五金冲压模具基础知识

五金沖壓模具基礎知識綱要：一.常用沖壓材料介紹二.典型模具結構介紹三.冷衝壓工藝分析四.生產常见分析以及处理第1页，共85页。一.常用沖壓材料介紹1﹒熱浸鋅鋼板GI料2.電鍍鋅鋼板EG料3﹒不鏽鋼板SUS4﹒一般用鋼板SPCC5﹒電鍍錫鋼板（馬口鐵SPTE）6﹒鋁合金板材(AL)第2页，共85页。1﹒熱浸鋅鋼板GI料(SGCC)熱浸鍍鋅特點:將鋼捲連接﹐連續浸入熔融（約460°C）鋅池中﹐在板材兩面浸鍍均勻厚度的鋅層(5~6um)﹒第3页，共85页。2﹒電鍍鋅鋼板EG料(SECC)電鍍鋅特點:以鉛板/鋅板為陽极﹐鋼板為陰极﹐並用硫酸鋅/氯化鋅溶液﹐通電鍍鋅﹒(2~3um)第4页，共85页。第5页，共85页。第6页，共85页。區別與共性:(1)鍍層厚度:GI料5~6um,EG料2~3um(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:GI料抗拉強度Mpa屈服強度Mpa伸長率%硬度HRBC1290~395230~31030.555~67GIEG第7页，共85页。常用厚度及公差1﹒GI料實際供貨﹕0.5970.6860.7810.8910.9741.1661.502﹒EG料﹕現用0.50.60.70.81.01.22.0另外可選擇系列0.40.650.750.91.41.61.82.32.5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＜2mm﹒第8页，共85页。3﹒不鏽鋼板SUS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﹒第9页，共85页。機械性能:牌號狀態抗拉強度MPa屈服強度MPa硬度HV伸長率％SUS301固溶52020521840精軋1/4H860510

251/2H930510310103/4H11307453705SUS304固溶520205200401/2H78047025063/4H9306653103SUS430退火45020520022第10页，共85页。4.一般用鋼板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﹒

第11页，共85页。5.電鍍錫鋼板（馬口鐵SPTE）:一次冷軋板(厚度0.15~0.60mm)﹕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0.14~0.36mm)﹕指在退火后第二次冷軋的低碳鋼板上實施鍍錫處理﹒机械性能:調質設計洛氏硬度HR30T相當屈服強度,min,MPa特性T-1T-2T-2.5T-3

T-4T-5T-649±353±355±357±3

61±365±370±3320350370380408445515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,變形不易大第12页，共85页。6﹒鋁合金板材(AL):一﹒概述純鋁1100﹑防鏽鋁合金（3003﹑5052）﹑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0.50.61.02.03.0mm﹒

二﹑各合金系列特性(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7＊＊＊＞2＊＊＊＞5＊＊＊＞1＊＊＊（3）成形性:強度越高越差﹒第13页，共85页。二.典型模具結構介紹1.模具的基本結構2.模具的分類3.常見模具結構第14页，共85页。1.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：1.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.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／側刃／限位塊等．3.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.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.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.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.傳遞及改變工作運動方向的零件：如側楔、滑塊等．第15页，共85页。第16页，共85页。第17页，共85页。第18页，共85页。第19页，共85页。第20页，共85页。1﹑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﹕

單一模﹑復合模﹑連續模3﹑按照工序分﹕單工程模﹑多工程模2.模具的分

類第21页，共85页。單一模沖子模仁模柄

第22页，共85页。復合模結構第23页，共85页。連續模結構第24页，共85页。單一模﹑復合模﹑連續模比較第25页，共85页。典型折彎結構介紹第26页，共85页。第27页，共85页。第28页，共85页。第29页，共85页。第30页，共85页。典型推平模結構介紹第31页，共85页。第32页，共85页。典型鉚合模結構介紹第33页，共85页。第34页，共85页。

凸包成形模結構介紹第35页，共85页。第36页，共85页。第37页，共85页。第38页，共85页。第39页，共85页。第40页，共85页。第41页，共85页。三.冷衝壓工藝分析1.工藝分類2.衝裁工藝分析3.彎曲工藝分析4.拉深工藝分析5.實例探討第42页，共85页。1.工藝類說明沖孔切邊天橋切舌第43页，共85页。沙拉沉孔壓印翻邊壓毛邊1.工藝類說明第44页，共85页。折彎壓凸整形拉深1.工藝類說明其它第45页，共85页。主要成形工藝衝壓工藝落料衝孔折彎翻邊切邊整形切舌壓印沙拉沉孔拉深壓毛邊壓凸天橋第46页，共85页。2.衝裁工藝分析沖裁變形三個階段彈性變性--塑性變形--剪裂階段塌角光亮帶撕裂帶毛刺第47页，共85页。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---凹模第48页，共85页。最小衝裁邊距衝裁過程變形第49页，共85页。最小衝裁邊距參考數據第50页，共85页。最小衝裁寬度參考數據最小衝裁寬度第51页，共85页。主要工藝缺陷與因素毛刺變形表面壓傷因素: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:<=10%TR>=0.3MM第52页，共85页。撕裂拉應力區壓應力區彎曲過度材料變形分布中性層3.彎曲工藝分析彎曲應力狀況第53页，共85页。中性層定義及其意義彎曲前彎曲后彎曲方式V形彎曲U形彎曲第54页，共85页。折彎容許最小高度

Srmin=Somin+r+t第55页，共85页。彎曲部位至孔邊緣最小值

第56页，共85页。彎曲成形與材料紋向机理最優使用: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度彎曲方向第57页，共85页。主要工藝缺陷與因素角度回彈因素: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第58页，共85页。表面劃傷影響因素:壓料力,材料,衝裁參數,模具結構等.表面劃痕第59页，共85页。拉深定義:平的毛料變成空心零件或進一步改變其形狀材料流動示意圖4.拉深工藝分析第60页，共85页。主要缺陷---破裂原因:工件局部實際拉伸率達到材料极限---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---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.第61页，共85页。包角成形最大允許高度

Hmax=rc第62页，共85页。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r增大,可有效降低最薄弱區破裂几率.第63页，共85页。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<=材料延伸率第64页，共85页。實例分析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第65页，共85页。實例二折邊高大小,難達成角度要求優化設計方案QUALITY類第66页，共85页。實例三模具需大量非標衝頭,成本高優化設計方案COSTDOWN第67页，共85页。實例四材料撕裂成形,導致大毛邊在產品上.優化設計方案QUALITY類第68页，共85页。四.生產常见分析以及处理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。廢料跳屑第69页，共85页。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﹕第70页，共85页。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﹕第71页，共85页。凹模刃口直段太長﹔沖頭固定不好﹐上下竄動﹔沖子熱處理硬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

在批量生產中﹐小沖子易斷的原因有﹕第72页，共85页。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﹕第73页，共85页。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常見原因有﹕第74页，共85页。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﹐否則可壓毛邊后再抽芽。抽芽不良的解決措施有﹕第75页，共85页。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﹕第76页，共85页。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﹕第77页，共85页。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﹕第78页，共85页。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。下模堵料下模堵料的原因有﹕設計者按相關標准設計落料孔﹐在必要時﹐應適當加大﹔當加工者對落料孔倒角后﹐組立應加大落料孔﹐去除倒角﹔下模刃口直段按相關標准取值﹔下模板刃口按相關標准設計漏料斜度﹔崩刃后應及時處理﹐防止損壞模具其他零部件﹔組立組模時應注意沖孔處下模座和下墊板上漏料孔﹔下墊腳上的漏料避位按相關標准設計(單邊比下模座孔大至少3MM﹐斜度60度)。下模堵料的解決措施有﹕第79页，共85页。定位不當或送料不當﹔成形處避位不夠﹔內導柱拉傷﹐導致打板活動不順﹔沖杆拉傷或表面不光滑﹔打板受力不均勻導致打板傾斜﹔頂料銷排布不合理﹔頂料或者脫料力不夠﹔沖頭與打板間的配合不順﹔成形滑塊配合不順﹔打板熱處理不當﹐用一段時間后變形﹔沖頭過長或頂料銷長度不夠﹔模板未去磁﹐工件往上帶。不脫料不脫料的原因有﹕第80页，共85页。調整定位使其不影響脫料﹔適當加大避位﹐使之不影響脫料﹔內導柱旁加脫料的彈性元件﹐如內導柱被拉傷則應換內導柱﹔沖杆表面應保証一定的光潔度﹐如被拉傷﹐則應對其進行維修﹔設計排配五金件時﹐應注意打板的受力平衡﹔頂料銷排布應兼顧受力重點和平衡;當頂料力不夠時應考慮換彈性元件或者增加頂料銷﹔沖頭與打板配合不順時﹐組立應根據實際情況修沖子或者打板﹔當滑塊滑動不順時﹐則應考慮適當調大間隙﹔對打板應采用適當的熱處理﹔頂料銷長度不宜過短﹔組立時﹐模板沖頭應注意去磁。不脫料的解決措施有﹕第81页，共85页。模具沒架正﹐導致料帶與送料器及模具不在同一條直線上﹔料帶不平﹔不卸料造成送料不順﹔定位太緊﹔導正銷太緊或直壁位太長﹔沖頭固定不好或太長與料帶幹涉﹔頂料銷太短﹐料帶與成形入塊幹涉﹔浮升塊位置排配不當﹔避位不