沖壓模具知識(shí)講解

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1、訓(xùn)練大綱,一.什么是沖壓？ 二.沖壓加工概述 三.沖壓加工的工藝特點(diǎn) 四.模具的基本結(jié)構(gòu) 五.模具的基本組成部分 六.各零部件的作用 七.常用的各種衝壓材料講解 八.附錄：A.八種材料的代號(hào)與硬度 B.常用鋼材退火狀態(tài)下的硬度值,講師：郭新華2016.04.05,沖壓模具結(jié)構(gòu)知識(shí)講解,一.什么是沖壓？,沖壓模具結(jié)構(gòu)知識(shí)講解,沖壓：在常溫狀態(tài)下，通過(guò)沖床和模具對(duì)板材、帶材、 管材及型材等 材料施加壓力，使其材料產(chǎn)生分 離或塑性變 形，從而獲得所需形狀和尺寸的加 工方法,二.沖壓加工概述,1.沖壓按工藝分類主要有兩大類：a 分離（沖裁）工序

2、 b 成形工序 沖裁：使產(chǎn)品沿一定輪廓線與材料分離來(lái)獲得工件的工序 成形：使材料在不被破壞的條件下發(fā)生塑性變形，從而達(dá)到所需形 狀和尺寸的工件的工序 在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，常常是多種工序應(yīng)用于一套模具上來(lái)滿足形狀 較為負(fù)雜的產(chǎn)品 其中：沖裁、彎曲、拉深、脹形等是沖壓過(guò)程中幾個(gè)主要的沖壓工序,沖壓模具結(jié)構(gòu)知識(shí)講解,二.沖壓加工概述,常見(jiàn)的分離（沖裁）工序圖示：,常見(jiàn)的分離（沖裁）工序圖示：,沖壓模具結(jié)構(gòu)知識(shí)講解,落料,切口,切邊,剖切,彎曲,卷邊,拉深,變薄拉深,翻邊,壓筋,落料,落料,壓印(打字),二.沖壓加工概述,沖壓過(guò)程： 材料從變形到分離的沖壓過(guò)程中，可分為三個(gè)步驟： 1.彈性變形

3、階段:在凸模的壓力下，是材料產(chǎn)生彈性壓縮、彎曲和拉深等變形 2.塑性變形階段：經(jīng)過(guò)彈性變形階段，凸模繼續(xù)往下壓，是材料內(nèi)的應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度，呆料產(chǎn)生塑性剪切變形。 3.斷裂（分離）階段：當(dāng)凸模附近的應(yīng)力達(dá)到材料破壞應(yīng)力時(shí)，材料產(chǎn)生斷裂。,1,2,3,沖壓模具結(jié)構(gòu)知識(shí)講解,二.沖壓加工概述,切斷面： 沖壓切斷后的產(chǎn)品，其切斷面可分為四個(gè)部分： a.榻角 :這是沖壓開(kāi)始以后凹凸模相互擠壓造成 b.光亮帶 :沖壓時(shí)，刃口附近的板材被拉入刃口擠壓造成，呈光亮狀 c.撕裂帶:凹凸模擠壓并剪切板材時(shí)造成，呈灰暗狀，空氣下容易生銹 d.毛刺:沖壓最后階段，板材即將斷裂時(shí)造成的形狀,沖壓模具結(jié)構(gòu)知識(shí)講解,

4、三.冷沖壓加工的工藝特點(diǎn),沖壓模具結(jié)構(gòu)知識(shí)講解,優(yōu)點(diǎn)： 1.沖壓加工可以獲得極高的生產(chǎn)效率 2.可以得到形狀比較復(fù)雜、用其它加工方法難以加工的產(chǎn)品，如薄殼工件等 3.產(chǎn)品的尺寸精度與模具的精度相關(guān)；因此，尺寸較穩(wěn)定、互換性較高 4.材料利用率較高，沖壓耗能少；單位產(chǎn)品的成本較低 5.沖壓生產(chǎn)操作簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和機(jī)械化 6.適合于大批量的生產(chǎn) 缺點(diǎn)： 1.沖壓模具一般比較復(fù)雜，模具加工周期較長(zhǎng)，且成本較高 2.模具加工要求較高，不易制作,四.模具的基本結(jié)構(gòu)知識(shí),1.沖壓模具的分類： 按完成工序的特征分類，模具可分為：沖裁模（落料/分離模）；拉深模；成型模等 按模具的導(dǎo)向形式分類，模具可分為

5、：有導(dǎo)向模和無(wú)導(dǎo)向模 按模具完成的工序內(nèi)容分類，又可分為：?jiǎn)喂ば蚰＞撸üこ棠＃?，?fù)合模，連續(xù)模 第一大類一般都是依照完成的內(nèi)容來(lái)分類，大部分為單工序模（工程模） 第二類就是簡(jiǎn)單的依照模具上面是否有導(dǎo)向來(lái)分類。單工序模（工程模）與復(fù)合模都有 著重講下第三大類： 單工序模具（工程模）：沖壓一次行程只能完成一道工序的模具 復(fù)合模:沖壓一次行程中，在同一工位上完成兩道或更多工序的模具 連續(xù)模：具有兩個(gè)或更多工位，材料隨壓力機(jī)（沖床）行程逐次送進(jìn)一工位，從而是工件逐步成形的模具,沖壓模具結(jié)構(gòu)知識(shí)講解,3. 工程模的結(jié)構(gòu),四.模具的基本結(jié)構(gòu)知識(shí),右圖是一個(gè)工程模，數(shù)字對(duì)應(yīng)的零部件分別為： 1.模柄 2.上

6、模座 3.導(dǎo)套 4.導(dǎo)柱 5.凹模 6.下模座 7/14/15.固定螺絲 8.擋料銷 9.導(dǎo)料板 10.固定卸料板 11.凸模 12.凸模固定板 13.墊板,沖壓模具結(jié)構(gòu)知識(shí)講解,4. 復(fù)合模的零件結(jié)構(gòu),四.模具的基本結(jié)構(gòu)知識(shí),沖壓模具結(jié)構(gòu)知識(shí)講解,右圖是復(fù)合模結(jié)構(gòu)，從上到下的零部件分別為： 1.上鎖板 2.上墊塊 3.上模座 4.上墊板 5.上夾板 6.母模板 7.內(nèi)脫料板 8.外脫料板 9.公模板 10.下夾板 11.下墊板 12.下模座 13.下墊塊 14.下鎖板,4. 復(fù)合模零件結(jié)構(gòu)：下圖大概標(biāo)示了模具的八塊板,四.模具的基本結(jié)構(gòu)知識(shí),沖壓模具結(jié)構(gòu)知識(shí)講解,模具的八塊模 板實(shí)際見(jiàn)右圖

7、1.上模座(TP) 2.上墊板(TBP) 3.沖頭固定板(PP) 4.剝料背板(SBP) 5.剝料板(SP) 6.模仁固定板(DP) 7.下模墊板(DBP) 8.下模座(DS),沖壓模具結(jié)構(gòu)知識(shí)講解,四.模具的基本結(jié)構(gòu)知識(shí),5連續(xù)模的結(jié)構(gòu),右圖是復(fù)合模結(jié)構(gòu)， 從上到下的零部件 分別為： 1.上鎖板 2.上墊塊 3.上模座 4.上墊板 5.上夾板 6.止擋板 7.上脫料板 8.下模板 9.下墊板 10.下模座 11.下墊塊 12.下鎖板,四.模具的基本結(jié)構(gòu)知識(shí),5連續(xù)模的生產(chǎn)產(chǎn)品的料帶,沖壓模具結(jié)構(gòu)知識(shí)講解,五.模具的基本組成部分,沖壓模具結(jié)構(gòu)知識(shí)講解,1.沖壓模具的組成按零件的性能分類主要分為

8、：工藝構(gòu)件和輔助構(gòu)件，其表示如下圖,五.模具的基本組成部分,沖壓模具結(jié)構(gòu)知識(shí)講解,1.上模座 材質(zhì)：45# （不需要熱處理） T=40.00 mm 代碼：UP 硬度要求：自身硬度，無(wú)特別要求 主要作用：放置外導(dǎo)套、限位柱以及 卸料彈簧上模座厚度的大小與卸料彈簧的長(zhǎng)度有直接的關(guān)系 加工機(jī)種：銑床、磨床、慢走絲,2.上墊板 材質(zhì)：SLD T=12.000mm 代碼：PB 硬度要求：HRC5862 （需深冷處理） 主要作用：承受沖頭或鑲件在沖壓過(guò) 程受力回讓，避免上模座 發(fā)生凹陷或變形。 加工機(jī)種：銑床、磨床、中走絲,,上墊板,,上夾板,上模座,,五.模具的基本組成部分,3

9、.夾板 材質(zhì)：SLD T=18.000mm 代碼：PP 硬度要求：HRC5862 （需深冷處理） 主要作用：固定各沖頭、鑲件，保證零 件作用位置和精度； 加工機(jī)種：NC、銑床、磨床、慢走絲,沖壓模具結(jié)構(gòu)知識(shí)講解,4.脫料墊板 材質(zhì)：SLD T=12.000mm 代碼：SB 硬度：HRC5862 作用：固定卸料鑲件、承受成 型鑲件在生產(chǎn)過(guò)程中所 產(chǎn)生的集中應(yīng)力 加工機(jī)種：銑床、磨床、中走絲,五.模具的基本組成部分,脫料墊板,脫料板,5.脫料板 材質(zhì)：SLD T=18.000mm 代碼：PP 硬度要求：HRC5862 （需深冷處理） 主要作用：固定各沖頭、鑲

10、件，保證零 件作用位置和精度； 加工機(jī)種：NC、銑床、磨床、慢走絲,沖壓模具結(jié)構(gòu)知識(shí)講解,沖壓模具結(jié)構(gòu)知識(shí)講解,五.模具的基本組成部分,,下模板,下墊板,,6.下模板 材質(zhì)：SLD T=25.000mm 代碼：DP 硬度：HRC5862 作用：1.放置凹模鑲件， 保證位置的精確性 2.承受沖剪時(shí)的旁側(cè)力,7.下墊板 材質(zhì)：SLD（需要淬火處理） T=15.000mm 代碼：DB 硬度：HRC5862 作用：承受鑲塊沖壓時(shí)所產(chǎn)生的力， 防止下模座凹陷或變形,下模座 材質(zhì)：45#（不需要熱處理） T=50.00mm 硬度要求：自身硬度，無(wú)特別要求 代碼：LP 作用

11、：放置外導(dǎo)柱、限位柱、 彈簧以及浮料銷組件,以上各板在加工時(shí)對(duì)于板的平面度及上下表面的平行度的要求較嚴(yán)，,下模座,,五.模具的基本組成部分,沖壓模具結(jié)構(gòu)知識(shí)講解,六.模具其他各部件的作用,沖壓模具結(jié)構(gòu)知識(shí)講解,1.導(dǎo)料板組件： 主要作用：就是在料帶還沒(méi)有進(jìn)入模具之前先將料條導(dǎo)正，使料條與模具平行 下圖紅色區(qū)域?yàn)閷?dǎo)料板 組件,,2.沖頭的結(jié)構(gòu),（1）.掛臺(tái)固定，成本較低，但不方便維修。 （2）.壓塊固定適用于所有模具，方便維修。 （3）.入子固定一般用于精度要求較高的模具，方便維修，但成本較高。,沖壓模具結(jié)構(gòu)知識(shí)講解,六.模具其他各部件的作用,3.卸料板鑲件： 放置于卸料板內(nèi)，沖頭精確導(dǎo)向用

12、，方便模具的調(diào)整，常規(guī)的形式有三種 臺(tái)階式、鎖緊式、雙層式 最常用的是臺(tái)階式,沖壓模具結(jié)構(gòu)知識(shí)講解,六.模具其他各部件的作用,4.導(dǎo)正釘和誤送料檢測(cè)裝置 導(dǎo)正釘?shù)淖饔檬窃谀＞呶醋龉ぶ皩⒘蠗l精確導(dǎo)正 誤送料檢測(cè)裝置的主要作用是連接感應(yīng)器，料條在送錯(cuò)位時(shí)，可防止模具閉合，已達(dá)到保護(hù)模具的目的,沖壓模具結(jié)構(gòu)知識(shí)講解,六.模具其他各部件的作用,5.外導(dǎo)柱、導(dǎo)套及內(nèi)導(dǎo)柱、導(dǎo)套 以上均為模具的定位元器件（采購(gòu)標(biāo)準(zhǔn)件），模具在做工時(shí)，外導(dǎo)柱導(dǎo)套首先進(jìn)行初定位，然后內(nèi)導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行精確定位，以保證模具的精確度,6.限位柱： 防止合模高度設(shè)置錯(cuò)誤而損壞模具，對(duì)模具和內(nèi)部鑲件起保護(hù)作用,沖壓模具結(jié)構(gòu)知識(shí)講解,六.

13、模具其他各部件的作用,7.導(dǎo)料銷 導(dǎo)料銷就是在模具中送料時(shí)起導(dǎo)向作用； 同時(shí)，它也起卸料作用，導(dǎo)料銷的放置建議盡量靠近引導(dǎo)針。,沖壓模具結(jié)構(gòu)知識(shí)講解,六.模具其他各部件的作用,8.固定螺栓： 固定螺栓的作用就是將模具各組件之間固定，提供鎖緊力，是模具各組件在手里的狀態(tài)下保持穩(wěn)定的狀態(tài),9.螺塞： 模具中，螺塞一般都是配合彈簧一塊使用的，用來(lái)限制彈簧使得彈簧在受力的情況下能被壓縮，螺塞可以用來(lái)調(diào)節(jié)彈簧的預(yù)壓力,沖壓模具結(jié)構(gòu)知識(shí)講解,六.模具其他各部件的作用,10.卸料彈簧及卸料螺釘： 卸料螺釘一般采用內(nèi)螺紋式，這樣既可以用來(lái)固定卸料板，也可以很方便的對(duì)卸料板進(jìn)行拆卸 卸料彈簧主要是給卸料

14、板提供足夠的壓料力和卸料力 所謂的壓料力通常就是指壓住材料的力。當(dāng)模具工作時(shí)就需要壓料力，使得材料在模具做工未完成前材料不會(huì)因?yàn)榱Φ淖饔枚l(fā)生移動(dòng) 卸料力是指在模具做工完成后，沖頭與材料是緊密連在一起的，要如何使他們之間分開(kāi)而不會(huì)影響料條的變形，這時(shí)候我們就會(huì)需要卸料力了使得沖頭與料條之間很平穩(wěn)的分開(kāi),沖壓模具結(jié)構(gòu)知識(shí)講解,六.模具其他各部件的作用,七.常用的沖壓材料講解,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(chǎng)常溫軋延至0.303.20mm後， 經(jīng)電解清洗、退火及調(diào)質(zhì)等過(guò)程製造而成。冷軋鋼品因厚度薄、尺寸精確、表面粗糙度分級(jí)多，容易塗漆及電鍍、且機(jī)械性質(zhì)及加

15、工性良好，易於衝壓製成各種產(chǎn)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(chǎn)品依用途別可區(qū)分為下列三類： 1.一般品質(zhì)：SPCC ,適用於加工程度較低的產(chǎn)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(zhì)：SPCD ,具較佳加工成型性，適用於一般品質(zhì)無(wú)法勝任的衝壓及高度成型之零組件。 3.深衝品質(zhì)：SPCE ,具有更佳的加工成型性，適用於衝壓品質(zhì)無(wú)法勝任，須高度成型或具時(shí)效性要求的特殊零組件加工。 因表面須電鍍，因環(huán)保問(wèn)題，現(xiàn)今電腦業(yè)界已較少人使用。,沖壓模具結(jié)構(gòu)知識(shí)講解,七.常用的沖壓材料講解,沖壓模具結(jié)構(gòu)

16、知識(shí)講解,2. SECC(鍍鋅鋼板)：電鍍鋅鋼捲底材為一般的冷軋鋼捲，在連續(xù)電鍍鋅產(chǎn)線經(jīng)過(guò)脫脂、酸洗、電鍍及 各種後處理之製程後，即成為電鍍鋅產(chǎn)品，此產(chǎn)品特性不但具有一般冷軋鋼片的機(jī)械性質(zhì)及近似的加工性，且具有優(yōu)越的耐蝕性及裝飾性外觀；在電子產(chǎn)品、家電及傢具的市場(chǎng)上具有很大的競(jìng)爭(zhēng)性及取代性。 該產(chǎn)品依用途別可區(qū)分為下列三類： 1.一般品質(zhì)：SECC,適用於加工程度較低的產(chǎn)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(zhì)：SECD ,具較佳加工成型性，適用於一般品質(zhì)無(wú)法勝任的衝壓及高度成型之零組件。 3.深衝品質(zhì)：SECE(N) ,具有更佳的加工成型性，適用於衝壓品質(zhì)無(wú)法勝任，須

17、高度成型或具時(shí)效性要求的特殊零組件加工。 4. 近來(lái)大量用在通訊、PC 產(chǎn)品，取代SPCC，唯一缺點(diǎn)，切斷面及折痕容易生銹。,3. SPTE(馬口鐵)：是一種超薄冷軋的低碳鋼片，主要用途是供應(yīng)製罐業(yè)所使用的鍍錫、鍍鉻鐵皮的原板。導(dǎo)電性強(qiáng)，外觀佳，因成本考量有些來(lái)取代SUS，非磁性材料，但沖壓加工次數(shù)越多，磁性越強(qiáng)。在Notebook上常用於EMI shielding pan ,非需高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)之bracket ,plate . 該產(chǎn)品依用途別可區(qū)分為下列三類： 一次軋延 : T1 T5 材質(zhì)，T1軟T5硬 二次軋延 : DR8DR10 材質(zhì)，DR8軟DR10硬 表面處理/ 符號(hào) 區(qū)分 特徵

18、 B 光面處理 在具有細(xì)紋光滑表面之底片上，將錫層施以熔融之光澤表面。 R 粗面處理 在具有一定方向的磨刀石紋表面之底片上，將錫層施以熔融處理之光澤表面。 S 銀面處理 在具有較粗霧狀無(wú)光澤表面之底片上，將錫層施以熔融處理之光澤表面。 M 鈍面處理 通常在無(wú)光澤表面之底片上錫後，不經(jīng)熔融處理之光澤表面。,七.常用的沖壓材料講解,沖壓模具結(jié)構(gòu)知識(shí)講解,4. 磷青銅片(PBS )PHOSPHOR BRONZE SPRING： 磷青銅係由青銅(銅錫合金)添加脫氧劑，磷(P)含量0.030.35%及其它微量元素如Fe、 Z n等組成。延展性、耐疲勞性均佳，可用於電氣及機(jī)械材料，且耐蝕

19、性，材料可靠度高於一般銅合金製品，以連續(xù)熔解鑄造(板片、銅卷)方式製成，具高度之材質(zhì)均勻性。導(dǎo)電性佳、彈性高、富耐磨耗；是電氣開(kāi)關(guān)、端子等應(yīng)用之彈片及導(dǎo)電材料，但沒(méi)有不銹鋼之強(qiáng)度。外觀須電鍍。故目前在Notebook 用於EMI之需求 . C5111： 錫含量，強(qiáng)度佳，耐蝕性好，加工性優(yōu)良，可用於高性能電氣用精密材料。 C5102： 錫含量，強(qiáng)度佳，耐蝕性好，加工性優(yōu)良，可用於高性能電氣用精密材料。 C5191： 錫含量6%，電機(jī)材料，接著端子，IC元件等均可使用，高強(qiáng)硬度特質(zhì)。 C5212： 錫含量8%，有良好的強(qiáng)度特性，用於電氣材料。 C5210： 錫含量8%，耐疲勞及彈性特性佳，

20、最適用於高性能電子連接,七.常用的沖壓材料講解,沖壓模具結(jié)構(gòu)知識(shí)講解,6. SUS304(不銹鋼)：用途最多之不銹鋼種，因含有 Ni 故比 Cr 鋼較富耐蝕性耐熱性，且具低溫強(qiáng)度，故機(jī)械特性非常好，加工硬化性非常大，加熱處理不硬化，非磁性，強(qiáng)度佳，較沒(méi)彈性，常使用厚度 0.4T 1.0T之間。故目前在Notebook常被廣泛運(yùn)用在需結(jié)構(gòu)強(qiáng)度之Bracket ,運(yùn)用上必須指定級(jí)數(shù),以期達(dá)到設(shè)計(jì)之需求.一般最好取3/4H為宜.若是須引伸抽型,若運(yùn)用於LCD bracket ,一般最好取1/2H為宜. 6. SUS301(不銹鋼)：Cr (鉻) 成分比 SUS304 低，耐蝕性較差，但冷間加工能得到

21、非常高度的拉加及硬度，其特性用途廣大，因彈性佳，故目前在Notebook常被廣泛運(yùn)用在防EMI上，做彈性接觸部份，但常用厚度在 0.4T 0.07T 之間。運(yùn)用上必須指定級(jí)數(shù),以期達(dá)到設(shè)計(jì)之需求(例如彈力,強(qiáng)度).並須注意301材料有金屬結(jié)晶性方向性,越高級(jí)數(shù)者越是硬且脆,若成型上不注意,易造成隅角及側(cè)壁裂紋.,沖壓模具結(jié)構(gòu)知識(shí)講解,七.常用的沖壓材料講解,SUS 301 與 SUS 304 材質(zhì)硬度比較 材質(zhì)代號(hào) 硬度 材質(zhì)代號(hào) 硬度材質(zhì)代號(hào) 硬度 SUS 301 H HV 48020 SUS 304 H HV 38020 SUS 430 HV 200 SUS 301 3/4H HV

22、 38020 SUS 304 3/4H HV 30020 SUS 301 1/2H HV 30020 SUS 304 1/2H HV 26020 SUS 304 HV20020 材質(zhì)性能 SUS 301 :適合用彈性用途,含碳量高,硬度高,不易彈性疲乏.延展性不好,不易抽伸. SUS 304 :不適合用彈性用途,含碳量低硬度低(軟). SUS 430 :材料含雜質(zhì)較多(不純),導(dǎo)致硬度不穩(wěn)定. 備註: 1.若兩著硬度接近 如(SUS 301 3/4H跟SUS 304 H) 雖然硬度相同,但是用在彈性的產(chǎn)品上 SUS 304 H 較易產(chǎn)生彈性疲乏. 2.材料厚度影響硬度公差(越厚公差越大).,

23、七.常用的沖壓材料講解,沖壓模具結(jié)構(gòu)知識(shí)講解,7. AL1050(鋁合金)：材料含鋁較純，材質(zhì)輕，散熱好， 材質(zhì)不易加工，強(qiáng)度相對(duì)比較低，具有優(yōu)良之 成形性、熔接性、耐蝕性。故目前在Notebook上常用於散熱片等不須重負(fù)荷處. 8. AL5052(鋁合金)：散熱好、材料較硬、強(qiáng)度強(qiáng)，成形性、熔接性、耐蝕性良好,但材質(zhì)不易加工。 目前廣泛用於筆記型電腦代替馬口鐵, 取其質(zhì)輕散熱性佳且強(qiáng)度較一般鋁材料為佳. 可設(shè)計(jì)運(yùn)用於Shielding plate , I/O bracket , Module drive 之 bracket .,沖壓模具結(jié)構(gòu)知識(shí)講解,七.常用的沖壓材料講解,沖壓模具結(jié)構(gòu)知識(shí)講解,八。附錄：A.八種常用材料的代號(hào)與硬度,八。附錄： B.常用鋼材退火狀態(tài)下的硬度值,