《金型基础》PPT课件.ppt

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,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.,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,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,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,龙门直立液压冲床,座式或台式液压冲床,液压廻路示意图,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.,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:,模具分类及典型结构,a.弯曲模(“V”曲),模具分类及典型结构,b.弯曲模(“U”曲),模具分类及典型结构,c.冲 孔 模,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:,模具分类及典型结构,c.冲 孔 模,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:,模具分类及典型结构,c.步进模,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,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,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 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,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: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,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 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.,图三寸法不安定边定位,图四定位销太低,图五“U”曲示意图,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,