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(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. (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+10HHmax-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 切断面可分为四个部分: a).塌角 b).光亮带 c). 剪裂带 d).毛刺五：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6.弯曲：用模具使材料弯曲成一定形状（V型/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，在表面上压出文字或花纹。压印 16.鉚 合: 即對原本不連接的部分加以機械力使其連接在一起六： 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.壓傷：（1）模具內有異稱 （2）定位不良二.模具結構知識.1.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：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. 1.上模座上模座 2. 2.墊板墊板 3. 3.沖頭固定板（夾板）沖頭固定板（夾板） 4. 4.剝料板均力背板（止擋板）剝料板均力背板（止擋板） 5. 5.剝料板剝料板 （脫料板）（脫料板） 6. 6.下下模板模板 7. 7.下模均力背板下模均力背板 8. 8. 副導柱副導柱 9. 9.副導柱用套筒副導柱用套筒 10.10.先導桿先導桿 11.11.沖頭沖頭 12.12.副導柱用套筒副導柱用套筒 13. 13. 鑲塊式模仁鑲塊式模仁4. 4.剝料板螺栓剝料板螺栓 15.15.彈簧彈簧 16.16.剝料板襯套剝料板襯套 17.17.定位浮昇銷定位浮昇銷 18.18.材料材料 111(111(備註備註: : 零件號碼零件號碼 2,4,7 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.沖剪孔與外形時成品之臨界尺寸:2.彎曲加工之最小邊高尺寸(軟鋼板之基準): t之範圍 S0 之最小值 t之範圍 S0 之最小值 0.8mm以下 2t 0.8mm以下 2t 0.81.6mm 1.6t 0.81.6mm 1.6t 1.6mm以上 1.3t 1.6mm以上 1.3t 機構設計實務機構設計實務 (2/6)(2/6)3.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 1.2mmL之範圍 SL之最小值r + 2t25mm 以下 或 1.5mm r + 2.5t2550mm 或 2mmr + 3t50mm 以上 或 2.5mmS0之最小值r + 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 沖底孔如圖十二所示沖頭直徑=(D+30%D)mm.第二步打沙拉。如圖十三、圖十四所示: 沖壓材料的認識沖壓材料的認識 (1/6)(1/6) 1. SPCC (冷軋鋼板)：冷軋鋼品是以酸洗後的熱軋鋼捲，於冷軋工場常溫軋延至0.303.20mm後，經電解清洗、退火及調質等過程製造而成。冷軋鋼品因厚度薄、尺寸精確、表面粗糙度分級多，容易塗漆及電鍍、且機械性質及加工性良好，易於衝壓製成各種產品，故用途非常廣泛，舉凡汽車車體、電子零件、家電用品、鋼製傢俱、容器等，均需大量使用冷軋鋼品做為加工材料。該產品依用途別可區分為下列三類：1.一般品質：SPCC ,適用於加工程度較低的產品，例如供作彎曲、淺度衝壓成型及焊接等加工之零組件。2.衝壓品質：SPCD ,具較佳加工成型性，適用於一般品質無法勝任的衝壓及高度成型之零組件。3.深衝品質：SPCE ,具有更佳的加工成型性，適用於衝壓品質無法勝任，須高度成型或具時效性要求的特殊零組件加工。因表面須電鍍，因環保問題，現今電腦業界已較少人使用。參考價格: 16NT$/Kg-0.6T .2. SECC(鍍鋅鋼板)：電鍍鋅鋼捲底材為一般的冷軋鋼捲，在連續電鍍鋅產線經過脫脂、酸洗、電鍍及 各種後處理之製程後，即成為電鍍鋅產品，此產品特性不但