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1、1,五 金 模 基 础,一.冲床的选定 1.冲压力的计算. 2.常见冲床型号. 3.冲床一般选定原则 二.冲压工序分类 三.模具分类及典型结构 1.单工序模结构,特点. 2.复合模结构,特点. 3.连续模结构,特点. 四.冲压件常见不良分析,2,冲 床 的 选 定,1.冲压力的计算 A.剪切力的计算 C. 压延力的计算 P=L*T*S (kgf) 其中 P: 剪切力(kgf) 圆筒拉伸力的计算（无凸缘） L: 剪切面周长(mm) P= *D*T*S*K 其中 P: 压延力(kgf) T: 材料厚度(mm) D: 胚料直经(mm) : 剪切强度(kgf/mm2) T: 材料厚度 考虑安全系数,一
2、般剪切冲裁力取 F=1.3P S: 抗拉强度(Kgf/mm2) K: 压延系数 L=L1+L2+L3+L4+ L5+L6+L7+L8 圆筒拉伸力的计算（有凸缘） P= 1.2*dp*T*S*Kf 其中 P: 拉伸力(kgf) dp：圆筒内径（mm） T: 材料厚度 Kf: 压延系数 B.弯曲力 S: 抗拉强度(Kgf/mm2 V曲 P=K*L*S*T*T/W 其中 P: 弯曲力(Kgf) K: 模口宽度系数 (W=8T,K=1.33; W=16T,K=1.2) L: 弯曲长度(mm) S: 抗拉强度(Kgf/mm2) T: 材料厚度(mm) W: 模具阔度(mm) 对于有凸缘圆筒拉伸力的计算需
3、加上压边力。 根据模具不同结构,总冲压力还须加上卸料力,顶料力或推料力.,3,2.常见冲床型号 常见“G”型冲床型号: A.冲床功用 B. 冲床型号及参数,冲床的选定,4,常见液压冲床型号: A.冲床类型功用 B. 冲床型号及参数,冲床的选定,5,3.冲床一般选定原则 力的因素.选定冲床公称压力必须满足冲压力的要求. 零件结构的因素.零件结构上有大的拉深及形变时应 选用油压机. 精度的影响.冲床精度应满足零件精度的要求. 零件外型寸法的影响.考量冲床工作台大小及 滑块行程是否满足要求. 经济性.满足其它因素的前提下尽可能选用小 规格冲床.,冲床的选定,单曲轴“G”型冲床,双曲轴“G”型冲床,龙
4、门直立液压冲床,座式或台式液压冲床,液压廻路示意图,6,冲压工序分类,一.分离工序: 通过冲头压力利用冲模使材料按要求轮廓线相互分离,并获得到一定断面质量的冲压加工工序. 工序特征： 切断：用模具切开材料，切断线不封闭。 落料：模具沿封闭线切开材料，冲下部分为部件。 冲孔：模具沿封闭线切开材料，冲下部分为废料。 切口：模具将材料局部分开，切口部分材料发生弯曲。 切边：模具将工件多余材料冲切下来。 二.塑性变形工序: 通过冲头压力使材料在不破坏的情况下发生塑性变形,以得到所要求的形状,尺寸,精度的冲压加工方法. 工序特征： 弯曲：模具将材料弯成一定角度或一定形状. 拉伸：模具将材料压成一定形状的
5、空心件. 起伏：模具将材料局部拉伸成凸起或凹进形状. 翻边：模具将材料上孔或外缘翻成直壁. 缩口：模具对材料空心件口部施加由外向内的径向压力 使局部直经变小. 胀形：模具对材料空心件施加由内向外的径向压力使局 部直经变大. 整形：将工件表面不平处压平,将弯曲,拉深件压成正确形状.,7,模具分类及典型结构,模具分类: 一.单工序模结构特点,结构: 单工序冲压是最基本的冲压形式,一般每次加工一个工序. 1. 单工序式模具特点: a .优点: 模具设计容易,制造简单,成本低,适合中小批量生产. 具备高度修模及改模灵活性. 具备加工复杂及大型部品的灵活性. a .限制: 单工序模使生产按排复杂化,占用
6、较多设备提高了生产成本. 需要较多的工作量用在半成品搬运,储存,及品质控制上. 各工程需分别定位及变换定位基准,因此不能满足高精度部品生产的需要. 手工操作设备降低了生产安全性. 2. 单工序式模具结构:,8,模具分类及典型结构,a.弯曲模(“V”曲),9,模具分类及典型结构,b.弯曲模(“U”曲),10,模具分类及典型结构,c. 冲 孔 模,11,模具分类及典型结构,二.复合式模结构特点,结构: 复合式模具是一种单工位冲模,在同一模具上完成多个加工程序. 一复合模可代替多个单工序模的工作. 1. 复合式模具特点: a. 优点: 简化生产按排,减少设备使用量及人力需求. 减少工程中品质控制工作
7、量. 减少模具调校及保养工作量. 比单工序模能达到更高的尺寸精度,更好的品质稳定性. b. 限制: .模具设计及制造复杂. 零件结构复杂或太大采用复合模受限制. 2. 复合式模具结构:,12,模具分类及典型结构,c. 冲 孔 模,13,模具分类及典型结构,三.步进式模结构特点,结构: 步进式冲压又称连续或顺送冲压,它借助送料器在每一个冲程自动把材料定量的送入模具,在 同一模具内完成零件全部或多个工序并使零件与材料分离. 每一个冲程送料器自动把材料送入模具的距离叫步距或工步. 1. 步进式模具特点: a. 优点: 实现冲压自动化且每一冲程基本可生产一件或多件,生产效率高. 节省调模时间. 较高的
8、安全性及较低的人工成本. 能得到高精度及寸法稳定的部品. 简化生产按排,节省生产场地,设备及人员. b. 限制: 模具设计及制造复杂. 零件结构太大采用步进模受限制. 不适用于小批量生产. 2. 步进式模具结构:,14,模具分类及典型结构,c. 步进模,15,冲压件常见不良分析,1.毛刺 发生原因: a.冲头或凹模磨损 对于分离工序模具设计时根据材料厚度,材质等情况设定理想间隙, 间隙取定见右表: 材料剪切分离大致可分为右图一三个过程.对应三个过程在材料 断面上出现圆角带,光亮带,断裂带三部分. 随着模具工作时间的增加,凸模,凹模会 出现磨损使凸凹模之间间隙增大刃口变钝 导致冲裁时毛刺出现或加
9、大. b.凸凹模双边间隙不均 对于孔或边有时会出现单边毛刺增大 的现象,或虽然双边出现毛刺,但两边毛刺 大小及发生位置不一样:一边大且毛刺位于 断面边上.一边小且毛刺位于断面中间.这种 情况一般为凸凹模相对位置变化引起凸凹模 间隙不均引起. 对 策: 对于“a”需研磨凸凹模刃口或更换冲针, 对于“b”需重新调整凸凹模间隙,如图二.,0.000,0.250,0.225,0.200,0.175,0.150,0.125,0.100,0.075,0.050,0.025,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,第一类材料：碳钢，半硬或全硬不锈钢合金 第二类材料：软碳钢，黄铜，铝合金,软不锈钢 第
10、三类材料:软铝及红铜.,图一材料分离过程,图二凸凹模研磨位置,16,冲压件常见不良分析,2.表面伤(打痕) 发生原因及对策: 大部分为废屑回跳模面引起. 引起废屑回跳模面的因素很多,针对不同原因可采取相对应 措施.,冲头上加装退脱顶针或弹片,冲头上加开排气孔,冲头端面作各种变更减少接触面防止真空贴紧,图二,图三,图一,17,冲压件常见不良分析,3.拉深起皱破裂 发生原因及对策: 如图: 拉深过程中A区为主变形区,材料在此区域受切 向压应力,当压边力不够或材料太薄时,易出现起皱现象,如图. 如图: 拉深过程中B区为过渡区,材料在此区域受切向 及径向拉应力作用,且在材料厚度方向受冲头压力作用.材料
11、 拉伸变形靠材料变薄来实现,易出现破裂现象,如图. 对于拉深起皱现象,一般可通过以下方法来改善: 加大压边力. 减小凹模洞口圆角. 减小拉深间隙. 对于拉深破裂现象,一般可通过以下方法来改善: 保正适当润滑. 加大凸凹模圆角. 研磨凸凹模，减低粗糙度. 4.翻孔高度不足或破裂 发生原因及对策: 如右图翻孔成形过程:在翻孔成形过程中,材料在 基孔周边产生强烈周向变形,使凸缘变薄.若基孔太小 或翻边高度太高,易发生破裂现象. 当基孔太大时,会出现翻边高度不足现象.,拉深示意图,拉深起皱现象,拉深破裂现象,翻孔成形过程,图一,图二,18,冲压件常见不良分析,对于翻孔破裂现象,一般可通过以下方法改善:
12、 满足最终寸法的前提下加大基孔寸法. 研磨冲针,提高冲针表面粗糙度等级. 合理使用润滑剂. 对于翻孔高度不足可加大基孔寸法改善. 5.寸法不良 寸法不良情况比较复杂,大致有以下几类情况影响: a. 定位不良： 定位间隙: 如图,正常情况间隙值0.020.03, 若模具定位销设计间隙过大或定位销磨损 使定位不准,必然造成寸法不良. 不完全定位: 如图,过多考虑作业方便或定位销脱 落,出现不完全定位使材料位置不安定造成 寸法不良.,图一定位间隙,图二不完全定位,19,冲压件常见不良分析, 寸法不安定边定位: 使用折弯,拉伸等部位定位时,由于这些部位寸法 很难保证安定,会出现定位间隙或定位干涉现象
13、造成寸法不良. 定位销太低: 定位销太低,下模气垫,弹垫升起定位销不能起到 定位作用,另外作业员作业时也容易使部品跨上 定位销. 改善对策: 点检模具,更换定位销. 合理选用定位边或定位孔. 尽量遵循基准统一原则,如采用定位工艺孔.减少定位误差. b. 模具调校: 模具的调校是对加工条件(如闭模高度,气压等)的设定. 每次生产与上次生产相比由于材料生产LOT不同,设备变化, 气压的差异等都会造成寸法的变化,固生产时不可照搬前回 加工条件,需对模具进行调校. 如图五“U”型折弯: 若部品内涨,可能是模具调校太 深;外涨则可能是模具调校太浅.另外如果气压过大或过小也 会造成寸法不稳定.,图三寸法不
14、安定边定位,图四定位销太低,图五“U”曲示意图,20,冲压件常见不良分析,C. 材料流动: 冲压过程中材料的流动对冲压件品质有非常大的影响. 在拉深,折弯或其它成形工序区,材料发生强烈流动,对周 围寸法产生影响使之失去原来精度. 如图一折弯线附近孔受折弯时材料流动影响会出现 变形现象.改善对策可在孔与折弯线之间追加工艺孔或槽阻 止材料流动对孔的影响. 如图二材料拉深后,周缘会变形出现参差不齐的现象. 改善对策可调整加工工序:拉深以后再切边. 对于材料流动对品质的影响,一般可通过以下方法改善: 追加压印,阻止材料流动. 追加工艺孔或槽. 合理调整冲压工序. 为减少材料流动对寸法的影响对冲压工序作调整时,会出现 一种情况,如图:为减少图中长孔变形,一般拉深圆弧以后再 冲孔,但冲孔后由于应力重新分配,孔边依然会发生变形.,易变形边,图二拉深使边变形,图一折弯影响孔精度,易变形边,图三拉深使边变形,