五金模具设计检讨

五金產品和模具設計1:沖壓的基本概念2：沖床和模具結構3：產品設計的標准4：常用的金屬材料

沖壓的基本概念一：何為冷沖壓冷沖壓成形是在常溫下,利用凸凹模配合強加機械力于金屬板材上,使板材分離,變形.從而獲得所需部件.二﹕

板料的冷沖壓機械性能指標(一).屈服极限:材料在拉伸變形中開始產生變形的應力.強度极限:材料在拉伸變形中破壞時的應力.(二).總延伸率與均勻延伸率:總延伸率是在拉伸試驗中試樣破壞時的延伸率.(又稱延伸率).均勻延伸率是在拉伸試驗中開始產生局部集中變形(剛開始出現細時)時的延伸率.(三).屈強比:是材料的屈服极限與強度极限的比值.屈強比小,對沖壓成形有利.(四).板平面方向性.材料在其板平面內物理性能的各向異性.例板材在彎曲時.模具闭合高度模具闭合高度是指模具处在最低点的工作位置时，上模座的上表面到下模座的下表面之间的距离。即为模具各块模板厚度之和。压力机闭合高度：是指压力机滑块在下死点时，滑块底面到压力机工作台面上平面的距离。由于多数压力机滑块高度可上下调节，当压力机连杆调至最短时的闭合高度称为压力机最大闭合高度Hmax,而当压力机连杆调至最长时的闭合高度称为最小闭合高度Hmin。为了保证模具能装在压力机上工作，模具闭合高度必须小于压力机闭合高度。最好H位于Hmin和Hmax之间，一般应满足

Hmin+10≤H≤Hmax-5

三：模具闭合高度和壓力機的閉合高度四：

冷沖壓成形后板材的斷面組成1>.塌角:這是沖壓開始以后凸凹模相互擠壓造成2>.光面:這是沖壓時刃口附近的板材被拉入刃口擠壓造成,呈光亮狀.3>.毛面:呈灰暗狀,空氣下容易生鏽,是凸凹模擠壓并剪切板材時造成.4>.毛邊:這是沖壓最后階段板材即將斷裂時形成1).冲裁过程.

冲裁过程可分三个阶段.(a).弹性变形阶段(b).塑性变形阶段(c).断裂阶段

2).切断面

切断面可分为四个部分:a).塌角b).光亮带c).剪裂带d).毛刺

五：冷沖壓成形中常用工藝1.冲裁:包括落料和冲孔两个工序。1）落料：模具沿封闭线冲切板料，冲下的部分为工件，其余部分为废料，设计时尺寸以模仁为准，间隙取在冲子上；2）冲孔：模具沿封闭线冲切板料，冲下的部分是废料，设计时尺寸以冲子为准，间隙取在模仁上。2.剪切:用模具切断板材,切段线不封闭.3.切口:在坯料上将板材部分切开,切口部分发生弯曲.4.切边:将拉深或成形后的半成品边缘部分的多余材料切掉。5.剖切：将半成品切开成两个或几个工件，常用于成双冲压。

切口切边剖切冷沖壓成形中常用工藝6.弯曲：用模具使材料弯曲成一定形状（V型/U型/Z型弯曲）。7.卷圆：将板料端部卷圆。8.扭曲：将平板的一部分相对于一部分扭转一个角度。弯曲

卷圆

扭曲9.拉深：将板料压制成空心工件，壁厚基本不变。10.变薄拉深：用减小直径与壁厚，增加工件高度的方法来改变空心件的尺寸，得到要求的底厚，壁薄的工件。11.孔的翻边：将板料或工件上有孔的边缘翻成竖立边缘。

拉深

变薄拉深

孔的翻边冷沖壓成形中常用工藝

12.外缘翻边：将工件的外缘翻起圆弧或曲线状的竖立边缘。13.整形：把形状不太准确的工件校正成形。14.校平：将毛坯或工件不平的面或弯曲予以压平。起伏

整形校平15.压印：改变工件厚度，在表面上压出文字或花纹。

压印

16.鉚合:即對原本不連接的部分加以機械力使其連接在一起六：

冷沖壓成形中常出現問題:二.模具具結構知知識.1.模具具的概念念：模具的分分類:1)單ㄧㄧ模：壓壓力機一一次行程程只能完完成一道道工序的的模上2)復合合模：壓壓力機一一次行程程中，在在同一工工位上完完成兩道道或更多多工序的的模3)連續續模：具具有兩個個或更多多工位，，材料隨隨壓力機機行程逐逐次送進進一工位位，從而而使工件件逐步成成形的模模具三类模具具的优缺缺点比较较：工序模复合模级进模结构简单较复杂复杂成本、周期小、短小、短高、长制造精度低较高高材料利用率高高低生产效率低低高维修不方便不方便方便产品精度高高低品质低低高安全性不安全不安全安全自动化易于自动化冲床性能要求低低高应用小批量生产大、中型零件的冲压试制大批量生产内外形精度要求高大批量生产中、小零件冲压沖壓模板板的組成成冷冲模一一般有八八块模板板组成:上模座(TP)、上垫板板(TBP)、冲头固固定板(PP)、剥料背背板(SBP)、剥料板板(SP)、模仁固固定板(DP)、下模垫垫板(DBP)、下模座座(DS)。沖壓模具具結構簡簡介1.上模模座2.墊墊板3.沖頭頭固定板板（夾板板）4.剝料板板均力背背板（止止擋板））5.剝料板板（脫脫料板））6.下下模板7.下下模均力力背板8.副導導柱9.副導導柱用套套筒10.先導桿桿11.沖頭頭12.副導導柱用套套筒13.鑲鑲塊式式模仁4.剝剝料板螺螺栓15.彈簧16.剝料板板襯套17.定定位浮昇昇銷18.材料料111(備備註:零零件號號碼2,4,7有有時僅部部份使用用或全不不使用)导向零件件精确的导导向是保保证模具具正常生生产的前前提条件件，为了了提高连连续模工工作的精精度和稳稳定性又又常设计计成双重重导向：：主导向向和副导导向。常常见的导导向零件件有滑动动导向和和滚动导导向两种种。一滑动动导向和和滚动导导向的区区别：滑动导向滚动导向组成导柱、导套导柱、导套、衬套、滚珠等配合关系间隙配合过盈配合精度低高可工作速度低高寿命短长承受侧向力强弱連續模具具的料帶帶工序設計計的一般般原則機構設計計實務(1/6)1.沖剪孔與與外形時時成品之之臨界尺尺寸:2.彎彎曲曲加加工工之之最最小小邊邊高高尺尺寸寸(軟軟鋼鋼板板之之基基準準):t之範範圍圍S0之最最小小值值t之之範範圍圍S0之之最最小小值值0.8mm以以下下2t0.8mm以以下下2t0.8~1.6mm1.6t0.8~1.6mm1.6t1.6mm以以上上1.3t1.6mm以以上上1.3t機構構設設計計實實務務(2/6)3.彎彎曲曲隅隅角角附附近近孔孔緣緣之之最最小小尺尺寸寸:板板厚厚3.2mm以下下,1/4H以以下下之之板板材材Sd之之最最小小值值r+1.5t或或1.2mmL之之範範圍圍SL之最最小小值值r+2t25mm以以下下或或1.5mmr+2.5t25~50mm或或2mmr+3t50mm以以上上或或2.5mmS0之之最最小小值值r+t或或2t機構構設設計計實實務務(3/6)機構構設設計計實實務務(4/6)機構構設設計計實實務務(5/6)機構構設設計計實實務務(6/6)沙拉拉成成形形第一一种种方方法法(產產品品外外觀觀好好，，精精度度高高，，穩穩定定。。但但多多工工程程)沙拉拉孔孔的的分分類類沙拉拉孔孔根根據據產產品品的的要要求求不不同同﹐﹐一一般般有有深深和和淺淺兩兩種種類類別別。。如如圖圖一一所所示示沙沙拉拉是是產產品品互互相相鉚鉚接接時時﹐﹐采采用用淺淺沙沙拉拉孔孔成成形形﹔﹔圖圖二二所所示示沙沙拉拉用用于于鉚鉚拉拉釘釘之之用用﹐﹐采采用用深深沙沙拉拉成成形形。。在在設設計計過過程程中中﹐﹐依依據據如如圖圖所所示示加加以以區區分分沙沙拉拉形形式式﹐﹐對對其其采采用用不不同同的的成成形形方方法法。。對于于沙沙拉拉孔孔的的成成形形﹐﹐一一般般分分為為三三個個步步驟驟﹐﹐第第一一步步﹕﹕沖沖底底孔孔﹔﹔第第二二步步﹕﹕打打沙沙拉拉孔孔﹔﹔第第三三步步﹕﹕沖沖沙沙拉拉過過孔孔。。由由于于沙沙拉拉的的形形式式有有兩兩種種﹐﹐對對于于其其成成形形過過程程﹐﹐有有特特殊殊的的要要求求﹐﹐據據本本內內容容詳詳見見下下列列敘敘述述。。第一步步﹕﹕沖底底孔﹐﹐如圖圖三所所示﹕﹕在第一一步沖沖底孔孔﹐沖沖頭直直徑=D-0.4mm.第二步步﹕打打沙拉拉孔﹐﹐如圖圖四和和圖五五所示示﹕第三步步﹕沖沖沙拉拉過孔孔﹐如如圖六六和圖圖七所所示﹕﹕在沖沙沙拉過過孔時時﹐淺淺沙拉拉孔和和深沙沙拉孔孔成形形時取取值是是不一一樣的的。(下模模部分分應優優先考考慮入入子））1：深深沙拉拉孔沖沖沙拉拉過孔孔時﹕﹕沖裁裁間隙隙(單單邊)固定定取0.02﹔﹔沖頭頭直徑徑=D.2：淺淺沙拉拉孔沖沖沙拉拉過孔孔時;沖裁裁間隙隙(單單邊)固定定取0.02﹔﹔沖頭頭直徑徑=D.第二种种方法法(節節省工工程，，孔徑徑尺寸寸可保保証。。但擠擠斜面面時，，衝頭頭受力力大，，上墊墊板板易打打下沉沉)1當工工程排排布緊緊時，，可采采用先先擠凸凸打沙沙拉斜斜面，，后沖沖沙拉拉孔。。第一步步擠凸凸打沙沙拉斜斜面，，如圖圖八和和圖九九所示示﹕第二步步﹕沖沖沙拉拉過孔孔﹐如如圖十十和圖圖十一一所示示﹕在在沖沙沙拉過過孔時時﹐淺淺沙拉拉孔和和深沙沙拉孔孔成形形時取取值是是不一一樣的的。(下模模部分分應優優先考考慮做做入子子)3：深深沙拉拉孔沖沖沙拉拉過孔孔時﹕﹕沖裁裁間隙隙(單單邊)固定定取0.02﹔﹔沖頭頭直徑徑=D.4：淺淺沙拉拉孔沖沖沙拉拉過孔孔時;沖裁裁間隙隙(單單邊)固定定取0.02﹔﹔沖頭頭直徑徑=D.第三种种方法法(節節省工工程。。但擠擠斜面面時易易起毛毛剌，，沙拉拉孔不不精确确)1當工工程排排列緊緊張時時，可可采用用預沖沖大孔孔(比比原沙沙拉孔孔正值值大30%)，，後打打沙拉拉。第一步步﹕﹕沖底底孔﹐﹐如圖圖十二二所示示﹕沖沖頭直直徑=(D+30%D)mm.第二步步打沙沙拉。。如圖圖十三三、圖圖十四四所示示:沖壓材材料的的認識識(1/6)1.SPCC(冷軋軋鋼板板)：冷軋鋼鋼品是是以酸酸洗後後的熱熱軋鋼鋼捲，，於冷冷軋工工場常常溫軋軋延至至0.30－3.20mm後後，經電解解清洗洗、退退火及及調質質等過過程製製造而而成。。冷軋軋鋼品品因厚厚度薄薄、尺尺寸精精確、、表面面粗糙度分分級多多，容容易塗塗漆及及電鍍鍍、且且機械械性質質及加加工性性良好好，易易於衝衝壓製製成各各種產產品，故用用途非非常廣廣泛，，舉凡凡汽車車車體體、電電子零零件、、家電電用品品、鋼鋼製傢傢俱、、容器器等，，均需大量量使用用冷軋軋鋼品品做為為加工工材料料。該產品品依用用途別別可區區分為為下列列三類類：1.一一般品品質：：SPCC,適用用於加加工程程度較較低的的產品品，例例如供供作彎彎曲、、淺度度衝壓壓成型型及焊接等等加工工之零零組件件。2.衝衝壓品品質：：SPCD,具較較佳加加工成成型性性，適適用於於一般般品質質無法法勝任任的衝衝壓及及高度度成型之零零組件件。3.深深衝品品質：：SPCE,具有有更佳佳的加加工成成型性性，適適用於於衝壓壓品質質無法法勝任任，須須高度度成型或具具時效效性要要求的的特殊殊零組組件加加工。。因表面面須電電鍍，，因環環保問問題，，現今今電腦腦業界界已較較少人人使用用。參參考價價格:16NT$/Kg--0.6T.2.SECC(鍍鍍鋅鋼鋼板)：電鍍鋅鋅鋼捲捲底材材為一一般的的冷軋軋鋼捲捲，在在連續續電鍍鍍鋅產產線經經過脫脫脂、、酸洗洗、電鍍及及各各種種後處處理之之製程程後，，即成成為電電鍍鋅鋅產品品，此此產品品特性性不但但具有有一般般冷軋軋鋼片片的機機械性性質及近似的的加工性性，且具具有優越越的耐蝕蝕性及裝裝飾性外外觀；在在電子產產品、家家電及傢傢具的市市場上具具有很大大的競爭性性及取代代性。參考價格格:21NT$/Kg--0.6T該產品依依用途別別可區分分為下列列三類：：1.一般般品質：：SECC,適適用於加加工程度度較低的的產品例例如供作作彎曲、、淺度衝衝壓成型型及焊接接等加工工之零組組件。2.衝壓壓品質：：SECD,具較佳佳加工成成型性，，適用於於一般品品質無法法勝任的的衝壓及及高度成成型之零零組件。。3.深衝衝品質：：SECE(N),具有更更佳的加加工成型型性，適適用於衝衝壓品質質無法勝勝任，須須高度成成型或具具時效性性要求的特特殊零組組件加工工。4.近近來大量量用在通通訊、PC產產品，取取代SPCC，，唯一缺缺點，切切斷面及及折痕容容易生銹銹。沖壓材料料的認識識(2/6)3.SPTE(馬口口鐵)：是一種種超薄冷冷軋的低低碳鋼片片，主要要用途是是供應製製罐業所所使用的的鍍錫、、鍍鉻鐵鐵皮的原原板。導導電性強強，外觀觀佳，因因成本考考量有些些來取代代SUS，非磁磁性材料料，但沖沖壓加工工次數越越多，磁磁性越強強。在Notebook上常用於於EMIshieldingpan,非需需高強度度結構之之bracket,plate.該產品依依用途別別可區分分為下列列三類：：參考價格格:34NT$/Kg--0.1T一次軋延:T1~T5材質質，T1軟→T5硬二次軋延:DR8~DR10材質，DR8軟軟→DR10硬硬表面處理理/符號區區分特特徵徵B光面面處理在在具有有細紋光光滑表面面之底片片上，將將錫層施施以熔融融之光澤澤表面。。R粗面面處理在在具有有一定方方向的磨磨刀石紋紋表面之之底片上上，將錫錫層施以以熔融處處理之光光澤表面面。S銀面面處理在在具有有較粗霧霧狀無光光澤表面面之底片片上，將將錫層施施以熔融融處理之之光澤表表面。M鈍面面處理通通常在在無光澤澤表面之之底片上上錫後，，不經熔熔融處理理之光澤澤表面。。4.磷青銅片片(PBS)PHOSPHORBRONZESPRING：磷青銅係係由青銅銅(銅錫錫合金)添加脫脫氧劑，，磷(P)含量量0.03～0.35%及其其它微量量元素如如Fe、、Zn等等組成。延展性性、耐疲疲勞性均均佳，可可用於電電氣及機機械材料料，且耐耐蝕性，，材料可可靠度高高於一般般銅合金金製品，以連續續熔解鑄鑄造(板板片、銅銅卷)方方式製成成，具高高度之材材質均勻勻性。導導電性佳佳、彈性性高、富富耐磨耗耗；是電氣氣開關、、端子等等應用之之彈片及及導電材材料，但但沒有不不銹鋼之之強度。。外觀須須電鍍。。故目前在在Notebook用用於EMI之需需求.參考價價格:195NT$/Kg--0.1T.C5111：錫錫含含量４％％，強度度佳，耐耐蝕性好好，加工工性優良良，可用用於高性性能電氣氣用精密密材料。。C5102：錫錫含含量５％％，強度度佳，耐耐蝕性好好，加工工性優良良，可用用於高性性能電氣氣用精密密材料。。C5191：錫錫含含量6%，電機機材料，，接著端端子，IC元件件等均可可使用，，高強硬硬度特質質。C5212：錫錫含量量8%，有有良好好的強強度特特性，，用於於電氣氣材料料。C5210：錫錫含量量8%，耐耐疲勞勞及彈彈性特特性佳佳，最最適用用於高高性能能電子子連接接6.SUS304(不不銹鋼鋼)：用途途最多多之不不銹鋼鋼種，，因含含有Ni故故比Cr鋼鋼較富富耐蝕蝕性耐耐熱性性，且且具低低溫強強度，，故機機械特特性非非常好好，加加工硬硬化性性非常常大，，加熱熱處理理不硬硬化，，非磁磁性，，強度度佳，，較沒沒彈性性，常常使用用厚度度0.4T~1.0T之間間。故目前在在Notebook常被被廣泛泛運用用在需需結構構強度度之Bracket,運用上上必須須指定級級數,以期期達到到設計計之需需求.一般般最好好取3/4H為為宜.若是是須引引伸抽抽型,若運運用於於LCDbracket,一一般最最好取取1/2H為宜宜.參參考考價格格:98NT$/Kg--0.5T,130NT$/Kg--0.3T,195NT$/Kg--0.2T.6.S|US301(不銹銹鋼)：Cr(鉻)成成分比比SUS304低低，，耐蝕蝕性較較差，，但冷冷間加加工能能得到到非常常高度度的拉拉加及及硬度度，其其特性性用途途廣大大，因因彈性性佳，，故目前在在Notebook常被被廣泛泛運用用在防防EMI上上，做做彈性性接觸觸部份份，但但常用用厚度度在0.4T~0.07T之之間。。運用上上必須須指定定級數數,以以期達達到設設計之之需求求(例例如彈彈力,強度度).並須須注意意301材材料有有金屬屬結晶晶性方方向性性,越越高級級數者者越是是硬且且脆,若成成型上上不注注意,易造造成隅隅角及及側壁壁裂紋紋.參參考考價格格:142NT$/Kg--0.5T,183NT$/Kg--0.3T,180NT$/Kg--0.2T.285NT$/Kg--0.1T.SUS301與SUS304材材質硬硬度比比較SUS301H材材質硬度硬硬度度硬硬度度硬硬度SUS301HHV480°±±20°SUS304HHV380°±±20°SUS430HV200°SUS3013/4HHV380°±±20°SUS3043/4HHV300°±±20°SUS3011/2HHV300°±±20°SUS3041/2HHV260°±±20°SUS304HV200°°±20°°材質性性能SUS301:適適合用用彈性性用途途,含含碳量量高,硬度度高,不易易彈性性疲乏乏.延延展性性不好好,不不易抽抽伸.SUS304:不不適合合用彈彈性用用途,含碳碳量低低硬度度低(軟).SUS430:材材料含含雜質質較多多(不不純),導導致硬硬度不不穩定定.沖壓材材料的的認識識(3/6)備註:1.若若兩著著硬度度接近近如如(SUS3013/4H跟跟SUS304H)雖雖然硬