五金连续冲压模具基本原理ppt课件

一 前言二 模具類型三 沖壓工作原理四 模具組立基本步驟五 模具組立注意事項六 結束語 沖壓模具基本原理 我聽了 我隨後忘了10 我看了 我便記得了15 我聽 我看 我記錄30 與別人討論40 資頭訊腦認活知動 學習 記憶與言教 身教 我做了 我便了解了80 我開始教別人了90 我教會別人了95 學習 記憶與言教 身教 身體活動執行行動 為了因應集團快速發展的需要 配合沖壓技委會的各種制度的實施 集團技術人力的短缺 都凸現出對人員的再教育 再培養的重要性 緊迫性 為了配合集團的飛速發展 培養更多的技術專業人才已是刻不容緩 以目前集團的發展趨勢 在多方面 多領域都取得了成功或有一些成就 比如 連接器DESKTOP電腦機殼 手機外殼 NOTEBOOK 前言 光通訊產品 精密陶瓷等 領域種類多 但他們都有一個非常基本的東西在支撐著他們的發展 那就是模具 當然 模具也分很多種 有冷沖壓 鈑金 模具 塑膠成型模具 冷擠壓模具 各種治具等 我們縱觀集團所有的產品來看 幾乎所有的產品都要用到模具 所以 讓大家認識模具 了解模具 對今後的生產 工作會起到一定的積極作用 現今集團的模具中佔比重較大的有 鈑金冷沖壓模具 塑膠成型注塑模具 合金注塑模具 本次教育訓練主要以冷沖壓模具為主 因為目前集團所有的產品中 幾乎有一半的產品是經過沖壓來完成的 所以本次著重介紹冷沖壓模具的種類 結構 工作原理及組立 制作方法 最後介紹工作中的一些注意事項 希望本次的教育訓練課程能對大家有一些幫助 也希望能有 拋磚引玉的效果 共同探討 一 單工序模具二 復合模具三 連續模具四 引伸模具五 冷擠壓模具六 旋切模具七 精沖模具 冷沖壓模具的種類 A 沖孔落料模具 B 彎曲成型模具 C 沖孔 成型混合模具 一 單工序模具 它是利用沖模在壓力機 俗稱沖床 上使板料分離的一種沖壓工藝 它包括切斷 落料 沖孔 修邊 切口等多種工序 主要用於落料和沖孔工序 沖裁變形可分為三個階段 A 沖孔落料模具 第一階段 彈性變形階段 凸模與材料接觸後 先將材料壓平 繼而凸模及凹模刃口壓入材料中 由於彎矩M的作用 材料不僅產生彈性壓縮且略有彎曲 隨著凸模繼續壓入 材料在刃口部分所受的應力也逐漸增大 直到H1深度時 材料的內應力達到了彈性極限 此為材料的彈性變形階段 第二階段 塑性變形階段 凸模繼續壓入 壓力增加 材料內的應力達到屈服極限 產生塑性變形 隨著塑性變形程度的增大 材料內部的拉應力和彎矩隨之增大 變形區材料硬化加劇 當壓入深度達到H2時 刃口附近的應力值達到最大值 此為塑性變形階段 第三階段 斷裂階段 凸模壓入深度達到H3時 先後在凹凸模刃口側面產生裂紋 裂紋產生後沿最大剪應力方向向材料內層發展 當凹 凸模刃口處的裂紋相遇重合時 材料便被剪斷分離 此為斷裂階段 沖斷斷面形狀 沖裁後的剪斷面 上圖中的A為塌角 約為5 t t為板厚 它是凸模壓入材料時 刃口附近的材料被牽連拉入變形的結果 B為光亮帶 約為1 3t 其表面光滑 斷面質量最佳 C為撕裂帶 約為62 t 表面傾斜且粗糙 D為毛刺 其高度約為5 10 t 它是在出現裂紋時出現的 沖孔落料模具主要的組成部分 1 沖孔落料模具主要的組成部分 2 1 上承板 P01A 2 上墊腳 P02A 3 上模座 P03A 4 上墊板 P04A 5 夾板 P05A 6 脫背板 S02A 7 脫料板 S01A 8 下模板 D05A 9 下墊板 D04A 10 下模座 D03A 11 下墊腳 D02A 12 下承板 D01A 13 沖頭及入塊 14 螺絲 導柱 導套 固定銷 彈簧 各種檢知 套筒 頂料銷 定位等 沖孔落料模具組成部分分解 在COSTDOWN中 可以根據沖床噸位大小 產品大小來決定是否用P01A P02A D01A D02A模板 B 彎曲 成型模具 它是利用沖壓模具在壓力機上使用板材進行局部變形來改變材料形狀的一種工藝 彎曲件的工藝性 7種 彎曲時彎曲半徑逾小 板料外表面變形程度逾大 如果彎曲半徑過小 則板料的外表面將超過材料的最大許可變形而發生裂紋 因此 彎曲工藝受到最小彎曲半徑的限制 1 最小彎曲半徑 2 彎曲件直邊高度 當彎曲90度角時 為了保証工件的彎曲質量 必須滿足彎曲件的直邊高度為h 2t 若h3mm 當彎曲有孔的板料時 如果孔位於折彎邊 則折彎後孔會變形 為了避免這種情況的出現 必須使孔處於變形區外 從孔邊到彎曲半經R中心的距離取為當 TTT 2 0MM時 S 2T 3 彎曲件孔邊距離 在我們經常碰到的案子中 客戶設計的產品偏偏孔在折彎線附近 甚至在折彎處 這就使得我們用另一種方法 先成型 後沖孔 或者與客戶設計者溝通 可否進行在折彎處沖工藝孔 在折彎時來吸收彎曲變形應力 從而防止孔在彎曲時變形 對於局部彎曲某一邊緣時 為了防止尖角處由於應力集中而產生的撕裂 可開工藝槽或增添工藝孔如右圖 4 增添工藝孔 槽和轉移彎曲線 在彎曲區附近有缺口的彎曲件 若在毛坯上將缺口沖出 彎曲時會出現叉口現象 不能保証工件質量要求 所以在彎曲時應先留有連接帶 彎曲後 再將連接帶沖掉 在彎曲形狀復雜或需多次彎曲的工件時 應與客戶溝通 增加工藝性加強定位 使之折彎尺寸精準 5 連接帶和定位工藝孔 在彎曲時 應盡可能考慮兩邊同時彎曲 以保証彎曲時板料受力平衡無滑動 6 對稱性工件圓角半經的設置 在彎曲過程中 要先確定零件精度要保証的地方 如尺寸要求高時 可以先沖孔再彎曲 如果是裝配尺寸 則要先彎曲後沖孔以保証其精度 7 彎曲件尺寸標注應考慮工藝性 在生產過程中 我們可以經常發現 某某彈片尺寸又超差了 某某產品折彎高度 角度又超差了 這都是一個回彈的問題 有的材料折彎時是負回彈 有的是正回彈 有的不回彈 這都要依材料而定 由於每個設計者的設計經驗不一樣 所以在沖出產品的時候會千變萬化 我們現在都是採用升降模高 墊拆墊片的方法來完成快速修模 所以該尺寸也經常變化 不穩定 所以要想產品折彎尺寸穩定 就一定要知道該材料的回彈性 標準化可以解決這一問題 彎曲件的回彈 1 V字型2 U字型3 段曲成型Z字型4 卷圓O字型 彎曲的幾種情況 在扳料沖壓范圍 廣義上的成型是指除分離以外的所有工序 狹義上的成型是指用各種不同性質的局部變形來改變毛胚形狀的各種工序 它的主要方法有 脹形 孔的翻邊和外緣翻邊 縮口 整形 壓印等 成型 脹形主要是利用模具使板料拉伸變薄局部表面段增大 以獲得零件的加工方法 它有起伏成形和圖柱形空心坯料的脹形 脹形 我們可以看到吃飯用的飯盤 電腦基座側板 上蓋上的一些凸包成形都是起伏成形 園柱形成形是用橡膠或液體經壓力而向四周流動從而使材料形成就要加工的形狀 例子 在公司生產的電腦機殼零件中 我們經常可以看見抽芽孔翻邊壓平等 都屬于翻邊 翻邊 子彈殼的上頸口就屬于典型的縮口成型 縮口 在每一件電腦機殼上的零件中 都有一些數字 字用組成的字印 它就是壓印的一種 壓印 單工程折彎模具 復合模具集衝孔 切邊 成型于一體的一個衝壓模具結構 它一次可以完成多個步驟 在降低 節省模具成本方面 有很大的優勢 但它又有一個弱點 就是不能連續衝壓 產能較低 較適合量少類多的產品 它有以下幾個种類 二 復合模 它在同一時間可以完成衝孔和落料的工序 一般的復合模都采用凹模在上 凸模在下的方式 在工作時 下模的大凸模向上衝壓 而上模一些小衝孔衝頭向下衝入大凸模里的刃口里 從而同時完成衝壓工作 A 落料 衝孔復合模 開模時 上模內脫板由彈簧力將產品脫出 下模外脫板將廢料也脫出 完成一次衝壓 具體結構見圖 A 落料 衝孔復合模 在工作時上模凸模先將板料衝切落料 然后繼續下降 由於上模凸模中間己空 它的外形是一個衝切刃口 中間是一個拉伸模腔 下模的拉伸衝頭隱藏在刃口內 衝頭與丸口之間有一頂料裝置 利用下模引伸衝頭將材料引伸成型 再引伸結束后進行衝孔 落料 拉伸 衝孔復合模 當模具開啟時 上模利用內置頂料裝置將產品頂出 下模邊廢料也被裝在下模的脫料板脫出 這樣就完成一了一次衝壓動作 此為凸模在上 冊模在下 落料 拉伸 衝孔復合模 在工作狀態下 此模具也為凸模在下 凹模在上方式 先行落料 衝孔 在衝床行程在下死點時 下模之凸模面與上模內脫板剛好閉合 中為一料厚 從而便凸模上的凹槽與脫料板之凸起在衝壓力的作用下 使板料形成所需要的凸包形狀 落料 衝孔 打凸包復合模 在本公司 復合模結構多用于NOTEBOOK電腦鈑金衝壓件上 復合模 三 連續模 連續模就是多工序 多步驟 連續衝壓的一种模個結構 在公司內 多用于薄材零件的衝壓 端子的衝壓等 由于一個零件它可以在同一套模具內完成 所以它產能高 制造出的產品尺寸穩定 品質好 同時由于是自動送料 它的安全性又優于其它單工序模具 在電腦機殼零件中 幾乎所有零件都能用連續模生產 如公司的600T衝床生產DXXX公司的DESKTOP電腦上蓋 以前6個工站 它又可以分為無敵鐵金剛模和省錢模 無敵鐵金剛模它便于拆卸 維修 使用壽命長 適合量大之產品 隻是造價較為昂貴 而省錢模具不易於維修 使用壽命短 但造價較低 所以開發單位在開發產品時 都要先考慮其產量 成本等關系 才做決定用哪一种方式開模 它主要用于產品結構復雜 不能用連續模完成之零件 落料后還要借助于工程模衝壓 它的運用主要也用于節省工站 節省衝床 同時也有助于模具與COSTDOWN計劃 半連續模 a 純粹的衝孔 切邊 落料模 適用于復合模不能生產的零件 如 孔與孔 孔與邊的距離太小的零件 連續模主要分為兩种方式 衝孔 切邊 彎曲 成形 落料的連續模 它集所有的工序於一體 如衝孔 切邊 彎曲 成形 拉伸 旋切等 在大型及小型連續模中 怎樣排料帶 怎樣安排工步 用什麼樣的料帶去連結產品 非常重要 這直接關系到產品模具設計成敗的關鍵 連續模主要分為兩种方式 比如在所有DESKTOP是腦上都要用到的I O后窗遮片 以前在技術不成熟時 采用一個半連續模 4個單工序模來衝壓生產 而現在 經過組立與設計人員共同探討 設計出了一种以柔性料帶連接的方式 開發出了一套連續模 從而實現了該產品自動化生產 少了中間幾個工站 因各種原因導致的多工序加工而發生的品質不良 不穩問題也得到了解決 產能上升 從而保證了該產品的大量出貨 也得到了客戶的贊楊 a 在這個實例中 我們可以看到幾種方式的並存 衝孔 切邊 折彎打凸包 成型 滑塊成型方式 落料等 在薄材模具中 有90 左右都是連續模 這就保證了因材料薄易變形的產品 品質得到了保障 也保證了交期 另一點最重要的是將安全隱患降到了最低 連續模主要分為兩种方式 連續模還能做到單工序模無法做到的工作 如端子 電腦 連接口上的端子 小 細長 成型復雜 易變形 用單工序模幾乎不可能大量生產 而連續模可以做到這一點 充分體現了連續模的作用 連續模主要分為兩种方式 目前衝模廠已開發的Motorola公司的手機金屬外殼模具 也己用連續模的方式進行設計 目前己經成功 如果是單工序的話 要用7 9個工站 可見它能節省多少人力 設備成本 也最大限度地保證了品質 連續模 P01A 上承板 P02A 上墊腳 P03A 上模座 P04A 上墊板 P05A 夾板 S02A 脫料背板 S01A 脫料板 D05A 下模板 D04A 下墊板 D03A 下模座 D02A 下墊腳 D01A 下承板 螺絲固定梢導柱套補助導柱套等手套 彈簧 頂杆 頂料 衝頭 入塊 導料板 導正梢 各种 連續模是由以下零件組成 利用具有一定圓角半徑的拉伸模 將平板料或開口空心料 衝壓成容器狀零件的衝壓過程稱為拉深 它是主要的衝壓工藝之一 四 引伸模 大致可以劃分為 拉深件的幾何形狀 a 旋轉體 軸對稱 零件 包括直壁旋轉體及曲面旋转體 拉深件的幾何形狀 盒形零件 方形 矩形 橢圓形 多角形等 拉深件的幾何形狀 復雜曲面零件 拉深件的幾何形狀 按有無凸面來區分 又可分為無凸緣拉伸件和帶凸緣拉深件 拉深件的幾何形狀 按壁厚變化情況分 又可分為普通拉深件 平均厚度接近板料原始厚度 和高薄拉深件 拉深件的幾何形狀 引伸件的應用很廣 比如 汽車 拖拉機各种叫器內的小馬達 電器儀表的殼體件及眾多的日用品都是就用拉深成形的 引伸件的應用 拉深過程順利進行的兩個主要障礙是凸緣起皺和筒壁拉斷 拉深過程中 凸緣材料由扇形擠壓成矩形 材料間產生很大的切向壓力 這一壓力就如壓杆兩端受壓失穩似的使凸緣材料先去穩定而形成皺折 起皺與破裂 加外 當凸緣部分材料的變形拉力過大時 使得壁筒以傳遞的力量超過筒壁本身的极限強度 便使筒壁在最薄的凸模圓角處 危險斷面 產生破裂 起皺與破裂 為了防止起皺 需加壓邊力 此壓邊力又成為凸緣移動的阻力 此力與材料自身的變形阻力和材料通過凹模圓角時的彎曲阻力合在一起即成為總的拉伸阻力 起皺與破裂 在改善拉深成形 提高成型极限的時候 通常研究的問題是筒壁的承載能力和拉伸阻力 包括摩擦阻力 這兩個方面 目的是使拉深阻力減少和提高筒壁的承載能力 起皺與破裂 2 拉深件的工藝性 a 拉深件的形狀就盡量簡單 對稱 軸對稱拉深件在圓周方向上的變形是均勻的 模具加工也容易 其工藝性最好 其它形狀的拉深件 就盡量避免急劇的輪廓變化 b 拉深件各部分尺寸比例要恰當 應盡量避免設計寬緣和深度大的拉深件 c 拉深件的園角半徑要合適 拉深件的工藝性 d 拉深件厚度的不均勻現象要考慮e 拉深件上的孔位要合理布置f 拉深件的尺寸精度不宜要求過高 拉深件的工藝性 以上都是考慮到成本的問題 盡量避免浪費 如果客戶的要求就是如此 那也要尋找一种最合理的成型工藝去設計 拉深件的工藝性 拉深模也有兩種裝置 1 順裝式2 倒裝式 拉深件的工藝性 拉深模也可用連續自動的方式生產 比如 很多扣子 俗稱雞眼 生產即采用連續模 在日本淺井制作所他們生產的拉伸件90 采用連續模自動生產 拉深件的工藝性 拉伸產品 六 精衝模 前面也有講到 衝裁面有4個特征 1 塌角2 光亮帶3 拉裂帶4 毛刺 六 精衝模 但精衝模以生產的產品衝裁面幾乎全是光亮帶 適用于制作齒輪 手術器械 要求嚴格之產品 它具有低成本高效益的優勢 六 精衝模 與一般的加工方法 如鑄造 鍛造 熔結或切削相反 精衝可取代間銑 鉆 磨 夾等許多后工序加工 一次衝程就可完成一個零件 只需采用少量的去毛刺工藝 精衝件即可直接裝配使用 六 精衝模 精衝成形加工中的衝床及模個采用三力原理 這使精衝零件的尺寸 平直度以及形狀 具有极度的精確度 特有的精密度 精沖模的沖壓方式 七 旋切模具 一 切边模架 模架主要由上模板 定位銷 滑塊 左右導板 前後導板 滑軸等部分組成 結構見圖 左右導板 前後導板