五金冲压模具基础知识PPT课件

1 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 2 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 3 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 4 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 5 6 7 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 EG 8 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 9 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 10 機械性能 11 4 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 12 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 13 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 14 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 15 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 16 17 18 19 20 21 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 22 單一模 23 復合模結構 24 連續模結構 25 單一模 復合模 連續模比較 26 典型折彎結構介紹 27 28 29 30 31 典型推平模結構介紹 32 33 典型鉚合模結構介紹 34 35 凸包成形模結構介紹 36 37 38 39 40 41 42 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 43 1 工藝類說明 沖孔 切邊 天橋 切舌 44 沙拉沉孔 壓印 翻邊 壓毛邊 1 工藝類說明 45 折彎 壓凸 整形 拉深 1 工藝類說明 其它 46 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 47 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 48 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 49 最小衝裁邊距 衝裁過程 變形 50 最小衝裁邊距參考數據 51 最小衝裁寬度參考數據 最小衝裁寬度 52 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 T R 0 3MM 53 撕裂 拉應力區 壓應力區 彎曲過度 材料變形分布 中性層 3 彎曲工藝分析 彎曲應力狀況 54 中性層定義及其意義 彎曲前 彎曲后 彎曲方式 V形彎曲 U形彎曲 55 折彎容許最小高度 Srmin Somin r t 56 彎曲部位至孔邊緣最小值 57 彎曲成形與材料紋向机理 最優使用 垂直彎曲方向 最劣使用 平行彎曲方向 材料軋延方向 兼顧使用 45度彎曲方向 58 主要工藝缺陷與因素 角度回彈 因素 彎曲角度 材料 設備 模具結構等 影響因素 模具結構 材料 衝裁參數 設備等 最經濟彎曲內R值 R 0 5TMM 59 表面劃傷 影響因素 壓料力 材料 衝裁參數 模具結構等 表面劃痕 60 拉深定義 平的毛料變成空心零件或進一步改變其形狀 材料流動示意圖 4 拉深工藝分析 61 主要缺陷 破裂 原因 工件局部實際拉伸率達到材料极限 起皺 原因 材料流動在切線方向受壓縮而失穩導致起拱 主要現象 深拉深 主要現象 方形成形 體積不變定律 在材料流動過程中 材料厚度關聯表面積而變化 主要難點 在局部拉深工藝中通常較難控制產品平面度不大於零件最大外輪廓尺寸0 4 在整體拉深中常又面對如何克服材料破裂現象 62 包角成形最大允許高度 Hmax rc 63 局部凸包成形優化思路 園凸包較方凸易成形 矩陣凸包R角因素 材料流動相對均勻 材料流動邊與角相對差較大 R或r增大 可有效降低最薄弱區破裂几率 64 保持凸包中性層延伸率盡可能降低 中性層其線長 L 參考數據 L L1 L1 材料延伸率 65 實例分析一 此方案成形后產生變形 合理設計 增加工藝缺口 工藝原理類 66 實例二 折邊高大小 難達成角度要求 優化設計方案 QUALITY類 67 實例三 模具需大量非標衝頭 成本高 優化設計方案 COSTDOWN 68 實例四 材料撕裂成形 導致大毛邊在產品上 優化設計方案 QUALITY類 69 四 生產常见分析以及处理 所謂廢料跳屑即是在沖壓加工過程中 廢料上行至模面 如果在沖壓生產中不注意 上行的廢料可能會壓傷產品 降低生產效率 甚至會損壞模具 廢料跳屑 70 刃口直壁段太短 料與沖子間產生真空負壓 模板或沖子未退磁或者退磁不良 沖子與產品間形成油膜 沖子太短 沖裁間隙過大 或是以上几種原因同時作用 廢料跳屑的原因有 71 在允許的情況下 適當加大下模刃口的直段長度 沖子及模板在安裝組立前應注意徹底退磁 在允許的情況下 沖子做成斜刃或者在沖子加吹氣孔 如果生產批量大的話 則可以用子母沖進行沖裁加工 在設計時 針對不同的材料 要選用合適的沖裁間隙 如果仍有跳料 間隙可適當減小 還應注意沖子沖入下模刃口的深度 必要時 加大沖子的長度 針對廢料跳屑 我們可以采取的措施有 72 凹模刃口直段太長 沖頭固定不好 上下竄動 沖子熱處理硬度過高及材質不合理 沖子結構不合理 下模堵料導致沖子斷 夾板沖子固定孔與打板孔偏位 打板與沖子加強部位干涉 沖孔在打凸成形或者壓線 壓毛邊附近 設計在同一工位沖子側向受力 生產中材料送料不到位 打板上沖子導正部分過短 開模時沖子處于非導正狀態 沖子表面被拉傷 脫料時受力不均 造成沖頭易斷 沖頭刃口不鋒利 小沖子易斷 在批量生產中 小沖子易斷的原因有 73 減小刃口直壁 沖子固定時 使之不能上下竄動 可焊間隙片 沖頭選擇適當材質和熱處理 改善沖子結構 小沖子適當補強 調整下模漏料孔 保証下模不堵料 調整修配夾板沖子固定孔與打板沖子導向孔 使之處于同一位置 修配沖子 使其加強部位與打板沉頭不致干涉 盡量避免沖孔沖子側向受力 沖孔與打凸盡量不放在同一工程 設計時 注意初次沖孔時的送料位置 設計時應注意 在開模狀態下 沖子仍有導向部分與打板沖子導向孔相配合 當沖子表面被拉傷時 應注意及時更換 注意沖子刃口的鋒利程度 小沖子易斷解決措施有 74 抽芽底孔中心與抽芽沖子中心不重合 凸凹模間隙不均勻 抽芽沖子表面不光滑 造成抽芽破裂 抽芽底孔不符合要求 造成抽芽高度及直徑偏差 甚至抽裂 產品上的芽本身并不合理 毛邊方向問題 抽芽不良 抽芽不良常見原因有 75 設計時保証抽芽底孔中心與沖子中心重合 調整凸凹模之間的間隙 使之分配均勻 沖壓前 應確保抽芽沖子的表面光潔度 設計時應計算好抽芽預沖孔的直徑 向客戶確認產品時 請客戶改產品抽芽 抽芽時 毛邊最好向孔內 否則可壓毛邊后再抽芽 抽芽不良的解決措施有 76 切邊不齊 定位偏位 有單邊成形 拉料 設計錯誤 造成接刀不平 送料不准 步距計算有誤 切邊不齊的原因有 調整定位 消除切邊不齊的缺陷 設計時對有單邊折彎的應加大壓料力 增加壓料的彈性元件 設計時應盡量注意前后切邊位置的一致性 調整送料器 使送料的步距准確 計算准確的送料步距 切邊不齊的解決措施有 77 易產生廢品 浪費材料 造成后續生產中的安全隱患 后續折彎 抽芽及翻孔時毛邊面如向外 易產生裂紋 易造成下模堵料 損壞模具 披鋒不良 披鋒不良的危害有 刃口崩 造成披鋒不良 沖頭與凹模間隙過大 凹模刃口光潔度差 沖頭與凹模間隙過小 頂料力過大 反向拉出披鋒 沖子與凹模間隙不均勻 披鋒不良的原因有 78 適時修模 保証沖子與下模板刃口的鋒利程度 設計時應注意不同的材料 應選用不同的沖裁間隙 組立時應調整模具使其凸凹模間隙均勻 設計時注意頂料力不要過大 要取適當的頂料力系數 保証凹模刃口的光潔度 以防止其被拉傷 披鋒不良的解決措施有 79 落料孔小或落料孔偏位 落料孔有倒角 刃口直壁過長 下模板無落料斜度或者斜度過小 刃口崩 披鋒過大造成堵料 下墊板或下模座未開漏料孔下墊腳漏料避位不夠或者斜度過小 下模堵料 下模堵料的原因有 設計者按相關標准設計落料孔 在必要時 應適當加大 當加工者對落料孔倒角后 組立應加大落料孔 去除倒角 下模刃口直段按相關標准取值 下模板刃口按相關標准設計漏料斜度 崩刃后應及時處理 防止損壞模具其他零部件 組立組模時應注意沖孔處下模座和下墊板上漏料孔 下墊腳上的漏料避位按相關標准設計 單邊比下模座孔大至少3MM 斜度60度 下模堵料的解決措施有 80 定位不當或送料不當 成形處避位不夠 內導柱拉傷 導致打板活動不順 沖杆拉傷或表面不光滑 打板受力不均勻導致打板傾斜 頂料銷排布不合理 頂料或者脫料力不夠 沖頭與打板間的配合不順 成形滑塊配合不順 打板熱處理不當 用一段時間后變形 沖頭過長或頂料銷長度不夠 模板未去磁 工件往上帶 不脫料 不脫料的原因有 81 調整定位使其不影響脫料 適當加大避位 使之不影響脫料 內導柱旁加脫料的彈性元件 如內導柱被拉傷則應換內導柱 沖杆表面應保証一定的光潔度 如被拉傷 則應對其進行維修 設計排配五金件時 應注意打板的受力平衡 頂料銷排布應兼顧受力重點和平衡 當頂料力不夠時應考慮換彈性元件或者增加頂料銷 沖頭與打板配合不順時 組立應根據實際情況修沖子或者打板 當滑塊滑動不順時 則應考慮適當調大間隙 對打板應采用適當的熱處理 頂料銷長度不宜過短 組立時 模板沖頭應注意去磁 不脫料的解決措施有 82 模具沒架正 導致料帶與送料器及模具不在同一條直線上 料帶不平 不卸料造成送料不順 定位太緊 導正銷太緊或直壁