PRESS模具基础知识培训教材.ppt

1、PRESS 模具 基础,冲压技术部,目录,1、模具与PRESS加工概要 2、PRESS 加工方式的分类 3、PRESS 作业工序的分类 4、模具制作 PROCESS 模具设计 铸件的铸造 NC DATA 编制 机械加工 PROCESS 钳工作业 PROCESS TRY OUT 热处理及表面处理 CHECKG FIXTURE 5、PRESS 加工不良 6、PRESS 加工新技术,冲压加工,冲 压 加 工 3 要 素,冲压机械,模具,被加工材料,冲压产品,PRESS 加工3要素,模具： 冲压模具的基础 被加工材料：汽车用钢 板材种类与特性 冲压机械： 机床间传送PNL的方案,模具的说明,模具的概念

2、 利用金属材料的机械性质（展性，延性，流动性，连接性）成型加工后得到要求的形状并且为批量生产所用的工具。 按生产产品分类 PRESS模具 锻造模具 铸造模具 压铸模具 塑胶模具 其他模具（玻璃模具，橡胶模具 等）,什么是冲压模具？,为成型汽车薄板产品的模具 OP10-Draw OP20-Trim OP30-Flange OP40-Restrike/Pierce,模具的说明,模具的特点： 利用模具生产工业及日常产品可降低成本，因此需理解其优缺点后 进行发展,优 点,缺 点,1、高效的批量生产 2、容易生产复杂产品 3、容易生产高精度产品 4、容易生产高强度产品 5、用最少工序生产产品 6、产品互

3、换性好,1、不适合小批量生产 2、需要先进成型技术 3、模具制作费用高 4、模具厂家的限制 5、材质，型面，尺寸，精度限制,PRESS 机械 术语,1、BOSTER 固定下模的部分 2、SLIDE（RAM） 固定上模的部分在机床中实际是模具工作的部分 3、SLIDE ADJUST SIDE调整量，能够调整模具的工作高度 4、STROKE PERSS中 SIDE在上死点与下死点间的距离 5、DIE HEIGHT SIDE与BOSTER间的距离表示模具的高度 (STROKE : DOWN, SLIDE ADJUST :指示) 6、SPM 每分钟的行程数 一分钟SIDE往复的次数 7、工程压力 表示

4、冲压设备的能力用从滑块下死点位置表示并体现,PRESS 加工方式的分类,PRESS 加工方式比较,线体,比较项, 优 良 中 X 劣,PRESS 按作业工序分类,PRESS加工,板材变形,板材厚变化,分 离,切断加工,BENDG,DRAWG,FORMG,压缩加工, BLANKG CUTTG NOTCHG TRIMMG SEPARATG PIERCG LANCKG, BENDG CURLG HEMMG FLANGG, BLANKG CUTTG NOTCHG TRIMMG SEPARATG PIERCG LANCKG, BLANKG CUTTG NOTCHG TRIMMG SEPARATG PIE

5、RCG LANCKG, BLANKG CUTTG NOTCHG TRIMMG SEPARATG PIERCG LANCKG,PRESS 按作业工序分类,1. 切断加工,PRESS 按作业工序分类,2. BENDING,PRESS 按作业工序分类,3. DRAWING,PRESS 按作业工序分类,3. FORMING,PRESS 按作业工序分类,4. 压缩,冲压模具开发过程,冲压模具制作工序,模具设计,模具设计,事先审核内容,成型分析,PRESS 工程图纸,模具设计,产品图审核,冲压机床 规格研讨,工艺审核,D/L图纸,各工序 模具图纸,内外板功能 尺寸精度, 公差 PRESS 加工 适合性审核

6、 审核加工性 工序数,产品率 模具价格,加压能力 机床顶杆压力 工作台,滑块大小 滑块行程 机床顶杆行程 顶杆步距, 顶杆直径 压板槽规格,确认产品功能 审核塑性加工 变形 审核产品率 决定BLANK SIZE 双动模具审核 废料利用 审核工序数,工序数 加工内容 冲压加工方向 模具结构 与PRESS的条件 模具制作方法 材料计划 预测不良的对策,模具大小 模具导向 模具内部压力源 PANEL 定位 模具平衡 板料投放取出 自动化设计 模具搬运反转,DIE FACE（压料面）的设计,1. DIE FACE 抓住BLANK的面又称抑制皱纹面，才成型过程中对 材料的流入进行控制的面,2. DIE

7、FACE的设计 1) DRAW 深度为考虑产品率的提高尽量要低,2) 尽可能以平面来设置,3) 在一个方向成曲面另一个方向尽量要直线.,4) 避免严重的弯曲变化,5) DRAW 深度变化要缓.,6) PUNCH的型面长度要比 DIE FACE长度长,7) DIE FACE不能跟产品型面干涉,8) 根据产品型面考虑预压型型面,DM要素技术C5P开发, CAD, 模具设计辅助, CAE, 成型分析技术 冲压线体模拟, CAM, 冲压模具加工技术, CAPP, 模具生产管理系统, CAT, 复制模具制作技术, PDM, 模具制作信息管理系统,CAE 成型分析技术, 目的：利用电脑对成型性分析，通过早

8、期预测进而提升品质及制造周期缩短, 方案：,CAD 模具设计辅助 3D Layout 设计辅助, 目的：加强事先审核及建立设变及时应对体系，从而提升Layout设计品质, 方案：,CAT 复制模具制作技术, 目的：反复制作相同模具时缩短30%作业工时 -随着海外工厂生产同一种车型复制模具制作增加, 方案：,各工序模具,1. DRAW(FORMG),成型PRESS PNL的基本形状的模具，是各工序中的起始工序。 一般结构是压住料片周圈的状态下把中间部分用压在凸模（也称基准侧） 成型的方式。,成型中料厚： 有变化 ; DRAWG - 深而复杂型面 无变化 ; FORMG- 比较浅 简单型面,BLA

9、NK HOLDER,PUNCH,DIE,按动作方式的分类： SINGLE ACTION DRAW DIE 小件, 内板, 浅型面 DOUBLE,TRIFLE ACTION - 大件,外板, 深型面,SPACER,RIB,BLANK,BLANK HOLDER,WEAR PLATE,CUSHION PIN,BOLSTER,DIE,GUIDE POST (BUSH),PUNCH,RETAINER BOLT,BOTTOMG BLOCK,PRESS 加工能力计算,拉延负荷计算, 拉延所需力 P = t K P : 拉延需要的力 (kg/mm2) : 材料拉伸强度 (kg/mm2) t : 料厚 (mm)

10、 : PUNCH PROFILE 周长 (mm) K : 系数 (单动 1.52.5 , 多动 2.53.0) 异性产品时内部型面成型随条件不同难以准确计算出所需压力，通过相似 产品数值进行判断, 压边力Q = A q Q : 压边力 A : 压边面积 q : 单位面积所需压力,使用 PRESS 选定, 使用 PRESS = P + Q,BEAD的设置,BEAD是设置在 DIE FACE面内凸起部分用来提高 抓料力度，调整料片进入量 1. BEAD设置目的 1) 提高张力 2) 调整料片进入量 3) 防止FLANGE面无法消除的皱流入到产品内部 2. BEAD的种类 1) 圆BEAD: 使用在

11、一般 DRAW 2) 方BEAD: 使用在抑制料片流入情况 3) STEP BEAD: 浅 DRAW中 为提高拉伸时使用(提高产品率),2. TRIM 模具,TRIM 是DRAW后把产品以外没必要部分剪切掉，TRIM模具大体上分为安放拉延件的部分、剪切时为防止变形压料的部分、直接进行剪切的上下刃口。(广义上孔加工-冲孔- 也是TRIM的一种）,a) TRIM ,塌角,光亮带,剪裂带,TRIM部位结构,剪切断面结构,TRIM模具结构,PAD,压力 SPRING & GUIDE PIN (增加压力时安装 GAS cylinder),上模,SCRAP CUT,GUIDE POST,SETTG BLO

12、CK,下模,RETURN PIN,上模刃口,LIFTER,下模刃口,SCRAP CHUTE,VIBRATER,TRIM DIE,PRESS 加工能力计算,剪切需要力,(1) 没有波浪刃口 剪切力 P = t s P : 剪切力 (kgf) : 剪切边长度 (mm) t : 料厚 (mm) s : 剪切强度 (kg/mm2) (s / 0.8),(2) 有波浪刃口 剪切力 P = t s K H = t 时 K = 0.40.6 H = 2t 时 K = 0.20.4 H : 食入差,给波浪刃的理由： 为减少所需剪切力在上模刀块上给食入量的差异，给波浪刃能降低噪音并且 延长刃口使用寿命.,波浪刃

13、步距100250,下刃,上刃,最大吃刀量,上刃吃刀量 （35mm）,压料力（弹簧力）,TRIM 作业时 PAD压住制件的力称之为PADG力（压料力）, PADG力计算 基准及PAD功能如下. * PADG力 F = P x 3.75% (内板) F = P x 5%(外板) P是 全部TRIM处所需剪切力, PADG力不是剪切完成时状态而是TRIM作业 开始时需要达到. * PAD是TRIM或 HOLE 加工时防止产品变形的功能. (PADG力) * PAD是 PUNCH回程时避免产品卡在上模刀块上. (STRIPG力),* PAD STROKE（行程）决定方法,PAD ST = 材料 t +

14、 食入量 + 食入量 : PRESS 方向的食入量 : 最初 TRIM 作业开始时能够达到选定的PADG力, 随弹簧种类不同有所差异,* SPRING 线图,* SPRG（弹簧） 线图中表示事项 - SPRG （弹簧）仕样 - DEFLECTION （变形量） - 常数(K) - 作业开始时ST 及 PADG力(F) - 食入 - PAD ST - 作业完成时力 (F) - SPRG 数量(n),F = K x n x PAD ST F = K x n x ST (),Kgf/mm,K,食入,PAD ST,自由长,DEFLECTION,b) TRIM 刃 重叠部位处理方式 TRIM 刃有重叠区

15、域时 为防止刃口早期磨损及末端的锋利一般都进行1.0mm的OVER LAP（交刀）进行 TRIM。,c) TRIM 角度 是指TRIM时 PNL与刃口角度,原则上应当成为直角.非正常情况下会产生较多 BURR（毛刺），刃口磨损加快。,90,锐角或钝角,正常,非正常,d) CLEARLANCE,是指TRIM时 上，下刃口之间的间隙, 需要维持一定的间隙。,各材料适当间隙 料厚：t,E) TRIM/PI 作业极限,* 倾斜 TRIM 极限 设计基准 :钝角,锐角 20 但是,工艺中超过 20时把剪切面做成平面.此时 后序必须进行RESTRIKE作业.,钝角剪切,MAX 20,锐角剪切,确保23mm

16、平面,超过20时在基本之外,* 注 ) 材料料厚3.2mm以上时 平面最少确保 5mm .,PI SIZE在 3以下时基本上加工成平面,倾斜角 在 15以下时 PUNCH末端平面处理,倾斜角在15以上时 PUNCH末端倾斜面给 SHEAR角,* 倾斜面 PI 作业极限,* 倾斜面 PI 作业极限,- HOLE 与 HOLE 的 情况,- PIERCE 与 TRIM LINE的情况,* 大于 12时 适当增加厚度.,- DIE BUSH 与 TRIM LINE的情况,* BUSH 外径 大于 13时 适当加厚厚度. * 上面所标尺寸是以料厚 t= 0.8为基准，因此根据材料料厚 t MIN尺寸也

17、相应增加,- SCRAP 处理基准 SCRAP 是跟生产密切相关问题中的一项，因此设计时要特别注意. SCRAP必须是排除到工作台之外 SCRAP是 每1 STROKE掉落一张为原则. 为SCRAP顺利排出 SCRAP CHUTE的角度 MIN 25. 25 以下时为强行排除使用震动滑料板,滚轮滑料板等，基本上不使用废料盒. 为SCRAP处理起来顺畅 SCRAP CHUTE所通过的 CORE, SCRAP排除 HOLE 等 要确保充分的余量.,3. FLANGE 模具,FLANGE 成型是把产品末端进行折弯的成型是FORMG加工的一种。模具的基本原理与Trim模具根本上相同,只是上模与下模间隙

18、(CLEARLANCE)跟材料厚度相同，因而不会进行剪切而是折弯,上模刀块,PAD,下模刀块,基本原理,PAD,UP FLANGE,DOWN FLANGE,CUSHION TYPE UP(DOWN) FLANGE),a) FLANGE 种类,外曲 FLANGE 多给0.10.5 clearlance,内曲 FLANGE 少给 0.10.5 clearlance,JOGGLE FLANGE,b) FLANGE 成型时 S/BACK 补偿,* 修改模具凸模角度. * 折弯角度尽量变小. * 凸模内侧给渐变锥形间隙. * 凸模地面进行避空. * 利用压料装置调整凹模压力. * 相对机械机床 利用液压

19、机床延长加工时间.,SPEC, R,模具状态 (补偿3度),4. CAM 模具,一般PRESS加工方向是垂直方向，但产品加工方向有时难以形成垂直方向的情况下利用CAM机构. CAM 加工可以应用的加工类型有 FORMG, PIERCE, FLANGE等等,a) CAM 种类,一般CAM结构种类 水平CAM，倾斜CAM，自由(FLYING)CAM, DOUBLE CAM, ROTARY CAM,* 水平CAM- 一般的 CAM的种类, 结构简单,CAM DRIVER,CAM SLIDER (基本角度 : 50度),CAM PAD,CAM STEEL,下模,LOADG GUIDE,上模,铸件（FM

20、C）结构,1. FMC的概要, 不是从前以木型分离的砂型，而是使用泡沫铸造型面复杂又有耐久性模 具所进行的开发. 不耐高温的泡沫在浇铸时从固体变化成气体，所留下的空间由镕浆填满,2. PROCESS,泡沫模型,利用喷漆枪 喷漆 (厚度 0.53.0),用汞弧灯来 烧热口干燥 (12小时),铸造砂上面 造型后 翻转造型,灰铸铁 1350 1360 FCD55 1320 1330,2448小时 硬化,在抛丸机里清理 去除浇冒口,退火应力消除,喷漆 涂层表面处理,NC DATA 作业, 模具型面及轮廓利用数控机床能够进行数控加工的加工程序,1. NC DATA？,2. NC DATA 作业,机械加工

21、规格 工具种类规格 模具补偿量及公差 产品功能 RELIEF 偏差加工 TOOL PATH 方向,MASTER侧 MODELG,工序内容确认 PRESS 方向 工艺补充应用,基准，非基准侧确认 工具直径及长度 上下模间隙 加工传送方向 加工 PICK FEED,NC DATA 操作要领书 加工机床 DNC 输送,钳工作业 PROCESS,1. 钳工作业 : 为维持高精度加工机床加工出来的基准面进行的工作.,2. 钳工作业要领,机加工状态,加工PICK,拐角加工状态,加工留量,钳工 作业 顺序,基准面 研磨 顺序,() ,0.7 以下,*50粗,30半精,30精加工后 各阶段清根作业加工 (25

22、,20,16,12,10,8,6清根),*型面 : 4/ 1000,*拐角 : 35/ 1000,*POSI R ,油石 120#,砂纸 120#,砂纸 320#,*平面部位原则上 不进行打磨,*清根残余粮用迷你磨头打磨后油石推光,*关于工具未加工部位 用迷你磨头进行避空,*50粗,30半精,30精加工后 各阶段 (25, 16,10,8,6 ),*型面 : 4/ 1000,*拐角 : 8/ 1000,*POSI R ,油石 120#,砂纸 120#,砂纸 320#,*平面部位原则上 不进行打磨,* 120# ,1.5 ,*30精加工后,各阶段清根加工,*型面 : 18/ 1000,3.0(7

23、5/ 1000),*拐角 : 35/ 1000,*POSI R,锉刀作业,油石 120#,砂纸 120#,砂纸 320#,*平面 : 精打磨后留有加工痕迹,4“砂轮,砂纸 320#(必要时),油石 120#,砂纸 120#,*关于工具未加工部位 用迷你磨头进行避空,*清根残余粮用迷你磨头打磨后油石推光,*关于工具未加工部位 用迷你磨头进行避空,TRY OUT, TRY OUT目的,(1) PNL的品质提升 .,(2) 能够进行生产., 稳定的品质(消除散布) 满足生产性 (SCRAP处理, 放件及取件, 安放, 掉落要素消除) 成型性范围扩大,(3) 制造成本最小化, BLANK 材质 GRA

24、DE DOWN BLANK SIZE最小化(产品率提升),1. BEADG 定义,DRAW DIE的 B/H与 DIE凹模 BLK 接触状态的视觉确认方法,2. BEADG 目的,T/O PRESS 中 让BLK 上下接触面摩擦阻力适当且均匀，使得实际成型时防止UNBALANCE 及微弱的变化对PNL成型 METALFLOW的 UNBALANCE引起的起皱及弯曲为目的。,3. BEADG 作业顺序(B/H与 DIE FACE),1) PRESS中 装卡模具 2) 提升B/H 3) 上模 DIE FACE 面上 刷上红丹粉 4) 下降滑块使得 B/H与 DIE DIE FACE面 1:1 进行接

25、触确认平面部位的接触状态 (要求接触80%) 5) 达不到80%以上时，从硬点开始进行研磨逐步提高接触面积. 6) CUSHION 压力设置 300TON 以上，并且 DIE与 B/H 之间 投入 BLK 7) DIE FACE 面的 只有BEAD 完全成型后取出 PNL 8) B/H与 凹模 DIE FACE上 刷上红丹粉, BEDDG,TRY OUT,TRY OUT,9. 把只有成型BEAD的PNL在 生产时的顶杆压力(100200TON)下 只是 HOLDG的 状态下 确认PNL上的红丹粉状态 10. 从PNL中双面 接触到红丹粉的地方开始对非基准侧开始研磨，此操作反复进行一直进行到 全

26、面接触, CLEARANCE,1) 成型( 产品料厚 t ),是指在成型的 DRAW中 MASTER(PUNCH)与 非MASTER(DIE)之间的跟料厚相等的间隙。,DIE,PUNCH,TRY OUT,2) TRIMMG,需要剪切部位的上下刃口间 间隙,PNL,下模,PAD,上 模,CLEARANCE = 料厚 t 0.1,3) FLANGG,需要翻遍部位的刀块间 间隙,PNL,PAD,下模,上 模,CLEARANCE = 料厚,DRAW 模具 TRY OUT,TRY-OUT 进行 方法,NO,要点,1,2,3,4,5,6,7,8,准备 模具图纸 - CUSHION PIN 准备 - 料片,

27、条件设定 (NO1 TRY OUT 时),BLANK HOLDER 压力,TRY OUT 初期 组织进行 MEETG,明确 主目的,投入料片 BLANK HOLDG 状态下 确认并调整 BEAD间隙,压料的 PANEL的 BEAD处 前后刷上 红丹粉再一次进行压料. 不太清楚时适当再往下压一点.,BEAD 没有拉毛现象就依次逐渐下压.,100, 70,50, 30 0,- PANEL开裂出 进行对策(起皱同样) - BLANK HOLDER 面接触, BEADR 确认 - 确认压力 - R的 研磨程度,DIE 侧 精磨状态重点管理,调整BLANK HOLDER 面的接触(平面) - 没有料片空

28、合上下进行接触,平面调整到接触 80%.,投放料片调整倾斜面的间隙. (PANEL双面刷上红丹粉),平面处(约 20C 以下)不进行研磨,依次降低模具高度. *开裂对策 : 1) BEADR 2) B/H 接触 3) 调整工艺补充 4) 料片切角及涂油 5) BEAD高度调整 6)压力调整 7)放大产品 R. 起皱对策 : 1) 增加压力 2) 用SAND-PAPER等 局部增加摩擦阻力 3) 加大BLANK SIZE.,调整到皱纹微弱的状态. 变更产品 R要与设计商讨,TRY-OUT 进行 方法,NO,要点,9,反复进行5, 7, 8,下压到 下死点,10,11,12,13,14,15,16

29、,17,开裂，起皱整改结束后 DIE MARK修改, 并生产后序用 PANEL.,BOTTOMG MARKER 调整,AIR VENT HOLE数量与否及压力确认,料片形状初步确定(BLANK SIZE)及位置 MARKG,PANEL LIFTER 工作状态确认及UNLOADG 状态确认,不良(问题点) 事项记录,实施 PANEL 检验,外板时 着实进行接触. (双面刷上红丹粉),生产 PRESS的压力确认,确定进一步整改项目,DRAW 模具 TRY OUT,TRY-OUT 进行 方法,NO,要点,1,TRY-OUT 条件设定,2,生产一张(无红丹粉),第二张变形及与模具接触的部位双面刷上红丹

30、粉进行生产,3,4,剪切状态及 SCRAP的吃刀与排除状态进行确认,5,DIE SETTER中 -PAD及下模接触进行调整 -SCRAP 下落调整，刃口 RELIEF -补充干涉研磨,6,第三张 PNL上 刷上红丹粉进行生产,7,反复实施3-5项,8,剪切部位接触要好,9,SCRAP调整 -外围 SCRAP排除要顺畅 -PIE SCRAP顺利冲落进行确认 -是否顺利流到BOX中,SHUT HEIGHT, 压力(一般在 200TON 以下),确认接触及变形,PAD及下模接触进状态行确认,工艺补充干涉也要确认,接触面研磨到没有变形,反复调整接触,吃刀量需确认,TRIM 模具 TRY OUT,TRY

31、-OUT 进行 方法,NO,要点,10,11,12,13,14,有LIFTER模具确认工作状态,BURR,悬空,飞溅问题点确认,PNL稳定性确认(安放状态),不良项目记录,实施PANEL 检验,没有PNL 工作后确认状态,下次 T/O前 整改完,应用在下次模具制作,确定进一步整改项目,TRIM 模具 TRY OUT,TRY-OUT 进行 方法,NO,要点,1,设定T/O 条件,2,3,4,5,6,7,8,9,加工一张(无红丹粉),第二张变形部位双面刷上红丹粉进行加工,PAD及下模接触部位调整,FL CLEARANCE 窄的地方也进行调整,开裂,隐裂 调整 -产品R大小及研磨光泽程度确认 -考虑

32、R 放大可能性 -加工时机调整,BOTTOMG处接触调整,FL 吃刀量确认,FL LIFTER的 时机确认,SHUT HEIGHT,压力,用CO-HOLE PNL确认变形,PAD,下模接触确认,FLANGE 模具 TRY OUT,TRY-OUT 进行 方法,NO,要点,10,11,12,13,14,使用LIFTER 是否产生变形进行确认 -形面变形部位 PAD 接触 -FL处变形调整 FL LIFTER -取出状态确认 -LIFTER中 PNL 安放状态确认,是最后工序在 C/F上 确认,PNL的 窜动确认,PNL没有变形时生产 SAMPLE PNL,其他 -CAM PAD与 PNL的GAP -D/CAM的动作确认,15,T/O 不良等记录,FLANGE 模具 TRY OUT,工序,问 题 点,对 策 方 案,DRAW,开裂,起皱,SHOCK LINE DRAW SCRATCH,SPRING BACK,OIL CANNG (弯曲), PUNCH, DIE R放大 DIE FACE, BEAD调整(DOWN) DIE CUSHION压力 调整(DOWN), DIE R减小 DIE FACE, BEAD DIE CUSHION压力 调整(UP) P