金型基础课件

金型基础冲床的选定1.冲压力的计算A.剪切力的计算C.压延力的计算P=L*T*S(kgf)其中P:剪切力(kgf)①圆筒拉伸力的计算（无凸缘）L:剪切面周长(mm)P=π*D*T*S*K其中P:压延力(kgf)T:材料厚度(mm)D:胚料直经(mm)τ:剪切强度(kgf/mm2)T:材料厚度考虑安全系数,一般剪切冲裁力取F=1.3PS:抗拉强度(Kgf/mm2)K:压延系数L=L1+L2+L3+L4+L5+L6+L7+L8②圆筒拉伸力的计算（有凸缘）P=1.2π*dp*T*S*Kf其中P:拉伸力(kgf)

dp：圆筒内径（mm）T:材料厚度Kf:压延系数B.弯曲力S:抗拉强度(Kgf/mm2‘V’曲P=K*L*S*T*T/W其中P:

弯曲力(Kgf)K:模口宽度系数(W=8T,K=1.33;W=16T,K=1.2)L:弯曲长度(mm)S:抗拉强度(Kgf/mm2)T:材料厚度(mm)W:模具阔度(mm)对于有凸缘圆筒拉伸力的计算需加上压边力。根据模具不同结构,总冲压力还须加上卸料力,顶料力或推料力.

2.常见冲床型号

常见“G”型冲床型号:

A.冲床功用

B.冲床型号及参数

类型

单曲轴型

双曲轴型

压力范围25T~200T110T~250T

适用情况①一般单冲,复合及步进加工②配置辅助装置可组成自动冲压生产线.①大部件冲压及大型部进式加工②配置辅助装置可组成自动多工序冲压生产线.单曲轴型冲头压力2535456080110160200冲头行程(mm)

40~6040~7050~8060~12070~15080~180100~200100~200模具高度(mm)

200~210220~235240~255300~330330~370360~410450~500450~500工作台面积(mm)300*680400*850440*900500*950550*1000600*1150800*1250800*1400双曲轴型冲头压力110160200250冲头行程(mm)

110~180130~200150~250170~280模具高度(mm)

400450500550工作台面积(mm)650*1800760*2000840*2400900*2700冲床的选定

常见液压冲床型号:

A.冲床类型功用

B.冲床型号及参数

类型

龙门直立式

座地或台式压力范围200T~1500T,可达6000T3T~50T适用情况主要用作深压延和有大量材料移动的起伏成形和静态压延压印.①适用于轻加工．②较大压力可用于压花纹及校平直，起伏和压延．龙门直立式冲头压力２００3００4００５００６００８００1０００１５００行程(mm)缓冲行程16004001600400160040016004001600400160040018005001800500最大开距(mm)

18001800180018001800180020002000工作台面积(mm)1500*25001500*25001500*25001500*25001600*26001800*28002000*30002000*3500座地或台式冲头压力3510203050行程(mm)

220350350500500500最大开距(mm)

220350350500500500工作台面积(mm)500*350500*350500*350600*500650*500750*550冲床的选定3.冲床一般选定原则

①力的因素.选定冲床公称压力必须满足冲压力的要求.②零件结构的因素.零件结构上有大的拉深及形变时应选用油压机.③精度的影响.冲床精度应满足零件精度的要求.④零件外型寸法的影响.考量冲床工作台大小及滑块行程是否满足要求.⑤经济性.满足其它因素的前提下尽可能选用小规格冲床.

冲床的选定单曲轴“G”型冲床双曲轴“G”型冲床龙门直立液压冲床座式或台式液压冲床液压廻路示意图活塞油缸电机油泵油池冲压工序分类

一.分离工序:通过冲头压力利用冲模使材料按要求轮廓线相互分离,并获得到一定断面质量的冲压加工工序.工序特征：切断：用模具切开材料，切断线不封闭。落料：模具沿封闭线切开材料，冲下部分为部件。冲孔：模具沿封闭线切开材料，冲下部分为废料。切口：模具将材料局部分开，切口部分材料发生弯曲。切边：模具将工件多余材料冲切下来。二.塑性变形工序:通过冲头压力使材料在不破坏的情况下发生塑性变形,以得到所要求的形状,尺寸,精度的冲压加工方法.工序特征：弯曲：模具将材料弯成一定角度或一定形状.拉伸：模具将材料压成一定形状的空心件.起伏：模具将材料局部拉伸成凸起或凹进形状.翻边：模具将材料上孔或外缘翻成直壁.缩口：模具对材料空心件口部施加由外向内的径向压力使局部直经变小.胀形：模具对材料空心件施加由内向外的径向压力使局部直经变大.整形：将工件表面不平处压平,将弯曲,拉深件压成正确形状.模具分类及典型结构

模具分类:

一.单工序模结构特点,结构:单工序冲压是最基本的冲压形式,一般每次加工一个工序.1.单工序式模具特点:a.优点:·模具设计容易,制造简单,成本低,适合中小批量生产.·具备高度修模及改模灵活性.·具备加工复杂及大型部品的灵活性.a.限制:·单工序模使生产按排复杂化,占用较多设备提高了生产成本.·需要较多的工作量用在半成品搬运,储存,及品质控制上.·各工程需分别定位及变换定位基准,因此不能满足高精度部品生产的需要.·手工操作设备降低了生产安全性.2.单工序式模具结构:

模具分类及典型结构

a.弯曲模(“V”曲)

导套下模座凹模垫板凹模凸模凸模垫板上模座导柱垫块模具分类及典型结构b.弯曲模(“U”曲)垫块内导柱凸模垫板凸模滑块上模座导柱下模座导套顶料板凹模凹模垫板气垫顶杆气垫板模具分类及典型结构c.冲孔模

上模座凹模垫板凹模卸料板内导柱导套卸料弹簧凸模垫板凸模固定板导柱下模座垫块模具分类及典型结构

二.复合式模结构特点,结构:复合式模具是一种单工位冲模,在同一模具上完成多个加工程序.一复合模可代替多个单工序模的工作.1.复合式模具特点:a.优点:·简化生产按排,减少设备使用量及人力需求.·减少工程中品质控制工作量.·减少模具调校及保养工作量.·比单工序模能达到更高的尺寸精度,更好的品质稳定性.b.限制:·.模具设计及制造复杂.·零件结构复杂或太大采用复合模受限制.··2.复合式模具结构:模具分类及典型结构c.冲孔模

凹模下模座垫块导柱卸料弹簧垫块凸凹模卸料板内导柱上模座卸料板固定板卸料弹簧垫板导套模具分类及典型结构三.步进式模结构特点,结构:步进式冲压又称连续或顺送冲压,它借`助送料器在每一个冲程自动把材料定量的送入模具,在同一模具内完成零件全部或多个工序并使零件与材料分离.每一个冲程送料器自动把材料送入模具的距离叫步距或工步.1.步进式模具特点:a.优点:·实现冲压自动化且每一冲程基本可生产一件或多件,生产效率高.·节省调模时间.·较高的安全性及较低的人工成本.·能得到高精度及寸法稳定的部品.·简化生产按排,节省生产场地,设备及人员.b.限制:·模具设计及制造复杂.·零件结构太大采用步进模受限制.·不适用于小批量生产.2.步进式模具结构:

模具分类及典型结构c.步进模

外导柱导套浮正销下模座垫块凸模夹板凸模垫板卸料弹簧上模座内导柱卸料垫板卸料板凹模凹模垫板冲压件常见不良分析

1.毛刺发生原因:

a.冲头或凹模磨损对于分离工序模具设计时根据材料厚度,材质等情况设定理想间隙,间隙取定见右表:材料剪切分离大致可分为右图〈一〉三个过程.对应三个过程在材料断面上出现圆角带,光亮带,断裂带三部分.随着模具工作时间的增加,凸模,凹模会出现磨损使凸凹模之间间隙增大刃口变钝导致冲裁时毛刺出现或加大.

b.凸凹模双边间隙不均对于孔或边有时会出现单边毛刺增大的现象,或虽然双边出现毛刺,但两边毛刺大小及发生位置不一样:一边大且毛刺位于断面边上.一边小且毛刺位于断面中间.这种情况一般为凸凹模相对位置变化引起凸凹模间隙不均引起.

对策:对于“a”需研磨凸凹模刃口或更换冲针,对于“b”需重新调整凸凹模间隙,如图〈二〉.0.0000.2500.2250.2000.1750.1500.1250.1000.0750.0500.0250.51.01.52.02.53.0ＭｍＭｍ第一类材料：碳钢，半硬或全硬不锈钢．合金第二类材料：软碳钢，黄铜，铝合金,软不锈钢．第三类材料:软铝及红铜.Ⅰ弹性变形Ⅱ塑性变形Ⅲ分离研模刃口面研模刃口面图〈一〉材料分离过程图〈二〉凸凹模研磨位置冲压件常见不良分析

2.表面伤(打痕)

发生原因及对策:

大部分为废屑回跳模面引起.引起废屑回跳模面的因素很多,针对不同原因可采取相对应措施.废屑回跳原因对策废屑太小太薄冲头装退脱顶针;冲头设置退脱排气孔;下模设真空抽退装置.图<一>,<二>冲头端面与废屑之间真空冲头装退脱顶针;冲头设置退脱排气孔;冲头端面形状变更.图<一>,<二>,<三>片料单边局部剪形冲头装退脱顶针;冲头设置退脱排气孔.图<一>,<二>下模废屑紧积确保完全退磁及切口光滑冲头带磁或切口粗糙冲头装退脱顶针.图<一>不适当或不适量的润滑油不使用粘度大的润滑油且均匀使用模间隙大或间隙不均保持合理及均匀间隙冲头上加装退脱顶针或弹片冲头上加开排气孔冲头端面作各种变更减少接触面防止真空贴紧图〈二〉图〈三〉图〈一〉冲压件常见不良分析

3.拉深起皱破裂发生原因及对策:

如图<一>:拉深过程中A区为主变形区,材料在此区域受切向压应力,当压边力不够或材料太薄时,易出现起皱现象,如图<二>.如图<一>:拉深过程中B区为过渡区,材料在此区域受切向及径向拉应力作用,且在材料厚度方向受冲头压力作用.材料拉伸变形靠材料变薄来实现,易出现破裂现象,如图<二>.对于拉深起皱现象,一般可通过以下方法来改善:①加大压边力.②减小凹模洞口圆角.③减小拉深间隙.对于拉深破裂现象,一般可通过以下方法来改善:①保正适当润滑.②加大凸凹模圆角.③研磨凸凹模，减低粗糙度.

4.翻孔高度不足或破裂发生原因及对策:

如右图翻孔成形过程:在翻孔成形过程中,材料在基孔周边产生强烈周向变形,使凸缘变薄.若基孔太小或翻边高度太高,易发生破裂现象.当基孔太大时,会出现翻边高度不足现象.拉深示意图拉深起皱现象拉深破裂现象压边圈B区A区翻孔成形过程dpR=dp翻孔冲头翻孔凹模dO图〈一〉图〈二〉冲压件常见不良分析

对于翻孔破裂现象,一般可通过以下方法改善:①满足最终寸法的前提下加大基孔寸法.②研磨冲针,提高冲针表面粗糙度等级.③合理使用润滑剂.对于翻孔高度不足可加大基孔寸法改善.5.寸法不良寸法不良情况比较复杂,大致有以下几类情况影响:a.定位不良：①定位间隙:如图<一>,正常情况间隙δ值0.02～0.03,若模具定位销设计间隙过大或定位销磨损使定位不准,必然造成寸法不良.②不完全定位:如图<二>,过多考虑作业方便或定位销脱落,出现不完全定位使材料位置不安定造成寸法不良.

材料dp/do破裂发生蜂腰完全成形深压延低C钢4.0以上3.9-2.62.5以下一般钢3.8以上3.7-2.52.4以下软黄铜4.0以上3.9-2.42.3以下软铝6.0以上5.9-3.53.4以下硬铝3.5以上3.4-2.42.3以下锌(99.5%)3.5以上3.4-2.52.4以下锌(99.9%)3.0以上2.9-2.01.9以下间隙δ定位销图〈一〉定位间隙图〈二〉不完全定位無定位销定位销冲压件常见不良分析

③寸法不安定边定位: