五金模具與沖壓工藝

1、1 課程情況總體簡介(課時2小時) 本次培訓(xùn)學(xué)員觀念：本次培訓(xùn)學(xué)員觀念： 告訴我，我會忘記 給我看，我就會記得 讓我來參與，我就會明白 2 產(chǎn)品設(shè)計原因產(chǎn)品設(shè)計原因60%; 模具工程師設(shè)計原因模具工程師設(shè)計原因20% 制造過程出錯制造過程出錯10% 技術(shù)難點原因技術(shù)難點原因10% 20% 80% 3 1 2 3 4 五金工藝基礎(chǔ)知識 五金常用材料及選用 五金模具制造跟進(jìn) 課程主要內(nèi)容課程主要內(nèi)容 產(chǎn)品設(shè)計過程技巧 4 什么是五金沖 壓零件？ 它是如何生產(chǎn) 出來的？ 5 日常用品 高科技 產(chǎn)品 本公司產(chǎn)品 常見五金沖壓零件 6 7 沖壓沖壓： 1.基本概念 沖壓生產(chǎn)場景 在室溫下利用壓力機(jī)和模具

2、使材料產(chǎn)生分離或塑性變形的加工方法。 8 加工對象： 加工依據(jù)： 加工設(shè)備： 加工工藝裝備： 一、沖壓與沖模概念 1.基本概念 沖壓模具：沖壓模具：在沖壓加工中，將材料加工成零件（或半成品） 的一種特殊工藝裝備，稱為沖壓模具（俗稱沖 模）。 主要金屬板材 板材沖壓成形性能（主要是塑性） 主要是壓力機(jī) 沖壓模具 9 10 附：五金模具的基本結(jié)構(gòu)圖 11 概述 分類分類: 沖裁模沖裁模： 沖裁沖裁：利用模具使板料沿著一定的輪廓形狀產(chǎn)生分離的一種 沖壓工序。 基本工序：落料和沖孔。既可加工零件，也可加工沖 壓工序件。 沖裁所使用的模具叫沖裁模，它是沖裁過程必不可少 的工藝裝備。凸、凹模刃口鋒利，間隙

3、小。 普通沖裁、精密沖裁 12 五金配件通用知識培訓(xùn)課程 13 14 彎曲彎曲： 彎曲方法彎曲方法： 彎曲模： 彎曲與沖裁相比： 準(zhǔn)確準(zhǔn)確工藝計算難，模具動作復(fù)雜動作復(fù)雜、結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)律性不強(qiáng)規(guī)律性不強(qiáng)。 將板料、型材、管材或棒料等按設(shè)計要求彎成一定的角度 和一定的曲率，形成所需形狀零件的沖壓工序。 彎曲所使用的模具。 彎曲方法可分為在壓力機(jī)上利用模具進(jìn)行的壓彎以 及在專用彎曲設(shè)備上進(jìn)行的折彎、滾彎、拉彎等。 15 16 17 18 生活中的彎曲零件生活中的彎曲零件 19 用用 模模 具具 成成 形形 彎彎 曲曲 件件 一一 20 用用 模模 具具 成成 形形 彎彎 曲曲 件件 二二 21 彎彎

4、 曲曲 成成 形形 典典 型型 零零 件件 22 形形 件件 彎彎 曲曲 模模 1下模板 2、5圓柱銷 3彎曲凹模 4彎曲凸模 6模柄 7頂桿 8、9螺釘 10定位板 23 形件彎曲模形件彎曲模 凸模 凹模 彈簧 凸模活動鑲塊 凹?；顒予倝K 凹模活動鑲塊 定位銷 轉(zhuǎn)軸 頂板 24 1頂板 2定位銷 3反側(cè)壓塊 4凸模 5凹模 6上模座 7壓塊 8橡皮 9凸模托板 10活動凸模 11下模座 形件彎曲模形件彎曲模 25 拉深拉深： 又稱拉延，是利用拉深模在壓力機(jī)的壓力作用下，將平板坯 料或空心工序件制成開口空心零件的加工方法。 它是沖壓基本工序之一?？梢约庸ばD(zhuǎn)體零件，還可加工盒 形零件及其它形狀

5、復(fù)雜的薄壁零件。 拉深 不變薄拉深不變薄拉深 變薄拉深 拉深模拉深模： 拉深模特點特點： 結(jié)構(gòu)相對較簡單，與沖裁模比較，工作部分有較 大的圓角，表面質(zhì)量要求高，凸、凹模間隙略大 于板料厚度。 拉深所使用的模具。 26 27 28 29 拉拉 深深 件件 類類 型型 a）軸對稱旋轉(zhuǎn)體拉深件 b)盒形件 c)不對稱拉深件 30 拉拉 深深 模模 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 圖圖 -模柄 -上模座 - 凸模固定板 - 彈簧 -壓 邊圈 -定位 板 -凹模 -下模座 -卸料螺釘 10- 凸模 31 曲柄壓力機(jī) 32 數(shù)控沖床 33 油 壓 機(jī) 34 表表1.2.1 常用冷沖壓設(shè)備的工作原理和特點常用冷沖壓設(shè)備的工作原

6、理和特點 類 型 設(shè)備名 稱 工作原理特點 機(jī) 械 壓 力 機(jī) 摩 擦 壓 力機(jī) 利用摩擦盤與飛輪之間相互 接觸并傳遞動力，借助螺桿 與螺母相對運動原理而工作。 其傳動系統(tǒng)如圖1.2.1 所示。 結(jié)構(gòu)簡單，當(dāng)超負(fù)荷 時，只會引起飛輪與 摩擦盤之間的滑動， 而不致?lián)p壞機(jī)件。但 飛輪輪緣磨損大，生 產(chǎn)率低。適用于中小 型件的沖壓加工，對 于校正、壓印和成形 等沖壓工序尤為適宜。 曲柄壓 力機(jī) 利用曲柄連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作，電機(jī)通過皮 帶輪及齒輪帶動曲軸傳動，經(jīng)連桿使滑塊 作直線往復(fù)運動。曲柄壓力機(jī)分為偏心壓 力機(jī)和曲軸壓力機(jī)，二者區(qū)別主要在主軸， 前者主軸是偏心軸，后者主軸是曲軸。偏 心壓力機(jī)一般是開

7、式壓力機(jī)，而曲軸壓力 機(jī)有開式和閉式之分。偏心壓力機(jī)和曲軸 壓力機(jī)的傳動系統(tǒng)如圖1.2.2 和圖1.2.3 所示。 生產(chǎn)率高，適用 于各類沖壓加工 高速沖 床 工作原理與曲柄壓力機(jī)相同，但其 剛度、精度、行程次數(shù)都比較高， 一般帶有自動送料裝置、安全檢測 裝置等輔助裝置。 生產(chǎn)率很高，適用 于大批量生產(chǎn)，模 具一般采用多工位 級進(jìn)模。 液 壓 機(jī) 油壓機(jī) 水壓機(jī) 利用帕斯卡原理，以水或油為工作 介質(zhì)，采用靜壓力傳遞進(jìn)行工作， 使滑塊上、下往復(fù)運動。 壓力大，而且是靜 壓力，但生產(chǎn)率低。 適用于拉深、擠壓 等成形工序。 35 1、常見的沖壓工藝有哪些？ 2、沖裁、彎曲與拉深各有何特點？ 3、常用

8、的五金生產(chǎn)設(shè)備有哪些？ 36 37 塑性塑性： 表示材料塑性變形能力。它是指固體材料在外力作用下發(fā) 生永久變形而不破壞其完整性能力。 塑性指標(biāo)塑性指標(biāo)： 衡量金屬塑性高低的參數(shù)。常用塑性指標(biāo)為延伸率和斷 面收縮率。 %100 %100 0 0 0 0 F FF L LL k k 變形變形： 彈性變形、塑性變形。 塑性變形的基本概念 38 金屬受外力作用產(chǎn)生塑性變形后不僅形狀和尺寸發(fā) 生變化，而且其內(nèi)部的組織和性能也將發(fā)生變化。一般 會產(chǎn)生加工硬化加工硬化現(xiàn)象： 塑性變形對金屬組織和性能的影響 金屬的機(jī)械性能，隨著變形程度的增加，強(qiáng)度和硬 度逐漸增加，而塑性和韌性逐漸降低； 晶粒會沿變形方向伸長

9、排列形成纖維組織使材料產(chǎn) 生各向異性； 由于變形不均，會在材料內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，變形后 作為殘余應(yīng)力保留在材料內(nèi)部。 39 最小阻力定律 在塑性變形中，破壞了金屬的整體平衡而強(qiáng)制金屬流動，當(dāng)金 屬質(zhì)點有向幾個方向移動的可能時，它向阻力最小的方向移動。 在沖壓加工中，板料在變形過程中總是沿著阻力最小的方向發(fā) 展。這就是塑性變形中的最小阻力定律最小阻力定律。 弱區(qū)先變形，變形區(qū)為弱區(qū) 金屬塑性變形的一些基本規(guī)律 40 方板拉深試驗最小阻力定律試驗 41 方板拉深試驗最小阻力定律試驗 42 環(huán)形毛坯的變形趨向 （）變形前的模具與毛坯（）拉深（）翻邊（）脹形 43 1、什么是加工硬化，有何影響？ 2、什

10、么是最小阻力定律，有何影響？ 44 不銹鋼、不銹鐵 冷軋板 鍍鋁板、鍍鋅板 鋁板 銅帶 云母板、紙板 五金常用原材料 黑色金屬、 有色金屬、 非金屬材料 45 五金材料之不銹鋼 1、定義：在空氣中或化學(xué)腐蝕介質(zhì)中能夠抵抗腐蝕的一種高合金鋼，實 際上一部分不銹鋼，既有不銹性，又有耐酸性。 2、特點：不銹鋼是具有美觀的表面和耐腐蝕性能好，不必經(jīng)過鍍色等表 面處理，而發(fā)揮不銹鋼所固有的表面性能。 46 五金材料之不銹鋼 3、分類： 1）不銹鋼按照耐酸性的不同可分為不銹鋼和耐酸鋼。不銹鋼是指耐大氣、蒸 汽和水等弱介質(zhì)腐蝕的鋼；耐酸鋼則是指耐酸、堿、鹽等化學(xué)浸蝕性介質(zhì)腐蝕 的鋼；沒有磁性。 2）不銹鋼按

11、化學(xué)成分分類： CR系列：鐵素體系列、馬氏體系列； CR-NI系列： 奧氏體系列，異常系列，析出硬化系列。 以奧氏體系類的鋼由18%鉻-810%鎳為基本組成，大部分水壺中不銹鋼部分使 用奧氏體系類不銹鋼，其中含18鉻-9鎳。奧式體系類的鋼具有高韌性和塑 性，但強(qiáng)度較低的特點。 3、公司運用于：水壺、水煲、部分電燙斗包底、部分面包機(jī)裝飾片等； 47 五金材料之不銹鐵 1 1）定義：就是將回收的廢鐵、鉛、鋼等經(jīng)二次回爐加工，通過二次處理而成的）定義：就是將回收的廢鐵、鉛、鋼等經(jīng)二次回爐加工，通過二次處理而成的. . 2 2）特性）特性 ：不銹鐵是有光澤的銀白色金屬，硬而有延展性，熔點為：不銹鐵是有

12、光澤的銀白色金屬，硬而有延展性，熔點為15351535沸點沸點30003000，有很強(qiáng)，有很強(qiáng) 的鐵的鐵磁磁性，并有良好的可塑性和導(dǎo)熱性。不銹鐵在干燥空氣中很難跟氧氣反應(yīng)，但在潮濕性，并有良好的可塑性和導(dǎo)熱性。不銹鐵在干燥空氣中很難跟氧氣反應(yīng)，但在潮濕 空氣中很容易腐蝕，若在酸性氣體或鹵素蒸氣氛圍中腐蝕更快?？諝庵泻苋菀赘g，若在酸性氣體或鹵素蒸氣氛圍中腐蝕更快。 3 3、公司運用于：部分電燙斗包底、部分面包機(jī)裝飾片、外殼、烤箱烤雞爐的外殼、左右、公司運用于：部分電燙斗包底、部分面包機(jī)裝飾片、外殼、烤箱烤雞爐的外殼、左右 側(cè)蓋、多士爐裝飾片、微波爐內(nèi)膽等；側(cè)蓋、多士爐裝飾片、微波爐內(nèi)膽等； 4

13、8 五金材料之冷軋板 1、定義：我們通常所說的板材，是指板材厚度小于4mm的鋼板，它分為熱軋 板和冷軋板。鋼板生產(chǎn)中有熱軋和冷軋，冷軋是熱軋的后續(xù)工藝，但熱軋后 的產(chǎn)品也可以成為最終產(chǎn)品。 49 五金材料之冷軋板 2、特性： 1）熱軋板：硬度低，加工容易，延展性能好；強(qiáng)度相對較低,表面質(zhì)量 差點(有氧化光潔度低),但塑性好,一般為中厚板；機(jī)械性能遠(yuǎn)不及冷加工， 也次于鍛造加工，但有較好的韌性和延展性 2）冷軋板：硬度高，加工相對困難些，但是不易變形，強(qiáng)度較高；強(qiáng)度 高硬度高,表面光潔度高,一般為薄鋼板,可作為沖壓用鋼板；由于有一定 程度的加工硬化，韌性低，但能達(dá)到較好的屈強(qiáng)比，用來冷彎彈簧片等

14、 零件，同時由于屈服點較靠近抗拉強(qiáng)度，所以使用過程中對危險沒有預(yù) 見性，在載荷超過許用載荷時容易發(fā)生事故。 3、用途：冷軋板以及以冷軋板為原板的鍍鋅板的用途十分廣泛，冰箱、 空調(diào)、洗衣機(jī)、微波爐、燃?xì)鉄崴鞯鹊鹊牧慵牧系倪x用都與它緊密 相連。 4、公司運用于：面包機(jī)外殼、底蓋板、烤箱外殼、左右側(cè)蓋，油炸鍋底 蓋板、爆米花機(jī)、微波爐外殼等； 50 五金材料之鍍鋅板 51 五金材料之鍍鋅板 1、定義：鍍鋅鋼板是為防止鋼板表面遭受腐蝕，延長其使用壽命，在鋼板表面涂以一 層金屬鋅，這種涂鋅的薄鋼板稱為鍍鋅板。 2、分類及特性： 按生產(chǎn)及加工方法可分為以下幾類： 熱浸鍍鋅鋼板。將薄鋼板浸入熔解的鋅槽中

15、，使其表面粘附一層鋅的薄鋼板。目前主 要采用連續(xù)鍍鋅工藝生產(chǎn)，即把成卷的鋼板連續(xù)浸在熔解有鋅的鍍槽中制成鍍鋅鋼板； 合金化鍍鋅鋼板。這種鋼板也是用熱浸法制造，但在出槽后，立即把它加熱到 左右，使其生成鋅和鐵的合金被膜。這種鍍鋅板具有良好的涂料的密著性和焊接性； 電鍍鋅鋼板。用電鍍法制造這種鍍鋅鋼板具有良好的加工性。但鍍層較薄，耐腐蝕性 不如熱浸法鍍鋅板； 單面鍍和雙面差鍍鋅鋼板。單面鍍鋅鋼板，即只在一面鍍鋅的產(chǎn)品。在焊接、涂裝、 防銹處理、加工等方面，具有比雙面鍍鋅板更好的適應(yīng)性。為克服單面未涂鋅的缺點， 又有一種在另面涂以薄層鋅的鍍鋅板，即雙面差鍍鋅板； 合金、復(fù)合鍍鋅鋼板。它是用鋅和其他金

16、屬如鉛、鋅制成合金乃至復(fù)合鍍成的鋼板。 這種鋼板既具有卓越的防銹性能，又有良好的涂裝性能。 3、用途：可分為一般用、屋頂用、建筑外側(cè)板用、結(jié)構(gòu)用、瓦壟板用、拉伸用和深沖 用等鍍鋅鋼板。 4、公司運用于：面包機(jī)底板、烤箱底板、微波爐底板、多士爐的左右側(cè)板、隔熱板等； 52 五金材料之電解板 1、定義：是經(jīng)冷連軋機(jī)組軋制再經(jīng)過 CAPL機(jī)組退火后，進(jìn)入電鍍鋅機(jī)組， 通過表面清洗電鍍后，根據(jù)不同用途，可進(jìn)行磷化、鈍化、涂油及耐指紋、 合金化等處理后所得的產(chǎn)品，其有關(guān)機(jī)械性能參照相對應(yīng)的基板 2、特點：電解板防腐能力強(qiáng),強(qiáng)度比冷扎板稍低,用于防護(hù)要求高的鈑金件, 價格比冷板貴的多. 3、用途：電解板是

17、用于電解或電鍍的陰極板與陽極板，一般用惰性材料作 成，如石墨，鉑等。環(huán)保電解板肯定就是具有環(huán)保特點的電解板了，比如， 使用后污染少，對環(huán)境傷害小，但一般的電解板也沒有太大污染。 4、公司運用于：烤箱底板、微波爐底板、多士爐的推條座、壓條座； 53 五金材料之鋁板 1、定義：指用鋁材或鋁合金材料制成的板型材料?；蛘哒f是由扁鋁胚經(jīng)加熱、 軋延及拉直或固溶時效熱等過程制造而成的板型鋁制品。 2、特點：板面平整，顏色均勻，色差較小(有方向性)，體輕，有一定的剛度 和強(qiáng)度，由于板材表面用的是氟碳涂料，能抗酸堿腐蝕，耐粉化、耐紫外線照 射不變色。 3、公司運用于：部分油炸鍋炸籃、蓋襯、部分烤箱烤盤、多士爐

18、的隔板等； 54 五金材料之銅 1、定義：金屬銅，元素符號CU，原子量63.54,比重8.92，熔點1083Co 2、特性：具有熱導(dǎo)率和電導(dǎo)率高；化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)，耐腐蝕性強(qiáng)；抗張強(qiáng)度大，易熔 性，純銅可拉成細(xì)銅絲； 3、分類：銅合金分為黃銅、青銅和白銅。 黃銅：銅和鋅著稱的合金統(tǒng)稱為黃銅。常用于一般用途的軸承、襯套、齒輪等耐磨件 和閥門等耐蝕件。 白銅是銅和鎳合金，主要用來制造精密機(jī)械、精密儀表中的耐蝕零件及電阻器、熱電 偶等。 機(jī)械制作中，主要使用的是黃銅和青銅。 4、公司運用于：在電水壺中主要銅制物料為：銅帶、銅制件、端子、接觸片等； 55 常用材料之云母板 1、定義：云母主要結(jié)晶成單斜晶系

19、，晶體呈假六方薄片狀、鱗片狀、板 狀，有時呈假六方柱狀。硬度23，比重2.703.20。云母的折射率隨鐵的 含量增高而相應(yīng)增高，可由低正突起至中正突起。不含鐵的變種，薄片中 無色，含鐵愈高時，顏色愈深，同時多色性和吸收性增強(qiáng) 2、特征：具有絕緣性和耐熱性，以及抗酸、抗堿性、抗壓和剝分性，用 作電氣設(shè)備和電工器材的絕緣材料； 3、分類：云母分為白云母和金云母。 4、用途：廣泛的應(yīng)用于建材行業(yè)、消防行業(yè)、滅火劑、電焊條、塑料、 電絕緣、造紙、瀝青紙、橡膠、珠光顏料等化工工業(yè)。超細(xì)云母粉作塑料、 涂料、油漆、橡膠等功能性填料，可提高其機(jī)械強(qiáng)度，增強(qiáng)韌性、附著力 抗老化及耐腐蝕型等。除具有極高的電絕緣

20、性、抗酸堿腐蝕、彈性、韌性 和滑動性、耐熱隔音、熱膨脹系數(shù)小等性能外，又率先推出片體二表面光 滑、徑厚比大、 形態(tài)規(guī)則、附著力強(qiáng)等特點。 56 常用材料之不銹錳 1、定義：錳是銀灰色的金屬，很象鐵，但比鐵要軟一些。如果錳中含有少量 的雜質(zhì)碳或硅，便變得非常堅硬，而且很脆。不過，純凈的金屬錳的用途 并不太廣，因為它比鐵還易生銹，在潮濕的空氣中，沒一會兒便變得灰蒙蒙的， 失去了光澤表面生成了一層氧化錳。再說，錳的熔點又比鐵低，機(jī)械強(qiáng)度 不如鋼鐵，而價格又比鋼鐵貴得多，因此人們幾乎不生產(chǎn)金屬錳，而大量生產(chǎn) 鋼鐵。 2、特點：錳比鐵的熔點低，強(qiáng)度也不好，它非常容易生銹 3、用途：錳最重要的用途是制造合

21、金錳鋼。 4、公司運用于：油炸鍋的彈片、面包機(jī)的卡片； 57 58 59 60 裝 配 不 良 工藝變更 改模改模 外觀不良 客 戶 變 更 61 1、該產(chǎn)品拉深高度50MM;： 2、轉(zhuǎn)角R4.0; 3、懸臂長度20MM,3MM寬; 4、兩孔到切邊距離0.8MM; 5、材料用SUS301；厚0.3MM 6、尺寸公差長、寬、高都為正 負(fù)0.05MM 請列舉該產(chǎn)品設(shè)計缺陷，并說出原因。 62 目 的 省時、省料、省工序 模具結(jié)構(gòu)簡單，壽命高 工件合格 63 沖裁件上孔與孔之間，孔與零件邊緣 之間的壁厚值不能太小， =1.5t =1t 沖裁件的孔徑因受沖孔凸模強(qiáng)度和剛度限 制不宜太小,否則凸模容易折

22、斷和彎曲. (關(guān)于沖孔的最小尺寸和孔間距的最小尺 寸可以查表確定) 64 彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性 彎曲件的結(jié)構(gòu)工藝性即制件對彎曲工藝的適應(yīng)性。 結(jié)構(gòu)工藝性良好，指沖壓工藝，彎曲工藝易于成型，或經(jīng)過改造后易于成型。 （一般情況下，小圓弧角度對于厚度 2 t 若H 2 t 需要先開槽再彎曲 或者增加直邊的高度，為工藝邊 3、彎曲件的孔邊距離 t t t=2mm L=.2t 66 彎曲件上面有孔時,一般是先彎曲再沖孔 工藝孔開孔的原則:保證沖孔凸模足夠的強(qiáng)度,且形狀最小. 4、增加工藝缺口，槽和工藝孔 67 * 盒形件一次制成的條件是限定盒形件角部的圓角半徑和拉深件的高度 * 凸緣件一次制成的條件為：零件的圓筒形部分直徑和與毛坯的比值 d / D=0.4 2、對拉深件形狀的 要求 * 拉深件外形尺寸 的標(biāo)注要么是外形要 么是內(nèi)形 * 對于非對稱拉深 件可考慮成對加工再 分割 68 * 同一制件上面 不同位置的拉深 方向應(yīng)一致，若 出現(xiàn)方向不一致， 則只能