五金冲压模具基础知识PPT幻灯片

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460C）鋅池中在板材兩面浸鍍均勻厚度的鋅層(56um),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(23um),5,6,7,區別與共性:(1)鍍層厚度:GI料56um,EG料23um(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1GI料實際供貨0.5970.6860.7810.8910.9741.1661.502EG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0.150.60mm)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0.140.36mm)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（30035052）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7251（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:=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