五金沖壓及模具基本知識

1、五金沖壓與模具基本知識五金沖壓與模具基本知識1.沖壓概述沖壓加工技術(shù)應(yīng)用十分廣泛，在國民經(jīng)濟各工業(yè)部門中，幾乎都有沖壓加工或沖壓產(chǎn)品的生產(chǎn)如汽車，飛機，拖拉機，電機，電器，儀表，鐵道電信，化工以及輕工日用品中均占相當大的比重 沖壓生產(chǎn)主要是利用沖壓設(shè)備和模具實現(xiàn)對金屬材料（板材）的加工過程所以沖壓加工具有如下特點：(1)生產(chǎn)效率高,操作簡單,容易實現(xiàn)機械化和自動化,特別適合于大量生產(chǎn) (2)沖壓零件表面光潔，尺寸精度穩(wěn)定，互換性好，成本低廉 (3)以材料消耗不多的情況下，可以獲得強度高，剛度大，重量小的零件 (4)可得到其他加工方法難以加工或無法加工的復雜形狀零件 由于沖壓加工具有節(jié)省材料和生

2、產(chǎn)率高等突出特點，決定了沖壓產(chǎn)品成本低廉，效益較好，因沖壓生產(chǎn)在制造行業(yè)中占有重要地位 隨著科學技術(shù)的進步和工業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，模具已成為當代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段，沖壓生產(chǎn)和模具工業(yè)得到了世界各國的高度重視2 沖壓加工需要沖壓機械與沖壓模具(工具) 2.1 沖壓機械 我們先來看一看沖壓機械。沖壓機械有很多種類。在機械式?jīng)_壓機中有曲柄沖壓機、連動沖壓機、凸輪沖壓機、螺紋沖壓機等使用油壓的為油壓沖壓機、使用空氣壓力的為空壓沖壓機利用人力完成的有腳踏沖壓機(俗稱:一腳踹)、手動沖壓機等種類。在這裡我們將最為常用的曲柄沖壓機稱做沖壓機械。 沖壓機械是將馬達的轉(zhuǎn)動傳給曲柄軸，再通過連桿將被防滑部(通稱:刮

3、刀)控制的沖頭上下移動。您可以想像，當一輛汽車的引擎將汽油燃燒后會產(chǎn)生壓力，用這個壓力把氣缸壓下，從曲柄軸得到旋轉(zhuǎn)力的過程，沖壓機的工作過程是與這一過程正好相反。這樣會更好理解。 沖壓機的工作原理是，沖頭反復運動(一般為上下運動)，與之相反墊枕部是被固定的。墊枕部被固定在底座上，通過框架及連桿等與沖頭驅(qū)動部(驅(qū)動部一般裝在被稱為冠冕的上部)聯(lián)接，接受施加壓力。沖壓機械有反復(上下)運動的沖頭和被固定的墊枕部?？蚣芸蚣? : 接受施加壓力接受施加壓力墊枕部:固定模具沖頭沖頭: :被裝上模具后做功被裝上模具后做功。連桿連桿: :聯(lián)接曲柄軸與沖頭聯(lián)接，傳遞能量。聯(lián)接曲柄軸與沖頭聯(lián)接，傳遞能量。曲柄軸

4、曲柄軸: :將旋轉(zhuǎn)的能量通過連桿轉(zhuǎn)化將旋轉(zhuǎn)的能量通過連桿轉(zhuǎn)化為為直線運動。直線運動。防滑裝置防滑裝置: :限制沖頭的運動。限制沖頭的運動。慣性輪離合器慣性輪離合器通過慣性輪儲存能量，通過離合器的接通或中斷是沖頭產(chǎn)生運動。通過慣性輪儲存能量，通過離合器的接通或中斷是沖頭產(chǎn)生運動。2.2 上模具與下模具共同組成一套模具沖壓機械是通過裝載沖壓模具(以下稱模具)后進行沖壓加工的。模具由一對刀具(工具)組成。如果您聯(lián)想一下剪刀就不難理解了。首先將一片刀具裝在沖頭上，另一片刀具固定在墊枕部上。將鐵板放在刀具與刀具之間，沖頭下降時鐵板就會被切斷。這一對刀具就是模具。被裝在沖頭上的模具，理所當然就被稱為上方模

5、具，即上模具。墊枕部的模具就稱為下模具。上模具與下模具共同構(gòu)成模具。 模具除可以切斷鋼板(剪斷)以外，還可以彎、擰鐵板，使之發(fā)生永久的變形，得到想要得到的形狀。直接使材料發(fā)生變形的東西就是模具。沒有模具就不能進行沖壓加工。模具的品質(zhì)、性能直接影響到?jīng)_壓加工的生產(chǎn)性和沖壓加工的品質(zhì)，具有極為重要的作用，可以說是沖壓加工的生命。3沖壓模具(沖壓加工)可以做什麼? 【前提】 沖壓加工也有很多類型(鍛造、軋花、接合等)、在這裡我們將對鐵板(主要為軟鋼板)的加工稱為沖壓加工。鐵板(鋼板)的形態(tài)各異，薄板有的比紙還薄，而厚板有的與其說是板，倒不如說是鐵塊更貼切。這裡我們所考慮的是厚度在0.5mm4mm左右

6、的鋼板。說起模具，也有很多種。塑膠模具、橡膠模具、玻璃模具等五花八門。其中用於沖壓加工的稱為沖壓模具。在這裡我們將沖壓模具稱為模具。沖壓加工也有很多種。剪斷、彎曲、擰絞、成型、鍛造、接合等都是沖壓加工。在這裡我們之論述其中的剪斷、彎曲、擰絞幾項。剪斷、彎曲、擰絞是最常見的沖壓加工方法。一般的沖壓機械(通用機)只單純地進行沖頭的反復運動，因此做功的模具也當然只是上模具的直線往返運動。上述前提()中所能作到的事項列述如下。均為最基本的事項。 3.1 沖壓模具(沖壓加工)(A) 沖孔.切邊加工大陸與臺灣用語不同之處 穿孔(沖孔)呈封閉曲線的完全分離 外形切割(外形切邊)、(剪邊) 呈開放型曲線的完全

7、分離 切斷(剝料) 完全分離 3.2 衝壓模具(衝壓加工)(B) 成型除彎成V字型的V彎曲之外，還有L字彎曲、臺階狀的Z字彎 曲、N字彎曲、帽型彎曲等。彎成筒型的卷邊加工、圓型彎曲。扭轉(zhuǎn)彎曲。 3.3 沖壓模具(沖壓加工)(C) 拉伸 加工成有底的容器狀，一邊拉 伸素材一邊施加力量，製成符 合穿孔器和沖模形狀的產(chǎn)品。 沖絞產(chǎn)品:乾電池套(鹼性電池、鋰電池(錳鋼電池罐的小型化處理)、電容器盒、洗碗池、汽車的引擎罩、V型皮帶輪罩、一開罐的拉手和蓋子之間的接合等。3.4 沖壓模具(沖壓加工)(D) 沖壓模具還能進行許多種加工、這裡只介紹上述加工的幾種應(yīng)用 及組合。 剪切,切口,切邊,打凸,抽引,彎曲

8、,修邊、卷圓,整形,壓字等3.5 有關(guān)以下幾點，大致歸納如下。剪切用剪刀或模具切斷板材,切斷線不封閉。切口在壞料上將板材部分切開，切口部分發(fā)生彎曲。彎曲用模具使材料彎曲成一定形狀。抽引將板料或工件上有孔的邊緣翻成豎立邊緣。打凸，拉伸將板料毛壞壓制成空心工件剪切切口彎曲打凸抽引沖孔機構(gòu)沖孔機構(gòu) 保持部保持部母模刀口機構(gòu)母模刀口機構(gòu)固定基準機構(gòu)固定基準機構(gòu)防陷機構(gòu)防陷機構(gòu)配套模座配套模座輔助部分輔助部分脫模機構(gòu)脫模機構(gòu)導銷導銷導向襯套導向襯套 螺旋彈簧螺旋彈簧等高限位機構(gòu)等高限位機構(gòu)定位銷定位銷工件工件 4. 沖壓模具的構(gòu)造 4.1 沖壓模具的構(gòu)造沖壓模具的構(gòu)造大體上可分為刀具部、保持部和輔助部。

9、刀具部(沖孔機構(gòu))直接作用於材料的部分保持部(母模刀口機構(gòu)、固定基準基構(gòu)、配套模座等)固定刀具輔助部(壓料脫模機構(gòu)、導向、定位等)5.2 依次傳送型 （連續(xù)模） 將復數(shù)的工序等距離地排放在單一的模具內(nèi)部。通過傳送裝置沖壓機每旋轉(zhuǎn)一次向前推進一定的距離，并將工件依次送至下一道工序。 材料採取連續(xù)供應(yīng)的方式，機器的運轉(zhuǎn)也是連續(xù)且自動的，因此多數(shù)情況下但加工工件下線時已是完成了全部加工的完成品了。材料採用卷材，通過展卷機、校平器、供卷機等設(shè)備連續(xù)供應(yīng)。依次傳送型模具依次傳送型的實例依次傳送型配置5沖壓模具的分類 雖然寫上了沖壓模具的分類，但所指的是，根據(jù)沖壓機械、模具、搬運設(shè)備、週邊設(shè)備等進行什麼形

10、式的加工。也許說加工體系更為妥當。請理解為在這一體系中所使用的模具的形式。以下為4種具有代表性的分類。除此之外還有滑墊型、串聯(lián)型等形式。5.1 單發(fā)型（工程模） 每道工序都有獨立的模具，模具是被單獨使用的。由操作人員將材料裝入、取出，一臺沖壓機上只裝一個模具，由人來操作完成作業(yè)。 有關(guān)材料的裝入與取出，通用機使用多間接的教學用機器手，專用機使用固定的程式機器手，以此達到節(jié)省人力、節(jié)省能源的目的。單發(fā)型模具單發(fā)型實例單發(fā)型作業(yè)5.2 轉(zhuǎn)移型（單機多工） 將每一道工序的獨立的模具排列在一臺沖壓機內(nèi)部，通常是通過曲柄軸進行驅(qū) 動，擁有與沖壓機本身同步運行的搬運機構(gòu)，進行連續(xù)性的自動加工。移動方式（一

11、） 只有在傳送方向上的往返運動(前進回車)。 沒有功的保持及釋放系統(tǒng)，需要另行配置。移動方式（二） 前進回車 工件的保持及釋放(夾緊放開) 夾緊前進放開回車轉(zhuǎn)移型生產(chǎn)工序?qū)嵗?5.3移動方式（三） 前進回車 工件的保持及釋放(夾緊放開) 工件的上升下降(升降) 夾緊上升前進下降放開回車 。 1.1.簡介：因應(yīng)五金沖壓，於設(shè)計時考量其結(jié)構(gòu)功能性而附予模具之簡介：因應(yīng)五金沖壓，於設(shè)計時考量其結(jié)構(gòu)功能性而附予模具之名名 2.2.模具名稱種類：模具名稱種類： 2.12.1覆覆 合合 模：其結(jié)構(gòu)及功能模：其結(jié)構(gòu)及功能主要在於物品之下料外型及沖主要在於物品之下料外型及沖孔而之?？锥?。 2.22.2沖沖

12、切切 模：其結(jié)構(gòu)及功能模：其結(jié)構(gòu)及功能主要在於切邊或沖孔而言主要在於切邊或沖孔而言 2.32.3成成 型型 模：其結(jié)構(gòu)及功能模：其結(jié)構(gòu)及功能主要考慮製品中有型狀之物件主要考慮製品中有型狀之物件而言。而言。 2.42.4連連 續(xù)續(xù) 模：其結(jié)構(gòu)及功能模：其結(jié)構(gòu)及功能主要在於屬於小而量大。主要在於屬於小而量大。 2.52.5自動化模：其結(jié)構(gòu)及功能自動化模：其結(jié)構(gòu)及功能主要考慮在於製品屬於大而量主要考慮在於製品屬於大而量大之製品而言。大之製品而言。 2.62.6引引 伸伸 模：其結(jié)構(gòu)及功能模：其結(jié)構(gòu)及功能主要考量在於製品屬於深而薄之主要考量在於製品屬於深而薄之製品而言。製品而言。模具種類命名（沖壓）模

13、具產(chǎn)生的效能一、前言：模具是經(jīng)由設(shè)計之工件或零件衍生的一連串之模板加工、處理、組合進而大量生產(chǎn)之復製工具。其特性在於快速復製同一工件，使其大量生產(chǎn)。經(jīng)過數(shù)道處理，要求復製，製品在外觀、尺寸、形狀等均在設(shè)計值內(nèi)達到客戶要求。 以滿足設(shè)計者對於該物件之要求。1.覆合模：主要考慮在於下料或者成型模具上其結(jié)構(gòu)大可分上模座、上墊、上夾、上模、上內(nèi)脫、下模、下外脫、下夾、下夾、下模座等所模板所結(jié)合而成，如圖示：上模座上模座下模座下模座下母模下母模下墊板下墊板下夾板下夾板上墊板上墊板上夾板上夾板下外脫下外脫下內(nèi)脫下內(nèi)脫下公模下公模上模上模下模下模二，效能：2.2.沖切模：主要考慮在於沖剪切邊、沖孔、折彎等，

14、沖切模：主要考慮在於沖剪切邊、沖孔、折彎等， 其方式如圖示：其方式如圖示：下模上模沖孔沖孔切邊切邊沖裁模是利用模具使板材分離的沖壓工序，包括落料、沖孔、切口、修邊等工序。（圖1）圖1沖孔落料二，沖切模：沖裁過程：沖裁即是分離工序，工件受力時必然從彈、塑性變形開始，以斷裂告終。當凸模下降接觸板料，板料即受到凸、凹模壓力而產(chǎn)生彈性變形，隨著凸模下壓，模具刃口壓入材料，內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)滿足塑性變形條件時，產(chǎn)生塑性變形，沖件塑性變形從刃口開始，隨著切刃的深入，變形區(qū)向板料的深度方向發(fā)展、擴大，直到在板料的整個厚度方向上產(chǎn)生塑性變形，板料的一部分相對于另一部分移動。二，沖切模：沖裁零件的斷面形狀及分析：如下圖

15、所示，由于沖裁變形的特點，使沖出的工件斷明顯地分成三特征區(qū)，即圓角帶、光亮帶與斷裂帶。圓角帶、光亮帶與斷裂帶三部分在沖裁件斷面上所占的比例隨材料的機械性能、凸與凹模間隙、模具結(jié)構(gòu)等不同而變化。要想提高沖裁件切面的光潔程度與尺寸精度，可通過增加光亮帶的高度或采用整修工序來實現(xiàn)。圓角帶光亮帶斷裂帶圓角帶光亮帶斷裂帶二，沖切模：板材凸模凹模沖裁件常見問題及解決方案：沖裁件毛刺出現(xiàn)及解決方法，在沖裁過程中，由于凸凹模之間間隙的不合理性會出現(xiàn)毛刺或凸凹模在沖壓過程中有磨損現(xiàn)象，其間隙會增大，從而出現(xiàn)毛刺，所以在設(shè)計沖裁模時根據(jù)材料厚度、性能合理選取凸凹模間隙。二，沖切模：3.3.成型模：其可考慮覆合模與

16、切剪模並用，主要考量其工件之型成型模：其可考慮覆合模與切剪模並用，主要考量其工件之型 狀而設(shè)計之。狀而設(shè)計之。下模上模成型成型一、板料的彎曲現(xiàn)象及原因1、 彎曲件的回彈：回彈是彎曲成形時常見的現(xiàn)象，彎曲件彈性回跳的結(jié)果，其彎曲半徑r和彎曲角與模具發(fā)生差異，與彎曲件要求的形狀和角度不一致。這種差異，將影響板料的彎曲質(zhì)量。彎曲件回彈值，與板料性質(zhì)、相對彎曲半徑r/t（t-板厚）和模具結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。變形物體在外力去除后，彈性變形部分會立即消失，產(chǎn)生彈性回復。2、中性層位置的內(nèi)移。3、彎曲區(qū)板料厚度的變薄。4、板料長度的增加。5、板料橫截面的畸變、翹曲和拉裂。 二，成型模：4.連續(xù)模：主要考量於製品

17、小而量大設(shè)計時考量一模一穴or多穴通常 以沖切模之結(jié)構(gòu)設(shè)計於模板內(nèi)后加工，其成本相對較單工 程為貴，但產(chǎn)出時間比單工程模要快且穩(wěn)定。連續(xù)模5.自動化模具：是將58單工程模，利用機械手夾取料之方式結(jié)合而成 此法可減少人工沖製成本及快速達到。生產(chǎn)效能，并能有效排除人為 之不必要的碰、刮、傷。上模座上模座下模座下模座上墊板上墊板下墊板下墊板下夾板下夾板上夾板上夾板上母模上母模下公模下公模下外脫下外脫上內(nèi)脫上內(nèi)脫模具簡圖1.1.使用模板之功能介紹：使用模板之功能介紹： 性質(zhì)性質(zhì)種類種類使用性質(zhì)使用性質(zhì)熱處理熱處理功能功能墊板墊板SS41SS41不可不可擋住上下沖頭或入塊避免凹陷擋住上下沖頭或入塊避免凹

18、陷oror凸出。凸出。SK-3.YK30SK-3.YK30HRC48HRC48。5555。之間之間上上下下模板模板SKD61.SKH-55SKD61.SKH-55SKD11.DC53SKD11.DC53應(yīng)其使用之功能考量應(yīng)其使用之功能考量其熱處理後之其熱處理後之HRCHRC值值成型成型. .沖切使用沖切使用, ,並考量製品厚度而應(yīng)屬於何並考量製品厚度而應(yīng)屬於何種材質(zhì)種材質(zhì)上上下下脫板脫板SKD61SKD61SKD11SKD11應(yīng)其使用之功能考量應(yīng)其使用之功能考量其熱處理後之其熱處理後之HRCHRC值值脫板又名打板，主要之功能為使物件脫離而脫板又名打板，主要之功能為使物件脫離而設(shè)計的。設(shè)計的。上上下下夾板夾板YK30YK30SS41SS41應(yīng)其使用之功能考量應(yīng)其使用之功能考量其熱處理後之其熱處理後之HRCHRC值值顧名為夾取沖頭或入塊而使用之。顧名為夾取沖頭或入塊而使用之。上上下下中 墊 板中 墊 板SK-3SK-3YK-30YK-30應(yīng)其使用之功能考量應(yīng)其使用之功能考量其熱處理後之其熱處理後之HRCHRC值值其為置於出活動性之脫板上、下為使脫板中其為置於出活動性之脫板上、下為使脫板中之入塊沖頭，不易掉落而設(shè)。之入塊沖頭，不易掉落而設(shè)。模板功能介紹模板加工流程模板加工流程1.模板入廠點檢： a.四角尺寸公差：正0.3mm,負0 b.模