沖壓模具及工藝

AuthorJH.YANGApprovedbyReportNo.沖壓模具及工藝

IssuedDate01.18.2010Div.KSRDLCDRDCenterLCDBU一、相關(guān)概念：在常溫狀態(tài)下﹐把坯料放入模具中﹐通過壓力機和模具對坯料施加壓力﹐使坯料分離或變形﹐制成需要的零件，這種模具裝備稱為冷沖模;沖壓加工的特點：冷沖壓的生產(chǎn)率高，操作簡便，便于實現(xiàn)機械化與自動化。而且沖壓產(chǎn)品的尺寸精度主要是由模具保證的，質(zhì)量穩(wěn)定。1，按加工的形式或內(nèi)容分為：①，沖裁模--------將一部分材料與另一部分材料分離的模具。(切邊﹑下料模)②，彎曲模--------將坯料彎曲成一定形狀的模具。(折彎模)③，拉延模--------將坯料拉延成開口空心的零件或進一步改變空心工件形狀或尺寸的模具。(拉伸模)④，成形模--------將沖裁﹑彎曲或拉延的工件﹐進一步改變其局部形狀的模具。2，按照模具結(jié)構(gòu)分：①，簡單沖裁模(工程模)-------在沖床每一次行程中只能完成同一種沖裁工序的模具。這類模具有沖孔模，下料模U曲模、V曲模、拉深模、切斷模、鉚接模、整形模等沖孔模下料模②，復合沖裁模(復合模)-------在沖床每一次行程中﹐在模具同一位置上能完成幾個不同的沖裁工序的模具。③，連續(xù)沖裁模(連續(xù)模)-------在沖床每一次行程中﹐按一定的順序﹐在模具的不同位置完成兩種或兩種以上的沖裁工序的模具。二、沖裁的基本原理：沖裁時材料分離過程可分為三個階段：

1,彈性變形階段

板料在凸模壓力作用下.首先產(chǎn)生彈性壓縮、拉伸等變形,此時凸模略微擠入板料內(nèi),板料的另一面也略微擠入凹模刃口內(nèi),凸模端部下面的材料略有彎曲,凹模刃日上面的材料開始上翹,間隙越大,彎曲和上翹越嚴重,板料在凸、凹模刃口處形成初始塌角,這時材料內(nèi)部應(yīng)力尚未超過彈性極限,當外力去掉后材料能恢復原狀。此階段稱為彈性變形階段。

2,塑性變形階段塑性變形、外力作用超出材料的強度極限，產(chǎn)生斷裂紋。當凸模繼續(xù)壓入,壓力增加,材料內(nèi)部的應(yīng)力也隨之加大,在材料內(nèi)的應(yīng)力達到屈服極限時便開始進入塑性變形階段。在這一階段中隨著凸模擠入材料的深度逐漸增加,材料的塑性變形程度也逐漸增大。由于刃日處間隙的存在,材料內(nèi)部的拉應(yīng)力及彎矩也都增大,使變形區(qū)材料硬化加劇,直到刃口附近的材料由于拉應(yīng)力及應(yīng)力集中的作用開始出現(xiàn)微裂紋,此時,沖裁變形力也達到最大值。微裂紋的出現(xiàn)說明材料開始破壞,塑性變形階段也告結(jié)束。

3,剪裂階段：

斷裂分離階段微裂紋不斷向材料內(nèi)擴展延伸，重合，材料斷裂分離。凸模繼續(xù)下降,已產(chǎn)生的上、下微裂紋不斷擴大并向材料內(nèi)部延伸,當上、下裂紋相遇重合時,斷開始分離產(chǎn)生粗糙的斷裂帶,當凸模再往下降,將沖落部分擠出凹模洞口，至此，凸?；厣瓿烧麄€沖裁過程。

<1>塌角帶由主單性變形階段產(chǎn)生初始塌角，帶動邊塑性變形階段。

<2>光亮帶產(chǎn)生于塑性變形階段，斷面較光潔平整，是質(zhì)量最佳的一段。

<3>斷裂帶撕裂造成的，表面粗糙而無光澤，并帶有錐度。

<4>毛刺區(qū)產(chǎn)生微裂時便產(chǎn)生毛刺。

斷面質(zhì)量受沖裁條件的不同而不同，如：刃口間隙，刃口形狀，鋒利程度，沖裁力、潤滑條件，板料質(zhì)量（表面質(zhì)量），板料種類（性能）。

沖壓生產(chǎn)要求沖裁件有較大的光亮帶，尺量減少斷裂帶區(qū)域的寬度。

材料塑性愈好，光亮帶愈大，斷裂帶愈小，同時，圓角毛刺亦增大。

二、普通沖裁件的斷面特征：

沖壓用板料黑色金屬碳素結(jié)構(gòu)鋼板如SECCSPCCSPTESGCC

低合金結(jié)構(gòu)鋼板如Q345。Q295電工硅鋼板如D12D41不銹鋼板如SUS304SUS430其他有色金屬純銅板如T1。T2黃銅板如H62，H68鋁板如1050A（23），1035（L4）5052鈦合金板鎳銅合金板其他非金屬絕緣膠木板紙板橡膠板有機玻璃層壓板纖維板毛氈、常用沖壓材料：三、沖裁凸模、凹模間間隙的設(shè)定：沖裁模的凸模橫段面，一般都小於凹模孔，凸模和凹模間有適當空隙，稱為間隙。普通材料的沖裁單邊間隙面為材料厚度的5％～6％。通常情況下，模間隙越小則光亮帶比重越大，毛刺也越長。三、沖壓模具的結(jié)構(gòu)：NO零件名稱材料熱處理1上模架板2上模固定板3凹模SKD11HRC58-624上卸料板5下卸料板6凹凸模SKD11HRC58-627下模固定板8下模架板9墊鐵A模柄B凸模SKD11HRC58-62C彈簧D外導柱E限位快F內(nèi)導柱G導料銷H檔料銷I卸料螺釘J彈簧頂絲K限位柱性能部件定義所含零件沖模零部件工藝構(gòu)件工作零件它是指直接進行沖裁分離工件的零件。凸模凹模凸凹模定位零件它是指能保證條料在送進和沖裁時在模具上有正確位置的零件。定位板定位銷擋料銷導正銷導尺，側(cè)刃壓料，卸料及出件零部件用于沖裁后材料的彈性恢復，工件往往留在凹模洞口內(nèi),而條料又緊箍在凸模上,卸料零件的作用就是把工件從凹模洞口頂出,把廢料從凸模上卸下。卸料板推件裝推件裝置壓邊圈彈簧、橡膠墊性能部件定義所含零件輔助構(gòu)件導向零件它是保證模具各相對運動部位具有正確位置及良好運動狀態(tài)的零件。導柱導套導板導筒固定零件它是固定凸模和凹模,并與沖床滑塊和滑塊工作臺相聯(lián)結(jié)的零件。上下模座模柄凸凹模固定板墊板限住器緊固及其它零件

它是在裝配模具時,為了保證零件間相互正確位置,把相關(guān)聯(lián)的零件固定或聯(lián)結(jié)起來的零件。螺釘，銷釘鍵其他1，凸模：結(jié)構(gòu)形式主要根據(jù)沖裁件的形狀和尺寸來定的。

1.1、圓形凸模

<1>標準式：分AB兩種形式。

其中B型適合于沖裁8-30mm的孔徑。

A型適合于沖1-20mm的孔徑。

要保證凸模的剛性及強度，增加過渡段及采用滑過渡。

<2>護套式：凸模結(jié)構(gòu)，用于沖小孔（孔徑與料厚較接近）

<3>大型落料凸模。采用凹座螺釘緊固、或鑲配式。

工作部分用模具鋼，非工作部分用一般鋼，節(jié)省材料，端部做成凹形，減少與工作的接觸面積、防止由于端部不平造成成對板料的不平衡沖擊。側(cè)邊做成凹型，防止增加凸模與凹模及工作的磨擦力。

1.2、非圓形凸模：對于復雜沖裁件。

其中裝配部分做成圓形或方形，以方便裝配，工作部分由沖裁件決定開頭如果采用線切割，則安裝部分開頭與工作部分一樣。

一、工作零件2、凹模

（1）整體式

（2）鑲拼式（用于大型，開頭復雜的零件，）

其優(yōu)點是：可把原來形狀。復雜的凹模內(nèi)表面加工變成外表面的加工，節(jié)約材料，減少熱處理變形，但鑲拼裝配困難。3、凸凹模：它是復合沖裁中的一個特殊零件。其內(nèi)形刀口起沖孔凹模作用，其外形刃口起落料凸模作用。外形按凸模設(shè)計，內(nèi)形按凹模設(shè)計。設(shè)計的關(guān)鍵是要保證內(nèi)形和外形之間的壁厚強度。凸凹模內(nèi)孔按一般凹模式設(shè)計，外形按一般凸模設(shè)計。

關(guān)鍵是要保證內(nèi)形與外形之間的壁厚強度。4、尺寸計算原則:

1、落料件的尺寸取決於凹模尺寸，沖裁件的尺寸取決於凸模尺寸。

2、計算尺寸時要考慮磨損情況，落料時，凹模取最小的尺寸，沖孔時凸模取最大尺寸。

一、工作零件1，擋料銷釘

1.1、固定擋料銷

圓形擋料銷：應(yīng)用較多的銷釘。

柱銷式擋料銷:適合于坯料的搭邊值較寬的情況。

鉤形擋料銷：適合于搭邊值較小或細長狀孔的沖裁擋料

1.2、活動擋料銷

彈簧式、橡膠式常用于倒裝式帶活性卸料板的沖模沖。

回帶式擋料銷：常用于有固定卸料板的沖模中。

1.3、臨時擋料銷：亦稱作始用擋料銷或首次擋料銷。常用于連續(xù)模中，條料首次沖裁時使用。二、定位零件

導正銷（釘）

連續(xù)模上用來對條料確定位的。保證工件內(nèi)形與外形相對位置精度。

裝于廢料凸模上，落料前篝行內(nèi)孔導向，清除送料步距的誤差。

結(jié)構(gòu)：頭部有錐形的導入部分和柱形的定位部分。

二、定位零件

<三>側(cè)刃

I型：沒有側(cè)刃凸臺，易產(chǎn)生側(cè)向推力適方?jīng)_裁力不大的薄板沖裁

II型：有側(cè)刃凸臺。凸臺與側(cè)面導板接觸，沖裁時可消除側(cè)向推力。

可分矩形，凹型，L型側(cè)刃三種。導尺（導料板）

對板料送料起導向作用。防止送料傾斜。

常用于簡單沖裁模與連續(xù)沖裁模中。

結(jié)構(gòu)：可與卸料板合為體或與卸料板分離。

二、定位零件

名稱矩形側(cè)刃凹型成型側(cè)刃L型成型側(cè)刃圖型區(qū)別

制造簡單、使用方便,但當刃口尖角處磨損后在條料上易產(chǎn)生毛刺,會影響定位和送料,也容易刺傷操作工人的手。

由于毛刺位于條料側(cè)邊凹槽之溝,故不影響定位和送進,但刃口形林較復雜,制造較困難,并且增加了沖裁的廢料。

在條料側(cè)邊不易產(chǎn)生毛刺,送進方便,但制造也較困難,也使沖栽廢料增加。與導向面的質(zhì)量三、卸血料裝置巧：3.1卸料板3.2頂誼件裝置與蜓推件裝置頂件裝趁置：用于薄柔料的沖模繼，裝于下吩模，使工償件平整。推件裝置深：用于沖冷裁厚而硬幣的料件。三、卸狂料裝置梯：3.1卸料板3.2互頂件裝跪置與推棋件裝置頂件裝置：用于薄養(yǎng)料的沖模貨，裝于下軋模，使工疲件平整。推件裝織置：用捐于沖裁束厚而硬桿的料件錄。五、沖藍壓力：慈沖壓蹤蝶力是指在浸沖裁時，喘壓力機應(yīng)光具有的最已小壓力。刑P雄沖壓=P況沖裁+P挑卸料+P挨推料（P倘頂件）未沖壓頂力是選擇駁沖床噸位超，進行模昆具強度。切剛度校核含依據(jù)。沖裁力肆計算：惱P催沖=L渾tσb勇其中夏：P沖灰裁-沖端裁力擺L尼-沖裁票件周邊懼長度班t譽-板料存厚度界σb-材料的卷強度極加限一般情稀況下P蹤蝶沖壓取1.3串-1.擺5倍的P沖1,拉深是利比用模具將絡(luò)平板毛坯耳或半成品糧毛坯拉成剝開口空心跟件的一種脹冷沖壓工盯藝。1.1嚷拉深嗎工藝可驕制成的舞制品形蘿狀有：雪圓筒形枯、階梯籌形、球備形、錐盆形、矩莖形及其肉它各種堆不規(guī)則稀的開口燃空心零傻件。誰1.2捐拉深衡工藝與供其它沖竿壓工藝角結(jié)合，辨可制造灰形狀復吼雜的零穴件，如嚼落料工棍藝與拉陵深工藝徐組合在素一起的送落料拉轎深復合縣模。少日怕常生活珠中常見額的拉深凝制品有莊：鮮旋轉(zhuǎn)味體零件歷：如搪血瓷臉盆僻，鋁鍋掠。堵方形設(shè)零件：支如飯盒淚，汽車呈油箱兄復雕雜零件蠻：如汽吉車覆蓋悉件。1.3羊拉深炕時壓邊她圈先把抬中板毛衣坯壓緊籍，凸模壁下行，破強迫位之于壓邊毒圈下的米材料（兔凸緣部張分）產(chǎn)羊生塑性慨變形而鞭流入凸和凹模間爬隙形成劣圓筒側(cè)猴壁。腥拉舅深材料州的變形材主要發(fā)捐生在凸叔緣部分異，拉深跳變形的琴過程實糧質(zhì)上是述凸緣處弊的材料譜在徑向匠拉應(yīng)力源和切向畢壓應(yīng)力憂的作用嫂下產(chǎn)生戒塑性變澡形，凸侮緣不斷績收縮而轉(zhuǎn)化為罷筒壁的需過程，拍這個過用程中變征形程度次最大的飽是凸緣膏部分。對于拉深奶模具而言旨，有兩個哀指標很重嶼要；１．拉君深間隙橡拉深拜間隙對拉澆深件筒形衰直壁部分授有校正作貓用：間隙澡大，則校炒正作用減蝴小，效果壩不明顯，罷形成口大炎底小的錐沉形；間隙短減小，則俱拉深力增炎大，易造川成拉破的卷現(xiàn)象，而防且模具的誓磨損快。雕考喂慮到拉深擊中外緣的貪變厚，除騾最后一次某拉深間隙少取等于或爸略小于板匯料厚度以絲式外（以保提證工件精莊度），其據(jù)余拉深都雄應(yīng)把間隙衫取為稍大灶于材料厚魔度。２．貴凸凹模鑰圓角半徑棉凹會模圓角半予徑對拉深償件影響更耗大，凹模聯(lián)圓角不能夫小，但太律大，易造雜成壓邊面表積小而起輝皺，而且疫拉深過程濟中，凸緣臥較早離開仗壓邊圈，拐亦會引起豈起起皺現(xiàn)象。凸吳模圓角小擾，圓角材唇料變薄嚴糾重，易拉廳裂：彎曲：1．彎曲秀工藝：是古根據(jù)零件婦形狀的需辣要，通過駁模具和壓叉力機把毛踩坯彎成一針定角度，中一定形狀援工件的沖座壓工藝方殿法。

2蛋．彎曲成字形工藝在糖工業(yè)生產(chǎn)涂中的應(yīng)用很：應(yīng)用相渣當廣泛，時如汽車上蹤蝶很多履蓋暈件，小汽血車的柜架郵構(gòu)件，摩榆托車上把憲柄，腳支間架，單車回上的支架昌構(gòu)件，把柄，小的上如門扣，驅(qū)夾子（鐵且夾）等。3.彎曲的假過程：3.1供凸模運超動接觸頁板料（辱毛坯）吃由于凸扮,凹模塘不同的頭接觸點起力作用盈而產(chǎn)生能彎短矩驕，在彎會矩作用建下發(fā)生鳥彈性變敲形，產(chǎn)聾生彎曲倚。保3.2搏隨著單凸模繼葛續(xù)下行右，毛坯蝴與凹模午表面逐招漸靠近縣接觸，吊使彎曲觀半徑及亦彎曲力銜臂均隨領(lǐng)之減少添，毛坯凱與凹模晚接觸點結(jié)由凹模躲兩肩移邪到凹模箏兩斜面例上。（燙塑變開嶼始階段墨）。3.3．拒隨著懷凸模的擱繼續(xù)下生行，毛沫坯兩端告接觸凸夜模斜面印開始彎湯曲。（舟回彎曲憤階段）昂。

3堂.4．咱壓平澡階段，曬隨著凸能凹模間取的間隙鏡不斷變鑄小，板脖料在凸聽凹模間小被壓平帳。

3糖.5．濁校正往階段，苦當行程蘆終了，挎對板料驢進行校香正，使牙其圓角遙直邊與擴凸模全洞部貼合事而成所期需的形駁狀4.彎曲幫變形的廣特點是芹：板料采在彎曲熊變形區(qū)得內(nèi)的曲甲率發(fā)生讀變化，紫即彎曲勝半徑發(fā)滅生變化。真從彎曲字斷面可諒劃分為糠三個區(qū)胃：拉伸爽區(qū)、壓塵縮區(qū)和斑中性層島。5.在實際乞生產(chǎn)中，各彎曲件的鑼主要質(zhì)量殃總是有回具彈、滑移床、彎裂等5.1回彈，由曠于彈性回交復的存在訊，使彎曲救件彎曲部逮分的曲率主半徑和彎邀曲角度在彎曲外力拾撤去后（貧工件從模具中傷取出后）竟發(fā)生變化拆（與加工顯中在模具晉里的形狀發(fā)生凳變化）割的現(xiàn)象每稱彈性硬回復跳疾（回彈懲）。5.1.蜘1材料齊的機械性匠能與屈服沸極限成正錯比，與彈齡性模數(shù)E掘成反比。短5.1塔.2相威對彎曲半態(tài)徑r/t殺，r越小偽，變形量華越大，彈體性變形量抄所占變形量征比例越小敢。回彈越聰小。5.1.惕3彎曲么力：彎曲鉤力適當，乖帶校正成心分適合，羨彎曲回彈紀很小。榴5.1綢.4磨葡擦與間隙杠：磨擦越悠大，變形共區(qū)拉應(yīng)力回大，回彈蜂小。凸、候凹模之間佩隙小，磨肆擦大，校睬正力大，衣回彈小。師5.1斃.4彎斥曲件的形蒸狀：彎曲快部分中心曉角越大，崇彈性變形吵量越大，要回彈大，筋形狀越復冒雜，回彈液時各部分親相應(yīng)牽制溫，回彈小惑。5.2別彎曲件的期彎裂彎曲件變疼形區(qū)外邊磨是拉伸區(qū)歐，當此區(qū)懲的拉應(yīng)力羞超出材料蔬的應(yīng)力極午限時（強請度極限）就然產(chǎn)生裂捧紋。彎高曲件的談相對彎蜘曲半徑具r/t蓬越小，訴則變形邁越大，劫越易拉猛裂。5.3冰彎曲件的物滑移盛由于毛雞坯與模具灰之間磨擦內(nèi)的存在，牛當磨擦力祝不平衡時各造成毛坯叨的移位，罵稱作滑移槍，使彎曲崖件的尺寸相達不到要獻求：5.3.體1產(chǎn)生郊滑移的蒸原因：職由于兩提邊磨擦幟力不等免。歲A．議工作不絨對稱，襯毛坯兩壺邊與凹濾模接觸勞面不相事等。少B．貓凹模勾兩邊的請邊緣圓絡(luò)角半徑釀不相等產(chǎn)，半徑晨小，磨俘擦力更