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1、五金冲压模具基础知识,纲要：一.常用冲压材料介绍二.典型模具结构介绍三.冷冲压工艺分析四.生产常见分析以及处理,一.常用冲压材料介绍,1热浸锌钢板GI料2 .电镀锌钢板EG料3不锈钢板SUS4一般用钢板SPCC5电镀锡钢板（马口铁SPTE）6铝合金板材(AL),1热浸锌钢板GI料(SGCC),热浸镀锌特点: 将钢卷连接连续浸入熔融（约460C）锌池中在板材两 面浸镀均匀厚度的锌层(56um),2电镀锌钢板EG料(SECC),电镀锌特点: 以铅板/锌板为阳极钢板为阴极并用硫酸锌/氯化锌溶 液通电镀锌(23um),区别与共性:(1)镀层厚度:GI料56um, EG料23um(2)耐蚀性:GI料好.
2、 (3)成形性:EG料好; (4)涂装性:EG料好(5)外观:EG料为银灰色,均匀表面;GI料为亮晶状,细小锌花.(6)价格:GI料便宜30%以上机械性能:,GI,EG,常用厚度及公差1GI料实际供货0.597 0.686 0.781 0.891 0.974 1.166 1.50 2EG料现用0.5 0.6 0.7 0.8 1.0 1.2 2.0 另外可选择系列 0.4 0.65 0.75 0.9 1.4 1.6 1.8 2.3 2.5 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) 形状公差 侧边弧形度1.0mm
3、/m; 任意板面放在平台上平坦度2mm,3不锈钢板SUS,概述 不锈钢是公司重要的金属材料,广泛用于各机种的许多弹片后窗隔离片遮片挡片导轨支架等.材料单价薄带为GI的十倍厚带为GI料的六倍.分为弹性用（冷作硬化状态）和非弹性用（固溶状态）. 经常因为化学成份拉伸性能硬度不符导致弹性不够或冲压破裂等,机械性能:,4. 一般用钢板SPCC:,属于冷轧碳素钢板的一种.用此材料冲压的零件应立即电镀等保护否则容易生锈,5.电镀锡钢板（马口铁SPTE）:,一次冷轧板(厚度0.150.60mm)指在一次冷轧延的低碳钢板上实施镀锡处理二次冷轧板(厚度0.140.36mm)指在退火后第二次冷轧的低碳钢板上实施镀
4、锡处理,机械性能:,6铝合金板材(AL):,一概述纯铝1100防锈铝合金（30035052）硬铝2024锻铝6061超硬铝7075共七个牌号的薄板和厚板主要材料厚度是0.5 0.6 1.0 2.0 3.0mm,二各合金系列特性 (1）耐蚀性阳极化处理表面处理涂装性 1*5*3和6*2和7* 阳极化处理可生产不同色泽硬度之皮膜（2) 强度切削性 7251（3）成形性: 强度越高越差,二.典型模具结构介绍,1.模具的基本结构2.模具的分类3.常见模具结构,1.模具的基本结构,模具的基本结构：一副模具由上模和下模两大部分组成，上模中分有上模座上垫板上夹板脱料板凸模弹簧导柱等零件下模部分有下模板（凹模
5、）下垫板下模座导套定位销等零件,组成模具的零件：1.工作零件：模具上直接对毛坯或板料进行冲压加工的零件如：凸模、凹模、凸凹 模及组成它们的镶件及拼块等2.定位零件：用来确定条料或毛坯在模具中正确位置的零件如定位销定位板 （块）挡料销导正销导料板侧刃限位块等3.压料、卸料零件：用于压紧条料、毛坯或将制件废料从模具中推出或卸下的零件，如卸料板（脱料板）顶块顶杆压边圈压料板废料切刀等4.导向零件：保证上模相对于下模或凸模相对于凹正确运动的零件如导柱导套导板滑块等5.固定零件：将凸模、凹模固定于上、下模上以及将上、下模固定在压力机上用于传递工作压力的零件如上、下夹板上、下模座及垫板等6.紧固件及其它零
6、件：在模用于连接各个零件或配合其它动作的零件如螺钉销 钉弹簧及其它零件7.传递及改变工作运动方向的零件：如侧楔、滑块等,1按照成型工艺分 冲孔模下料模折弯模铆合模整形模等2按照结构分 单一模复合模连续模3按照工序分 单工程模多工程模,2.模 具 的 分 类,单一模,复合模结构,连续模结构,单一模复合模连续模比较,典型折弯结构介绍,典型推平模结构介绍,典型铆合模结构介绍,凸包成形模结构介绍,三.冷冲压工艺分析,1.工艺分类2.冲裁工艺分析3.弯曲工艺分析4.拉深工艺分析5.实例探讨,1. 工 艺 类 说 明,冲孔,切边,天桥,切舌,色拉沉孔,压印,翻边,压毛边,1. 工 艺 类 说 明,折弯,压
7、凸,整形,拉深,1. 工 艺 类 说 明,其 它,主 要 成 形 工 艺,冲压工艺,落料冲孔,折弯,翻边,切边,整形,切舌,压印,色拉沉孔,拉深,压毛边,压凸,天桥,2. 冲裁工艺分析,冲裁变形三个阶段,弹性变性-塑性变形-剪裂阶段,塌角,光亮带,撕裂带,毛刺,模具间隙与相应变化因素。,凸凹模尺寸设计原则,-模具力-工件尺寸-模具寿命,冲孔基准尺寸-凸模落料基准尺寸-凹模,最小冲裁边距,冲裁过程,变形,最小冲裁边距参考数据,最小冲裁宽度参考数据,最小冲裁宽度,主要工艺缺陷与因素,毛刺,变形,表面压伤,因素:制造精度 ,材料,设备,润滑方式,模具结构等.,影响因素:压料力,材料,冲裁参数等.,影
8、响因素:模具结构,材料,冲裁参数,设备等.,冲裁最小内R值:,普通冲裁正常值:=10%T,R=0.3MM,撕裂,拉应力区,压应力区,弯曲过度,材料变形分布,中性层,3. 弯 曲 工 艺 分 析,弯曲应力状况,中性层定义及其意义,弯曲前,弯曲后,弯曲方式,V形弯曲,U形弯曲,折弯容许最小高度,Srmin=Somin+r+t,弯曲部位至孔边缘最小值,弯曲成形与材料纹向机理,最优使用:垂直弯曲方向,最劣使用:平行弯曲方向,材料轧延方向,兼顾使用:45度弯曲方向,主要工艺缺陷与因素,角度回弹,因素:弯曲角度 ,材料,设备,模具结构等.,影响因素:模具结构,材料,冲裁参数,设备等.,最经济弯曲内R值,R
9、=0.5TMM,表面划伤,影响因素:压料力,材料,冲裁参数,模具结构等.,表面划痕,拉深定义: 平的毛料变成空心零件或进一步改变其形状,材料流动示意图,4. 拉 深 工 艺 分 析,主要缺陷,-破裂,原因:工件局部实际拉伸率达到材料极限,-起皱,原因:材料流动在切线方向受压缩而失稳导致起拱.,主要现象:深拉深,主要现象:方形成形.,体积不变定律,-在材料流动过程中,材料厚度关联表面积而变化.,主要难点:,-在局部拉深工艺中通常较难控制产品平面度不大于零件最大外轮廓尺寸0.4%.,-在整体拉深中常又面对如何克服材料破裂现象.,包角成形最大允许高度,Hmax=rc,局部凸包成形优化思路,园凸包较方
10、凸易成形.,矩阵凸包R角因素.,材料流动相对均匀,材料流动边与角相对差较大,R或r增大,可有效降低最薄弱区破裂几率.,保持凸包中性层延伸率尽可能降低.,中性层其线长:L,参考数据:,(L-L1) L1=材料延伸率,实 例 分 析 一,此方案成形后产生变形,合理设计,增加工艺缺口,工艺原理类,实 例 二,折边高大小,难达成角度要求,优化设计方案,QUALITY类,实 例 三,模具需大量非标冲头,成本高,优化设计方案,COST DOWN,实 例 四,材料撕裂成形,导致大毛边在产品上.,优化设计方案,QUALITY类,四.生产常见分析以及处理,所谓废料跳屑即是在冲压加工过程中废料上行至模面。如果在冲
11、压生产中不注意上行的废料可能会压伤产品降低生产效率甚至会损坏模具。,废料跳屑,刃口直壁段太短料与冲子间产生真空负压模板或冲子未退磁或者退磁不良冲子与产品间形成油膜冲子太短冲裁间隙过大或是以上几种原因同时作用。,废料跳屑的原因有,在允许的情况下适当加大下模刃口的直段长度冲子及模板在安装组立前应注意彻底退磁在允许的情况下冲子做成斜刃或者在冲子加吹气孔如果生产批量大的话则可以用子母冲进行冲裁加工在设计时针对不同的材料要选用合适的冲裁间隙如果仍有跳料间隙可适当减小还应注意冲子冲入下模刃口的深度必要时加大冲子的长度.,针对废料跳屑我们可以采取的措施有,凹模刃口直段太长冲头固定不好上下窜动冲子热处理硬度过
12、高及材质不合理冲子结构不合理下模堵料导致冲子断夹板冲子固定孔与打板孔偏位打板与冲子加强部位干涉冲孔在打凸成形或者压线压毛边附近设计在同一工位冲子侧向受力生产中材料送料不到位 打板上冲子导正部分过短开模时冲子处于非导正状态 冲子表面被拉伤脱料时受力不均造成冲头易断 冲头刃口不锋利。,小冲子易断,在批量生产中小冲子易断的原因有,减小刃口直壁 冲子固定时使之不能上下窜动(可焊间隙片) 冲头选择适当材质和热处理 改善冲子结构小冲子适当补强调整下模漏料孔保证下模不堵料调整修配夹板冲子固定孔与打板冲子导向孔使之处于同一位置 修配冲子使其加强部位与打板沉头不致干涉 尽量避免冲孔冲子侧向受力冲孔与打凸尽量不放
13、在同一工程 设计时注意初次冲孔时的送料位置 设计时应注意在开模状态下冲子仍有导向部分与打板冲子导向孔相配合 当冲子表面被拉伤时应注意及时更换 注意冲子刃口的锋利程度。,小冲子易断解决措施有,抽芽底孔中心与抽芽冲子中心不重合 凸凹模间隙不均匀 抽芽冲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径偏差甚至抽裂产品上的芽本身并不合理毛边方向问题,抽芽不良,抽芽不良常见原因有,设计时保证抽芽底孔中心与冲子中心重合 调整凸凹模之间的间隙使之分配均匀 冲压前应确保抽芽冲子的表面光洁度 设计时应计算好抽芽预冲孔的直径; 向客户确认产品时请客户改产品抽芽抽芽时毛边最好向孔内否则可压毛边后再抽芽
14、。,抽芽不良的解决措施有,切边不齐,定位偏位 有单边成形拉料 设计错误造成接刀不平 送料不准 步距计算有误。,切边不齐的原因有,调整定位消除切边不齐的缺陷 设计时对有单边折弯的应加大压料力增加压料的弹性组件 设计时应尽量注意前后切边位置的一致性调整送料器使送料的步距准确 计算准确的送料步距。,切边不齐的解决措施有,易产生废品浪费材料 造成后续生产中的安全隐患 后续折弯抽芽及翻孔时毛边面如向外易产生裂纹 易造成下模堵料损坏模具。,披锋不良,披锋不良的危害有,刃口崩造成披锋不良 冲头与凹模间隙过大凹模刃口光洁度差 冲头与凹模间隙过小顶料力过大,反向拉出披锋冲子与凹模间隙不均匀。,披锋不良的原因有,
15、适时修模保证冲子与下模板刃口的锋利程度设计时应注意不同的材料应选用不同的冲裁间隙 组立时应调整模具使其凸凹模间隙均匀 设计时注意顶料力不要过大要取适当的顶料力系数保证凹模刃口的光洁度以防止其被拉伤。,披锋不良的解决措施有,落料孔小或落料孔偏位 落料孔有倒角 刃口直壁过长 下模板无落料斜度或者斜度过小 刃口崩披锋过大造成堵料下垫板或下模座未开漏料孔 下垫脚漏料避位不够或者斜度过小。,下模堵料,下模堵料的原因有,设计者按相关标准设计落料孔在必要时应适当加大当加工者对落料孔倒角后组立应加大落料孔去除倒角下模刃口直段按相关标准取值 下模板刃口按相关标准设计漏料斜度 崩刃后应及时处理防止损坏模具其他零部
16、件 组立组模时应注意冲孔处下模座和下垫板上漏料孔 下垫脚上的漏料避位按相关标准设计(单边比下模座孔大至少3MM斜度60度)。,下模堵料的解决措施有,定位不当或送料不当成形处避位不够内导柱拉伤导致打板活动不顺冲杆拉伤或表面不光滑打板受力不均匀导致打板倾斜 顶料销排布不合理顶料或者脱料力不够冲头与打板间的配合不顺成形滑块配合不顺打板热处理不当用一段时间后变形冲头过长或顶料销长度不够模板未去磁工件往上带。,不脱料,不脱料的原因有,调整定位使其不影响脱料适当加大避位使之不影响脱料内导柱旁加脱料的弹性组件如内导柱被拉伤则应换内导柱冲杆表面应保证一定的光洁度如被拉伤则应对其进行维修设计排配五金件时应注意打
17、板的受力平衡顶料销排布应兼顾受力重点和平衡; 当顶料力不够时应考虑换弹性组件或者增加顶料销 冲头与打板配合不顺时组立应根据实际情况修冲子或者打板当滑块滑动不顺时则应考虑适当调大间隙 对打板应采用适当的热处理顶料销长度不宜过短组立时模板冲头应注意去磁。,不脱料的解决措施有,模具没架正导致料带与送料器及模具不在同一条直线上 料带不平 不卸料造成送料不顺 定位太紧导正销太紧或直壁位太长 冲头固定不好或太长与料带干涉 顶料销太短料带与成形入块干涉 浮升块位置排配不当避位不够引起干涉。,送料不顺,送料不顺的原因有,架模时应保证料带模具与送料器在同一直在线料带进入模具前应进行整平注意上下模的脱料对送料的影响其解决方法参考解决脱料的方法定位和侧面导向太紧时应适当其与材料间的间隙导正销与材料间的间隙和其长度按相关标准设计设计冲头时应注意其不要料带干涉下模顶料销和浮升块浮升高度不应太低设计时要模拟其干涉情况 排配浮升块的位置应尽量和向下折弯的地方避开适当加大避位。,送料不顺的解决措施有,THANKS!,
