五金冲压模具基础知识完整版教材

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1、五金冲压模具基础知识 纲要：纲要： 一一. .常用冲压材料介绍常用冲压材料介绍 二二. .典型典型模模具具结构介绍结构介绍 三三. .冷冲压工艺分析冷冲压工艺分析 四四. .生产生产常见分析以常见分析以及及处理处理 一一. .常用冲压材料介绍常用冲压材料介绍 1热浸锌钢板GI料 2 .电镀锌钢板EG料 3不锈钢板SUS 4一般用钢板SPCC 5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

2、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. (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: GIGI料料抗拉强度抗拉强度MpaMpa屈服强度屈服强度MpaMpa伸长率伸长率%硬度硬度HRBHRB C1C1290395290395230310230310 30.530.555675567GI EG 常用厚度及公差 1GI料实际供货0.597 0.686 0.781 0.891 0.974

3、 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/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

4、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: 牌号状 态抗拉强度 MPa 屈服强度 MPa 硬度 HV 伸长 率 SUS 301 固溶52020521840 精轧1/4 H860510 25 1/2 H93051031010 3/4 H11307453705 SUS 304 固溶52020520040 1/2 H7804702506 3/4 H9306653103 SUS 430 退火45020520022 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0.150.60m

5、m)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 钢板上实施镀锡处理 机械性能 : 调质设计洛氏硬度 HR 30T 相当屈服强度, min,MPa特 性 T-1 T-2 T-2.5 T -3 T-4 T-5 T-6 493 533 553 573 613 653 703 320 350 370 380 408 445 515 深引伸 中度引伸 一般引伸 浅引伸一般用途, 有中等刚性以减少折痕 增加刚性的一般用途 有防止波浪刚性 硬度最高,变形不易大 6铝合金板材(AL): 一概述 纯铝1100防锈铝合金（30035052）硬铝202

6、4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 二二. .典型典型模模具具结构介绍结构介绍 1 1. .模具的基本结构模具的基本结构 2.2.模具模具的的分类分类 3 3. .常见模具结构常见模具结构 1 1. .模具的基本结构模具的基本结构 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

7、有下模板（凹模）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

8、上、下模座及垫板等 6.紧固件及其它零件：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 2. .模模 具具 的的 分分 类类 单单一一模模 冲子 模仁 模柄 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 三三. .冷冲压工艺分析冷冲压工艺分析 1.1.工艺分类工艺分类 2.2.冲裁工艺分析冲裁工艺分析 3.3.弯

9、曲工艺分析弯曲工艺分析 4.4.拉深工艺分析拉深工艺分析 5.5.实例探讨实例探讨 1. 工 艺 类 说 明 冲孔冲孔 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. 2. 冲裁工艺分析冲裁工艺分析 冲裁变形三个阶段冲裁变形三个阶段 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

10、料基准尺寸-凹模 最小冲裁边距最小冲裁边距 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:=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 v中性层定义及其意义 弯曲前 弯曲后 v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部位至孔

11、边缘最小值 弯曲成形与材料纹向机理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=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,

12、 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

13、 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 四四. .生产生产常见分析以常见分析以及及处理处理 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

14、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