAPCHUTE VIBRATER TRIMDIE PRESS加工能力计算 剪切需要力 1 没有波浪刃口剪切力P t sP 剪切力 kgf 剪切边长度 mm t 料厚 mm s 剪切强度 kg mm2 s 0 8 2 有波浪刃口剪切力P t s KH t时K 0 4 0 6H 2t时K 0 2 0 4H 食入差 给波浪刃的理由 为减少所需剪切力在上模刀块上给食入量的差异 给波浪刃能降低噪音并且延长刃口使用寿命 波浪刃步距100 250 下刃 上刃 最大吃刀量 上刃吃刀量 3 5mm 压料力 弹簧力 TRIM作业时PAD压住制件的力称之为PAD G力 压料力 PAD G力计算基准及PAD功能如下 PAD G力F Px3 75 内板 F Px5 外板 P是全部TRIM处所需剪切力 PAD G力不是剪切完成时状态而是TRIM作业开始时需要达到 PAD是TRIM或HOLE加工时防止产品变形的功能 PAD G力 PAD是PUNCH回程时避免产品卡在上模刀块上 STRIP G力 PADSTROKE 行程 决定方法 PADST 材料t 食入量 食入量 PRESS方向的食入量 最初TRIM作业开始时能够达到选定的PAD G力 随弹簧种类不同有所差异 SPRING线图 SPR G 弹簧 线图中表示事项 SPR G 弹簧 仕样 DEFLECTION 变形量 常数 K 作业开始时ST及PAD G力 F 食入 PADST 作业完成时力 F SPR G数量 n F KxnxPADSTF KxnxST Kgf mm K 食入 PADST 自由长 DEFLECTION b TRIM刃重叠部位处理方式TRIM刃有重叠区域时为防止刃口早期磨损及末端的锋利一般都进行1 0mm的OVERLAP 交刀 进行TRIM c TRIM角度是指TRIM时PNL与刃口角度 原则上应当成为直角 非正常情况下会产生较多BURR 毛刺 刃口磨损加快 90 锐角或钝角 正常 非正常 d CLEARLANCE 是指TRIM时上 下刃口之间的间隙 需要维持一定的间隙 各材料适当间隙料厚 t E TRIM PI作业极限 倾斜TRIM极限设计基准 钝角 锐角 20 但是 工艺中超过20 时把剪切面做成平面 此时后序必须进行RESTRIKE作业 钝角剪切 MAX20 锐角剪切 确保2 3mm平面 超过20 时在基本之外 注 材料料厚3 2mm以上时平面最少确保5mm PISIZE在3以下时基本上加工成平面 倾斜角 在15 以下时PUNCH末端平面处理 倾斜角 在15 以上时PUNCH末端倾斜面给SHEAR角 倾斜面PI作业极限 倾斜面PI作业极限 HOLE与HOLE的情况 PIERCE与TRIMLINE的情况 大于 12时适当增加厚度 DIEBUSH与TRIMLINE的情况 BUSH外径大于 13时适当加厚厚度 上面所标尺寸是以料厚t 0 8为基准 因此根据材料料厚tMIN尺寸也相应增加 SCRAP处理基准SCRAP是跟生产密切相关问题中的一项 因此设计时要特别注意 SCRAP必须是排除到工作台之外SCRAP是每1STROKE掉落一张为原则 为SCRAP顺利排出SCRAPCHUTE的角度MIN25 25 以下时为强行排除使用震动滑料板 滚轮滑料板等 基本上不使用废料盒 为SCRAP处理起来顺畅SCRAPCHUTE所通过的CORE SCRAP排除HOLE等要确保充分的余量 3 FLANGE模具 FLANGE成型是把产品末端进行折弯的成型是FORM G加工的一种 模具的基本原理与Trim模具根本上相同 只是上模与下模间隙 CLEARLANCE 跟材料厚度相同 因而不会进行剪切而是折弯 上模刀块 PAD 下模刀块 基本原理 PAD UPFLANGE DOWNFLANGE CUSHIONTYPEUP DOWN FLANGE a FLANGE种类 外曲FLANGE多给0 1 0 5clearlance 内曲FLANGE少给0 1 0 5clearlance JOGGLEFLANGE b FLANGE成型时S BACK补偿 修改模具凸模角度 折弯角度尽量变小 凸模内侧给渐变锥形间隙 凸模地面进行避空 利用压料装置调整凹模压力 相对机械机床利用液压机床延长加工时间 SPEC R 模具状态 补偿3度 4 CAM模具 一般PRESS加工方向是垂直方向 但产品加工方向有时难以形成垂直方向的情况下利用CAM机构 CAM加工可以应用的加工类型有FORM G PIERCE FLANGE等等 a CAM种类 一般CAM结构种类水平CAM 倾斜CAM 自由 FLYING CAM DOUBLECAM ROTARYCAM 水平CAM 一般的CAM的种类 结构简单 CAMDRIVER CAMSLIDER 基本角度 50度 CAMPAD CAMSTEEL 下模 LOAD GGUIDE 上模 铸件 FMC 结构 1 FMC的概要 不是从前以木型分离的砂型 而是使用泡沫铸造型面复杂又有耐久性模具所进行的开发 不耐高温的泡沫在浇铸时从固体变化成气体 所留下的空间由镕浆填满 2 PROCESS 泡沫模型 利用喷漆枪喷漆 厚度0 5 3 0 用汞弧灯来烧热口干燥 12小时 铸造砂上面造型后 翻转造型 灰铸铁1350 1360 FCD551320 1330 24 48小时硬化 在抛丸机里清理 去除浇冒口 退火应力消除 喷漆 涂层表面处理 NCDATA作业 模具型面及轮廓利用数控机床能够进行数控加工的加工程序 1 NCDATA 2 NCDATA作业 机械加工规格 工具种类规格 模具补偿量及公差 产品功能 RELIEF 偏差加工 TOOLPATH方向 MASTER侧MODEL G 工序内容确认 PRESS方向 工艺补充应用 基准 非基准侧确认 工具直径及长度 上下模间隙 加工传送方向 加工PICKFEED NCDATA操作要领书 加工机床DNC输送 钳工作业PROCESS 1 钳工作业 为维持高精度加工机床加工出来的基准面进行的工作 2 钳工作业要领 机加工状态 加工PICK 拐角加工状态 加工留量 钳工作业顺序 基准面研磨顺序 0 7以下 50粗 30半精 30精加工后各阶段清根作业加工 25 20 16 12 10 8 6清根 型面 4 1000 拐角 35 1000 POSI R 油石120 砂纸120 砂纸320 平面部位原则上不进行打磨 清根残余粮用迷你磨头打磨后油石推光 关于工具未加工部位用迷你磨头进行避空 50粗 30半精 30精加工后各阶段 25 16 10 8 6 型面 4 1000 拐角 8 1000 POSI R 油石120 砂纸120 砂纸320 平面部位原则上不进行打磨 120 1 5 30精加工后 各阶段清根加工 型面 18 1000 3 0 75 1000 拐角 35 1000 POSI R 锉刀作业 油石120 砂纸120 砂纸320 平面 精打磨后留有加工痕迹 4 砂轮 砂纸320 必要时 油石120 砂纸120 关于工具未加工部位用迷你磨头进行避空 清根残余粮用迷你磨头打磨后油石推光 关于工具未加工部位用迷你磨头进行避空 TRYOUT TRYOUT目的 1 PNL的品质提升 2 能够进行生产 稳定的品质 消除散布 满足生产性 SCRAP处理 放件及取件 安放 掉落要素消除 成型性范围扩大 3 制造成本最小化 BLANK材质GRADEDOWN BLANKSIZE最小化 产品率提升 1 BEAD G定义 DRAWDIE的B H与DIE凹模BLK接触状态的视觉确认方法 2 BEAD G目的 T OPRESS中让BLK上下接触面摩擦阻力适当且均匀 使得实际成型时防止UNBALANCE及微弱的变化对PNL成型METALFLOW的UNBALANCE引起的起皱及弯曲为目的 3 BEAD G作业顺序 B H与DIEFACE 1 PRESS中装卡模具2 提升B H3 上模DIEFACE面上刷上红丹粉4 下降滑块使得B H与DIE DIEFACE面1 1进行接触确认平面部位的接触状态 要求接触80 5 达不到80 以上时 从硬点开始进行研磨逐步提高接触面积 6 CUSHION压力设置300TON以上 并且DIE与B H之间投入BLK7 DIEFACE面的只有BEAD完全成型后取出PNL8 B H与凹模DIEFACE上刷上红丹粉 BEDD G TRYOUT TRYOUT 9 把只有成型BEAD的PNL在生产时的顶杆压力 100 200TON 下只是HOLD G的状态下确认PNL上的红丹粉状态10 从PNL中双面接触到红丹粉的地方开始对非基准侧开始研磨 此操作反复进行一直进行到全面接触 CLEARANCE 1 成型 产品料厚t 是指在成型的DRAW中MASTER PUNCH 与非MASTER DIE 之间的跟料厚相等的间隙 DIE PUNCH TRYOUT 2 TRIMM G 需要剪切部位的上下刃口间间隙 PNL 下模 PAD 上模 CLEARANCE 料厚t 0 1 3 FLANG G 需要翻遍部位的刀块间间隙 PNL PAD 下模 上模 CLEARANCE 料厚 DRAW模具TRYOUT TRY OUT进行方法 NO 要点 1 2 3 4 5 6 7 8 准备 模具图纸 CUSHIONPIN准备 料片 条件设定 NO1TRYOUT时 BLANKHOLDER压力 TRYOUT初期组织进行MEET G 明确主目的 投入料片BLANKHOLD G状态下确认并调整BEAD间隙 压料的PANEL的BEAD处前后刷上红丹粉再一次进行压料 不太清楚时适当再往下压一点 BEAD没有拉毛现象就依次逐渐下压 100 70 50 30 0 PANEL开裂出进行对策 起皱同样 BLANKHOLDER面接触 BEAD R确认 确认压力 R 的研磨程度 DIE侧精磨状态重点管理 调整BLANKHOLDER面的接触 平面 没有料片空合上下进行接触 平面调整到接触80 投放料片调整倾斜面的间隙 PANEL双面刷上红丹粉 平面处 约20 C以下 不进行研磨 依次降低模具高度 开裂对策 1 BEAD R2 B H接触3 调整工艺补充4 料片切角及涂油5 BEAD高度调整6 压力调整7 放大产品R 起皱对策 1 增加压力2 用SAND PAPER等局部增加摩擦阻力3 加大BLANKSIZE 调整到皱纹微弱的状态 变更产品 R 要与设计商讨 TRY OUT进行方法 NO 要点 9 反复进行5 7 8 下压到下死点 10 11 12 13 14 15 16 17 开裂 起皱整改结束后DIEMARK修改 并生产后序用PANEL BOTTOM GMARKER调整 AIRVENTHOLE数量与否及压力确认 料片形状初步确定 BLANKSIZE 及位置MARK G PANELLIFTER工作状态确认及UNLOAD G状态确认 不良 问题点 事项记录 实施PANEL检验 外板时着实进行接触 双面刷上红丹粉 生产PRESS的压力确认 确定进一步整改项目 DRAW模具TRYOUT TRY OUT进行方法 NO 要点 1 TRY OUT条件设定 2 生产一张 无红丹粉 第二张变形及与模具接触的部位双面刷上红丹粉进行生产 3 4 剪切状态及SCRAP的吃刀与排除状态进行确认 5 DIESETTER中 PAD及下模接触进行调整 SCRAP下落调整 刃口RELIEF 补充干涉研磨 6 第三张PNL上刷上红丹粉进行生产 7 反复实施3 5项 8 剪切部位接触要好 9 SCRAP调整 外围SCRAP排除要顺畅 PIESCRAP顺利冲落进行确认 是否顺利流到BOX中 SHUTHEIGHT 压力 一般在200TON以下 确认接触及变形 PAD及下模接触进状态行确认 工艺补充干涉也要确认 接触面研磨到没有变形 反复调整接触 吃刀量需确认 TRIM模具TRYOUT TRY OUT进行方法 NO 要点 10 11 12 13 14 有LIFTER模具确认工作状态 BURR 悬空 飞溅问题点确认 PNL稳定性确认 安放状态 不良项目记录 实施PANEL检验 没有PNL工作后确认状态 下次T O前整改完 应用在下次模具制作 确定进一步整改项目 TRIM模具TRYOUT TRY OUT进行方法 NO 要点 1 设定T O条件 2 3 4 5 6 7 8 9 加工一张 无红丹粉 第二张变形部位双面刷上红丹粉进行加工 PAD及下模接触部位调整 FLCLEARANCE窄的地方也进行调整 开裂 隐裂调整 产品 R 大小及研磨光泽程度确认 考虑 R 放大可能性 加工时机调整 BOTTOM G处接触调整 FL吃刀量确认 FLLIFTER的时机确认 SHUTHEIGHT 压力 用CO HOLEPNL确认变形 PAD 下模接触确认 FLANGE模具TRYOUT TRY OUT进行方法 NO 要点 10 11 12 13 14 使用LIFTER是否产生变形进行确认 形面变形部位PAD接触 FL处变形调整FLLIFTER 取出状态确认 LIFTER中PNL安放状态确认 是最后工序在C F上确认 PNL的窜动确认 PNL没有变形时生产SAMPLEPNL 其他 CAMPAD与PNL的GAP D CAM的动作确认 15 T O不良等记录 FLANGE模具TRYOUT 工序 问题点 对策方案 DRAW 开裂 起皱 SHOCKLINEDRAWSCRATCH SPRINGBACK OILCANN G 弯曲 PUNCH DIE R 放大 DIEFACE BEAD调整 DOWN DIECUSHION压力调整 DOWN DIE R 减小 DIEFACE BEAD DIECUSHION压力调整 UP PROFILE变更 PRESS方向变更 STEPDRAW缩小