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1、 五金產品和模具設計 1:沖壓的基本概念 2：沖床和模具結構 沖壓的基本概念 一：何為冷沖壓 冷沖壓成形是在常溫下,利用凸凹模配合強加機械力于金屬板材上,使 板材分離,變形.從而獲得所需部件. 二 板料的冷沖壓機械性能指標板料的冷沖壓機械性能指標 (一). 屈服极限:材料在拉伸變形中開始產生變形的應力. 強度极限: 材料在拉伸變形中破壞時的應力 .(二).總延伸率與均勻延伸率:總延伸率是在拉伸試驗中試樣破壞時的延伸 率.(又稱延伸率).均勻延伸率是在拉伸試驗中開始產生局部集中變形(剛開始 出現細時)時的延伸率. (三).屈強比:是材料的屈服极限與強度极限的比值. 屈強比小,對 沖壓成形有利.
2、(四).板平面方向性.材料在其板平面內物理性能的各向異性.例 板材在彎曲時. 模具闭合高度 模具闭合高度是指模具处在最低点的工作位置时， 上模座的上表面到下模座的下表面之间的距离。即 为模具各块模板厚度之和。 压力机闭合高度：是指压力机滑块在下死点时，滑 块底面到压力机工作台面上平面的距离。由于多数 压力机滑块高度可上下调节，当压力机连杆调至最 短时的闭合高度称为压力机最大闭合高度Hmax,而当 压力机连杆调至最长时的闭合高度称为最小闭合高 度Hmin。 为了保证模具能装在压力机上工作，模具闭合高度 必须小于压力机闭合高度。最好H位于Hmin和Hmax 之间，一般应满足 Hmin+10HHma
3、x-5 三：模具闭合高度和壓力機的閉合高度 四： 冷沖壓成形后板材的斷面組成 1.塌角:這是沖壓開始以后凸凹模相互擠壓造成 2.光面:這是沖壓時刃口附近的板材被拉入刃口擠壓造成,呈光亮狀. 3.毛面:呈灰暗狀,空氣下容易生鏽 , 是凸凹模擠壓并剪切板材時造成. 4.毛邊 :這是沖壓最后階段板材即將斷裂時形成 1).冲裁过程冲裁过程. 冲裁过程可分三个阶段. (a).弹性变形阶段 (b).塑性变形阶段 (c).断裂阶段 2).切断面切断面 切断面可分为四个部分: a).塌角 b).光亮带 c). 剪裂带 d).毛刺 料厚塌角a光亮带b剪裂带c毛刺d t约5%t约1/3t约60%t约(510)%t
4、五：冷沖壓成形中常用工藝五：冷沖壓成形中常用工藝 1.冲裁:包括落料和冲孔两个工序。 1）落料：模具沿封闭线冲切板料，冲下的部分为工件，其余部分为废料，设计时 尺寸以模仁为准，间隙取在冲子上； 2）冲孔：模具沿封闭线冲切板料，冲下的部分是废料，设计时尺寸以冲子为准， 间隙取在模仁上。 2.剪切:用模具切断板材,切段线不封闭. 3.切口:在坯料上将板材部分切开,切口部分发生弯曲. 4.切边:将拉深或成形后的半成品边缘部分的多余材料切掉。 5.剖切：将半成品切开成两个或几个工件，常用于成双冲压。 切口 切边 剖切 冷沖壓成形中常用工藝冷沖壓成形中常用工藝 6.弯曲：用模具使材料弯曲成一定形状（V型
5、/U型/Z型弯曲）。 7.卷圆：将板料端部卷圆。 8.扭曲：将平板的一部分相对于一部分扭转一个角度。 弯曲 卷圆 扭曲 9.拉深：将板料压制成空心工件，壁厚基本不变。 10.变薄拉深：用减小直径与壁厚，增加工件高度的方法来改变空心件的尺寸，得到要求的底厚，壁薄的工件。 11.孔的翻边：将板料或工件上有孔的边缘翻成竖立边缘。 拉深 变薄拉深 孔的翻边 冷沖壓成形中常用工藝冷沖壓成形中常用工藝 12.外缘翻边：将工件的外缘翻起圆弧或曲线状的竖立边缘。 13.整形：把形状不太准确的工件校正成形。 14.校平：将毛坯或工件不平的面或弯曲予以压平。 起伏 整形 校平 15.压印：改变工件厚度，在表面上压
6、出文字或花纹。 压印 16.鉚鉚 合合: 即對原本不連接的部分加以機械力使其連接在一起 六：六： 冷沖壓成形中常出現問題冷沖壓成形中常出現問題: 沖制品不良問題之原因及判斷 1.變形：（1）材料變形 （2）頂料不均或彈簧力失衡 （3）模加上下平面傾斜 2.擠料：（1）模具間隙不足 （2）避位不良 （3）定位不良 3.尺寸不良：（1）上下間隙過小 （2）定位不準 （3）彈簧力不夠 （4）展開不 對 4.漏沖：模具組立時漏裝或未做該結構 5.毛邊：（1）沖頭不利或刀口磨損 （2)間隙不準 （3）沖制力不均 （4）沖子 長度不足 （5）導柱磨損 6.刮傷：(1)/作 來不規范 （2）包裝問題 7.壓
7、傷：（1）模具內有異稱 （2）定位不良 二.模具結構知識. 1.1.模具的概念模具的概念 ： 模具的分類: 1)單模：壓力機一次行程只能完成一道工序的模上 2)復合模：壓力機一次行程中，在同一工位上完成兩道 或更多工序的模 3)連續模：具有兩個或更多工位，材料隨壓力機行程逐次 送進一工位，從而使工件逐步成形的模具 三类模具的优缺点比较：三类模具的优缺点比较： 工序模 复合模 级进模 结构 简单 较复杂 复杂 成本、周期 小、短 小、短 高、长 制造精度 低 较高 高 材料利用率 高 高 低 生产效率 低 低 高 维修 不方便 不方便 方便 产品精度 高 高 低 品质 低 低 高 安全性 不安全
8、 不安全 安全 自动化 易于自动化 冲床性能要求 低 低 高 应用 小批量生产 大、中型零件的冲压试制 大批量生产 内外形精度要求高 大批量生产 中、小零件冲压 沖壓模板的組成 冷冲模一般有八块模板组成:上模座(TP)、上垫板(TBP)、冲头固 定板(PP)、剥料背板(SBP)、剥料板(SP)、模仁固定板(DP)、下模 垫板(DBP)、下模座(DS)。 沖壓模具結構簡介沖壓模具結構簡介 1.上模座上模座 2.墊板墊板 3.沖頭固定板（夾板）沖頭固定板（夾板） 4.剝料板均力背板（止擋板）剝料板均力背板（止擋板） 5.剝料板剝料板 （脫料板）（脫料板） 6.下下模板模板 7.下模均力背板下模均力
9、背板 8. 副導柱副導柱 9.副導柱用套筒副導柱用套筒 10.先導桿先導桿 11.沖頭沖頭 12.副導柱用套筒副導柱用套筒 13. 鑲塊式模仁鑲塊式模仁 4.剝料板螺栓剝料板螺栓 15.彈簧彈簧 16.剝料板襯套剝料板襯套 17.定位浮昇銷定位浮昇銷 18.材料材料 111(備註備註: 零件號碼零件號碼 2,4,7 有時僅部有時僅部份使用或全不使用份使用或全不使用) 导向零件导向零件 精确的导向是保证模具正常生产的前提条件，为了提高连续模工 作的精度和稳定性又常设计成双重导向：主导向和副导向。 常见的导向零件有滑动导向和滚动导向两种。 一 滑动导向和滚动导向的区别： 滑动导向 滚动导向 组成
10、导柱、导套 导柱、导套、衬套、 滚珠等 配合关系 间隙配合 过盈配合 精度 低 高 可工作速度 低 高 寿命 短 长 承受侧向力 强 弱 連續模具的料帶 毛 邊壓料帶W(料帶寬P(步距)工序設計的一般原則 機構設計實務機構設計實務 (1/6)(1/6) 1.1.沖剪孔與外形時成品之臨界尺寸沖剪孔與外形時成品之臨界尺寸: : 2.2.彎曲加工之最小邊高尺寸彎曲加工之最小邊高尺寸( (軟鋼板之基準軟鋼板之基準): ): t t之範圍之範圍 S S0 0 之最小值之最小值 t t之範圍之範圍 S0 S0 之最小值之最小值 0.8mm0.8mm以下以下 2 2t 0.8mmt 0.8mm以下以下 2
11、2t t 0.81.6mm 1.6t 0.81.6mm 1.6t 0.81.6mm 1.6t 0.81.6mm 1.6t 1.6mm1.6mm以上以上 1.31.3t 1.6mmt 1.6mm以上以上 1.31.3t t 機構設計實務機構設計實務 (2/6)(2/6) 3.3.彎曲隅角附近孔緣之最小尺寸彎曲隅角附近孔緣之最小尺寸: 板厚3.2mm以下,1/4H以下之板材Sd之最小值 r + 1.5t 或 1.2mm L之範圍 SL之最小值 r + 2t 25mm 以下 或 1.5mm r + 2.5t 2550mm 或 2mm r + 3t 50mm 以上 或 2.5mm S0之最小值 r +
12、 t 或 2t 機構設計實務機構設計實務 (3/6)(3/6) 機構設計實務機構設計實務 (4/6)(4/6) 機構設計實務機構設計實務 (5/6)(5/6) 機構設計實務機構設計實務 (6/6)(6/6) 沙拉成形 第一种方法( 產品外觀好，精度高，穩定。但多工程) 沙拉孔的分類 沙拉孔根據產品的要求不同一般有深和淺兩種類別。如圖一所示沙拉是產品 互相鉚接時采用淺沙拉孔成形圖二所示沙拉用于鉚拉釘之用采用深沙拉 成形。在設計過程中依據如圖所示加以區分沙拉形式對其采用不同的成形 方法。 對于沙拉孔的成形一般分為三個步驟第一步沖底孔第二步打沙拉孔第 三步沖沙拉過孔。由于沙拉的形式有兩種對于其成形過
13、程有特殊的要求據 本內容詳見下列敘述。 第一步 沖底孔如圖三所示 在第一步沖底孔沖頭直徑=D-0.4mm. 第二步打沙拉孔如圖四和圖五所示 第三步沖沙拉過孔如圖六和圖七所示 在沖沙拉過孔時淺沙拉孔和深沙拉孔成形時取值是不一樣的。(下模部分應優 先考慮入子） 1：深沙拉孔沖沙拉過孔時沖裁間隙(單邊)固定取0.02沖頭直徑=D . 2：淺沙拉孔沖沙拉過孔時;沖裁間隙(單邊)固定取0.02沖頭直徑=D. 第二种方法(節省工程，孔徑尺寸可保証。但擠斜面時，衝頭受力大，上 墊板 易打下沉) 1當工程排布緊時，可采用先擠凸打沙拉斜面，后沖沙拉孔。 第一步擠凸打沙拉斜面，如圖八和圖九所示 第二步沖沙拉過孔如圖十和圖十一所示在沖沙拉過孔時淺沙拉孔和深沙 拉孔成形時取值是不一樣的。(下模部分應優先考慮做入子) 3：深沙拉孔沖沙拉過孔時沖裁間隙(單邊)固定取0.02沖頭直徑=D . 4：淺沙拉孔沖沙拉過孔時;沖裁間隙(單邊)固定取0.02沖頭直徑=D. 第三种方法(節省工程。但擠斜面時易起毛剌，沙拉孔不精确) 1當工程排列緊張時，可采用預沖大孔(比原沙拉孔正值大30%)，後打沙拉。 第一步
