五金冲压模具基础知识

1、五金沖壓模具基礎知識五金沖壓模具基礎知識1 1熱浸鋅鋼板熱浸鋅鋼板GIGI料料2 .2 .電鍍鋅鋼板電鍍鋅鋼板EGEG料料3 3不鏽鋼板不鏽鋼板SUSSUS4 4一般用鋼板一般用鋼板SPCCSPCC5 5電鍍錫鋼板（馬口鐵電鍍錫鋼板（馬口鐵SPTESPTE）6 6鋁合金板材鋁合金板材(AL)(AL)1 1熱浸鋅鋼板熱浸鋅鋼板GIGI料料(SGCC)(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)2 2電鍍鋅鋼板電鍍鋅鋼板EGEG料料(SECC)(SECC)電鍍鋅特點電鍍鋅特點: : 以鉛板以鉛板/ /鋅板為陽极鋼板為陰极並用硫酸鋅

2、鋅板為陽极鋼板為陰极並用硫酸鋅/ /氯化鋅溶氯化鋅溶 液通電鍍鋅液通電鍍鋅(23um)(23um)區別與共性區別與共性: :(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%以上機械性能機械性能: :GIEG常用厚度及公差常用厚度及公差1GI料實際供貨0.597 0.686 0.781 0.891 0.974 1.166 1.50 2EG料現用0.5 0.6 0.7 0.8 1.0 1.2 2.0 另外可選擇系列 0.4 0.65

3、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) 形狀公差 側邊弧形度1.0mm/m; 任意板面放在平台上平坦度2mm3 3不鏽鋼板不鏽鋼板SUS概述概述 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機械性能機械性能: :牌號狀 態抗拉強度MPa屈服強度MPa硬度HV伸長率

4、SUS 301固溶52020521840精軋1/4 H860510 251/2 H930510310103/4 H11307453705SUS 304固溶520205200401/2 H78047025063/4 H9306653103SUS 430退火450205200224. 4. 一般用鋼板一般用鋼板SPCC: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 5.5.電鍍錫鋼板（馬口鐵電鍍錫鋼板（馬口鐵SPTESPTE）: :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

5、軋的低碳鋼板上實施鍍錫處理 机械性能机械性能:調質設計洛氏硬度HR 30T相當屈服強度, min,MPa特 性T-1 T-2 T-2.5 T-3 T-4 T-5 T-6 493533553573 613653703320350370380408445515深引伸中度引伸一般引伸淺引伸一般用途, 有中等剛性以減少折痕增加剛性的一般用途有防止波浪剛性硬度最高,變形不易大6 6鋁合金板材鋁合金板材(AL):(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0.5 0.6 1.0 2.0 3.0mm 二各合金系列特性二各

6、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：組成模具的零件：1. 1.工作零件：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. 2.定位零件：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

7、刃限位塊等3. 3.壓料、卸料零件：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. 4.導向零件：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. 5.固定零件：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. 6.緊固件及其它零件：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. 7.傳遞及改變工作運動方向的零件傳遞及改變工作運動方向的零件：如側楔、滑塊等編號編號品名品名

8、材料材料 熱處理熱處理功能功能1上托板SS41NONE用于模具上模部分在沖床滑塊上的裝夾2上墊腳SS41NONE起墊高作用, 用于使模具的合模高度在沖床的適用閉合高度范圍內, 以及保証夾模器有足夠的安放空間3上模座SS41NONE承受沖壓力及用于模仁與外導柱的安裝4上墊板YK30HRC52起對夾板上的入子的固定與承力作用5上夾板SS41NONE起對沖子的夾持與定位作用6脫料背板YK30HRC52起對打板上的入子的固定與承力作用7上打板SKD11HRC58在合模時起壓料作用, 在開模時起卸料作用, 也為模具的工作部分8下模板SKD11HRC58模具的工作部分9下墊板YK30HRC52承力部件,

9、保証沖裁刃口強度及對下模板上入子的固定與承力10下模座SS41NONE承受沖壓力及用于模仁與外導柱的安裝11下墊腳SS41NONE起墊高作用, 用于使模具的合模高度及下模高度在沖床的適用高度范圍內, 以及保証夾模器有足夠的安放空間12下托板SS41NONE用于模具下模部分在沖床台盤上的裝夾與定位以及沖裁廢料的出模編號編號品名品名材料材料 熱處理熱處理功能功能13導料架起卷料在進入模內前的導正限位作用14浮升導料銷起素材在模內的浮起及導正限位作用15側刃沖出一個步距的缺口, 使送料准確以及切出料片外形16檔塊對素材的送進起定位作用, 使送料步距准確17導料塊對素材的送進起導正限位作用, 當用導尺

10、進, 還起開模時上模的脫料作用18浮升塊開模時將素材托起一定高度, 使素材向下的成形離開下模面, 使送料順暢19導正銷對素材起導正定位作用20浮升筒與導正銷配對使用, 防止料片因導正銷的插入而變形, 保証導正精度21誤送檢測裝置檢測素材的送進是否到位, 當發生誤送時及時停車22外導柱(套)在模具安裝于沖床時起合模作用, 在沖壓時起上下模部分的導向作用23內導柱在模具安裝于沖床時起合模作用, 在沖壓時起上下模工作部分的導向作用24螺絲主要起板零件間的連接作用25固定銷主要起板零件間的定位作用, 當板件局部結構較弱時起補強作用26等高套筒用于活動板的支撐與平衡作用27彈簧主要起板零件間的定位作用,

11、 當板件局部結構較弱時起補強作用28頂料銷主要起脫料作用, 使材料與模具分開1按照成型工藝分按照成型工藝分 沖孔模下料模折彎模鉚合模整形模等2按照結構分按照結構分 單一模復合模連續模3按照工序分按照工序分 單工程模多工程模沖子模仁模柄上背板上模座板上模夾板止檔板上模板/ 脫料板下模板下模墊板下模座板下背腳導柱導套螺絲導柱上背板上模座板上模夾板止檔板下模墊板下模座板下背腳下模板復合模結構復合模結構連續模結構連續模結構比比較較項項目目單單工工序序模模復復合合模模連連續續模模沖沖壓壓精精度度較低較高一般生生產產率率生產率較低，一次沖壓只完成一道沖壓工序較高，一次沖壓完成兩道以上沖壓工序，但工序數不易

12、太多高，一次沖壓可完成多道沖壓 工序實實現現自自動動化化的的可可能能性性較容易，尤其重合在多工位壓力機上實現自動化難，因制件或殘料排除復雜，一般只能在單機上實現部分機械化操作容易，適合單機自動化作業和適應高速沖床的自動化作業生生產產通通用用性性通用性好，適合中小批量及大型沖床零件沖壓制，不受胚料尺寸及形狀限制通用性差，僅適合大、中批量生產通用性極差，僅適合中小型零件大批量生產尤其是小零件大批量模模具具制制造造難難易易程程度度模具結構簡單制造周期短，容易制造模具結構復雜，要求精度高，故制造裝配較難模具結構復雜，隨著工位的增加，加工制造難度更大模模具具成成本本價格低價格較高價格較高或很高單單工工序

13、序模模、復復合合模模、連連續續模模選選用用比比較較單一模復合模連續模比較單一模復合模連續模比較 典型折彎結構介紹典型折彎結構介紹 開 模 狀 態 沖 床 台 面閉 模 狀 態 向 上 U折 (普 通 型 ) 開模狀態 向上U折 (翻板型)DETAIL A 沖床台面DETAIL B 2/12/1閉模狀態 2/1DETAIL C 向上U折 (滑塊,翻板型) 開模狀態 沖床台面 開模狀態 閉模狀態 典型推平模結構介紹典型推平模結構介紹閉 模 狀 態 開模狀態 成形結構二(下面推平) 閉模狀態 典型鉚合模結構介紹典型鉚合模結構介紹 厚 材 與 厚 材 的 鉚 合 結 構 一 厚 材 與 厚 材 的 鉚

14、 合 結 構 二 鉚螺柱鉚合結構 鉚螺柱鉚合結構 鉚螺母鉚合結構 凸包成形模結構介紹凸包成形模結構介紹一般模具在結構容許的情況下,均應優先選擇有壓料的成形結構以保証工 件平面度不受影響.根據產品凸包存在要素,淺凸成形使用壓料成形結構及非壓料成形結構.根據產品的不同要求一般有圓形凸包及非圓形凸包兩類.根據成形特點及工藝2.1 淺凸成形是指在保証產品品質要求的前提下,沖壓成形工藝可實現一步到位.實際分析判定的依據是凸包成形深度,成形面積大小,產品材料,及成形2.2 模具結構設計作業2.2.1 有壓料的成形角度來分有淺凸成形及深凸成形兩類.淺凸成形:二.凸包成形分類一.面積相對較大的產品.模具設計一

15、般採取下模入子與下模共用加工制造方式圖2成形下模嵌入子,成形同時還有整形工藝,可保証產品平面度,適用於凸包表圖1成形下模懸空,凸包是拉延成形,適用於凸包表面積相對不大的產品.成形沖頭脫料板成形沖頭圖1圖2下模具體結構見下圖:夾板 下模入子t1 h1壓筋結構設計尺寸:當產品平面度要求較高,且圖二結構又難以達成的情況下,應增加壓筋.下模夾板脫料板具體結構見下圖:135成形沖頭 當產品凸包成形相對面積較小,平面成形形狀為圓形,或剖切是半球面形狀時, 從上向下成形 從下向上成形 一般可以選用下圖所示無壓料成形.成形沖頭2.2.2 無壓料的成形成形沖頭下模d1t2)r1先取值於r,然後在13mm之3)A

16、1到B1之間的弧長比A到B之間的弧長要大0.20.8mm.間定值,並以0.5mm為一單位.d第一步,抽弧形,如右圖:1)d1=d注意事項:3.2 成形方法0.6tA1B1r1成形沖頭A3.1 深凸成形需多次成形才能實現,其實際影響尺寸如下圖所示;T三. 深凸成形:rhB第二步,整形,有以下兩種方法:1)要閉模檢查沖頭與下模是否沖突.2)沖頭裝在脫料板上.注意事項:方法一方法二1.30.60.71.0點焊凸點定位凸點沖頭0.60.790,0沖頭材料材料凸點可分為點焊凸點和定位凸點,成形結構如下圖所示;四. 凸點:凹模凹模1. 工工 藝藝 類類 說說 明明切邊切邊天橋天橋切舌切舌沙拉沉孔沙拉沉孔壓

17、印壓印翻邊翻邊壓毛邊壓毛邊1. 工工 藝藝 類類 說說 明明折彎折彎壓凸壓凸整形整形拉深拉深1. 工工 藝藝 類類 說說 明明其其 它它主主 要要 成成 形形 工工 藝藝衝壓工藝落料衝孔落料衝孔折彎折彎翻邊翻邊切邊切邊整形整形切舌切舌壓印壓印沙拉沉孔沙拉沉孔拉深拉深壓毛邊壓毛邊壓凸壓凸天橋天橋彈性變性-塑性變形-剪裂階段塌角光亮帶撕裂帶毛刺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-凹模衝裁過程變形方孔至方孔邊方孔至方孔邊ab厚材薄材(不分材質)1.3t1.5tGI.EG.SPCC.AL.不銹鋼O材等不銹鋼1/4H級以上(T0.6)0.

18、8圓孔至圓孔邊;圓孔至方孔邊1.5tT0.30.3T0.52t0.52t圓孔至圓孔邊;圓孔至方孔邊1.8t最小衝裁邊距參考數據最小衝裁寬度參考數據T0.3h0.80.83t不銹鋼1/4H及以上軟鋼類GI.EG.AL不銹鋼材O材T0.32t2t最小衝裁寬度主要工藝缺陷與因素毛刺毛刺變形變形表面壓傷表面壓傷因素: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. 彎彎 曲曲 工工 藝藝 分分 析析彎曲應力狀況v中性層定義及其意義彎

19、曲前彎曲后v彎曲方式V形彎曲U形彎曲折彎容許最小高度t之範圍So之最小值0.8MM以下2t1.6t1.3t0.81.6MM1.6MM以上 Srmin=Somin+r+t50MM以上2MM3MM3.5MML之範圍SL之最小值25MM以下2550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度彎曲方向主要工藝缺陷與因素主要工藝缺陷與因素角度回彈角度回彈因素: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表面表面劃傷傷影響因素:壓料力,材料,衝裁參數,模具結構等.表面劃痕拉深定義: 平的毛料變成空心零件或進一步

20、改變其形狀材料流動示意圖4. 拉拉 深深 工工 藝藝 分分 析析主要缺陷-破裂破裂原因:工件局部實際拉伸率達到材料极限-起皺起皺原因: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.包角成形最大允許高度彎 曲 部 分 Hmax=rc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或或r增大增大,可有效降低最薄弱區破裂几

21、率可有效降低最薄弱區破裂几率.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=材料延伸率材料延伸率實實 例例 分分 析析 一一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實實 例例 二二折邊高大小,難達成角度要求優化設計方案QUALITY類實實 例例 三三模具需大量非標衝頭,成本高優化設計方案COST DOWN實實 例例 四四材料撕裂成形,導致大毛邊在產品上.優化設計方案QUALITY類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。廢料跳屑廢料跳屑PUNCHSTRIPPER PLAT

22、EDIEWORKPIECESCRAP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。 廢料跳屑的原因有廢料跳屑的原因有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針對廢料跳屑我們可以采取的措施有凹模刃口直段太長沖頭固定不好上下竄動沖子熱處理硬

23、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。小沖子易斷小沖子易斷 在批量生產中小沖子易斷的原因有 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

24、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抽芽不良常見原因有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

25、可壓毛邊后再抽芽。抽芽不良的解決措施有切邊不齊切邊不齊 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 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。披鋒不良披鋒不良披鋒不良的危害有披鋒不良的危害有 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。 披鋒不良的原因有披鋒不良的原因有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披鋒不良的解決措施有 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。下模堵料下模堵料下模堵料的原因有 設計者按相關標准設計