五金模具知識培訓ppt課件

1、五金模具專題知識五金工模與產(chǎn)品開發(fā)的關系 五金工模與產(chǎn)品開發(fā)是緊密相關的，隨著沖壓技術的廣泛應有和發(fā)展，各個工業(yè)部門幾乎都離不開沖模，尤其是汽車、電器、電機、儀表和日用品工業(yè)，其產(chǎn)品質量、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本及產(chǎn)品更新?lián)Q代快慢，都在很大程度上取決于模具，因此，模具工業(yè)是帶動各項工業(yè)產(chǎn)品發(fā)展的先行工業(yè)。 沖壓加工的優(yōu)點是生產(chǎn)率高、質量穩(wěn)定、耗費低，特別適宜于大批量生產(chǎn)，易于機械化和自動化。為了充分發(fā)揮沖壓加工的優(yōu)越性，擴大其應用范圍，近年來，國內(nèi)外都在研究如何把沖壓加工用于的品種，小批量生產(chǎn)，比如簡易模具的采用、生產(chǎn)線的合理化、以及數(shù)控沖床和沖壓中心等，就是這方面的具體運用。目前億龍公司的產(chǎn)品主要

2、由塑膠件、五金件兩大部分組成。幾年前，公司著手開發(fā)不銹鋼產(chǎn)品，并取得迅速發(fā)展，公司將繼續(xù)擴大不銹鋼產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)模，億龍公司幾乎所有五金件都是通過沖模沖壓成形，例如：不銹水壺壺身、發(fā)熱盤、不銹鋼外殼裝飾片、保溫板主其它五金配件。可以說公司的發(fā)展有賴于塑膠件、五金件兩大部分的發(fā)展。 五金工模分類沖模結構型式很多，可以根據(jù)以下特點分類：一 按沖壓工序性質分，落料模、沖孔模、切邊模、拉深模、彎曲模、脹形模、成形模、翻邊模等。二 按沖壓工序組合方式分，單工序模、復合模、連續(xù)模、連續(xù)復合模等。三 按模具結構型式分，根據(jù)上、下模的導向方式，有無導向模、導向模；根據(jù)卸料裝置，可分為帶有彈性卸料板和剛性卸料板模

3、；根據(jù)擋料形式，可分為固定擋料釘、活動擋料銷、導正銷和側刃定距沖模。四 按凸、凹模材料分，可分為硬質合金模、鋼質硬質合金模、鋼皮沖模、橡膠沖模。沖裁模 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1、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、擴展，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

4、。2 沖裁零件的斷面形狀及分析：如下圖所示，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、模具結構等不同而變化。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3 沖裁間隔：模具間隙系指凸、凹模刃口間縫隙的距離，間隙對沖裁件質量、沖裁力、模具壽命的影響很大。影響沖裁件質量的因素有：凸、凹模間隙大小及分布的均勻性，模具刃口狀態(tài)、模具結構與制造精度，材料性質等，其中間隙值大小與均勻程度是主要因素。1沖裁間隔值對

5、沖裁質量的影響 間隙過小時，將產(chǎn)生二次剪切，制件斷面的中部留下撕裂面。而兩頭為光亮帶，在端面出現(xiàn)擠長的毛刺。毛刺雖有所增長，但易去除，且制件穹彎小，斷面垂直。間隙過大時，材料的彎曲與拉伸增大，材料易被撕裂，致使制件光亮帶減小，毛刺大而厚，難以去除。間隙在一定范圍內(nèi)z=（1424%）t變化時，毛刺高度小，且變化不大，這稱為毛刺穩(wěn)定區(qū)，可供選擇合理間隙值時參考。2間隙對尺寸精度的影響 當凸、凹模間隙較大時，材料所受拉伸作用增大，沖裁完后因材料的彈性恢復使落料尺寸小于凹模尺寸，沖孔孔徑大于凸模直徑。在間隙較小時，由于材料受凸、凹模擠壓力大，故沖裁完后，材料的彈性恢復使落料件尺寸增大，沖孔孔徑變小，此

6、外，尺寸變化量的大小還與材料性質、厚度、軋制方向等因素有關。軟鋼的彈性變形量較小，沖裁后的彈性恢復量也就小，硬鋼的彈性恢復量較大。3間隔對沖裁力的影響 間隙Z減小，則Fmax增大。其原因是間隙小，材料所受拉應力減小，壓應力增大，材料不易產(chǎn)生撕裂，故使沖裁力Fmax增大。4間隔對模具壽命的影響 沖裁凸、凹模的損壞有磨損、崩刃和折斷等形式。間隔減少，模具磨損加快，容易崩刃和折斷，減短模具壽命。4、 沖裁件間隔的確定：沖裁件間隔的確定：理論計算法理論計算法 由裂紋重合形成幾何三角形計算。由裂紋重合形成幾何三角形計算。經(jīng)驗確定法經(jīng)驗確定法 軟材料：軟材料： T1mm Z=（68%）T T=13mm Z

7、=（1015%）T T=35mm Z=（1525%）T硬材料：硬材料：TR+2t，當，當h較小時，較小時，彎邊在模具上支持的長度過小，不容易得到形狀準確的彎邊在模具上支持的長度過小，不容易得到形狀準確的零件。零件。彎曲部位不應位于零件寬度突變處，避免撕裂。如必須彎曲部位不應位于零件寬度突變處，避免撕裂。如必須在寬度突變處，彎曲應事先沖工藝孔或工藝槽。在寬度突變處，彎曲應事先沖工藝孔或工藝槽。有孔的毛坯彎曲時，如果孔槽位于彎曲附近，彎曲時孔有孔的毛坯彎曲時，如果孔槽位于彎曲附近，彎曲時孔會變形，為了避免這種現(xiàn)象，必須使這些孔分布在變形會變形，為了避免這種現(xiàn)象，必須使這些孔分布在變形區(qū)域之外。區(qū)域

8、之外。對稱彎曲件，左右彎曲半徑應一致，以保證彎曲過程中對稱彎曲件，左右彎曲半徑應一致，以保證彎曲過程中受力平衡，防止產(chǎn)生滑力。受力平衡，防止產(chǎn)生滑力。工藝孔有利于彎曲件毛坯的精確定位。工藝孔有利于彎曲件毛坯的精確定位。彎曲線最好與材料扎紋方向垂直，特別對彈性夾類零件。彎曲線最好與材料扎紋方向垂直，特別對彈性夾類零件。四、影響回彈的因素四、影響回彈的因素R材料的力學性能。材料的力學性能。T材料的相對彎曲半徑材料的相對彎曲半徑 越小，相對回彈力越小。越小，相對回彈力越小。彎曲工件的形狀，一般說來，彎曲工件的形狀，一般說來，U形工件的回彈比形工件的回彈比V形工件形工件的回彈要小。的回彈要小。模具間隙

9、，模具間隙，U形彎曲模的凹凸模每側間隙，形彎曲模的凹凸模每側間隙，Z/2越大，則越大，則回彈越大；回彈越大；Z/2T時可發(fā)生負回彈。時可發(fā)生負回彈。校正力，增加校正力可減少回彈量。校正力，增加校正力可減少回彈量。 五、減少回彈的措施五、減少回彈的措施改進彎曲件局部結構和選用合適材料改進彎曲件局部結構和選用合適材料在彎曲件變形片壓制加強筋，用以提高零件剛度減少回在彎曲件變形片壓制加強筋，用以提高零件剛度減少回 彈。彈。角部有加強筋的彎曲v補償法是消除彎曲件回彈最簡單的方法。v校正法，彎曲區(qū)金屬的校正壓縮量為料厚的2-5%時，就可行到較好的效果。v拉彎法，可取得明顯的拉彎效果。拉深模拉深模 拉深是

10、將板料毛拉深是將板料毛坯在具有一定的圓坯在具有一定的圓角半徑的凸、凹模角半徑的凸、凹模下加工成各種零件。下加工成各種零件。 一、拉深件的分類一、拉深件的分類1、直壁拉深件、直壁拉深件 對稱拉深件：圓筒件、帶法蘭邊圓筒件、階梯形對稱拉深件：圓筒件、帶法蘭邊圓筒件、階梯形非軸對稱拉深件：盒形件、帶法蘭盒形件等。非軸對稱拉深件：盒形件、帶法蘭盒形件等。 2、曲面拉深件、曲面拉深件軸對稱拉深件：球面類零件、錐形件等。軸對稱拉深件：球面類零件、錐形件等。非軸對稱拉深件非軸對稱拉深件二、拉深件結構工藝性：二、拉深件結構工藝性：拉深件側壁與底面或凸緣連接處的圓角應盡量放大，放大拉深件側壁與底面或凸緣連接處的

11、圓角應盡量放大，放大這些圓角半徑，能夠減少拉深次數(shù)或使零件容易拉深成形。這些圓角半徑，能夠減少拉深次數(shù)或使零件容易拉深成形。矩形拉深件四周的圓角也應放大。矩形拉深件四周的圓角也應放大。除非結構上有特殊需要，必須盡量避免異常復雜及非對稱除非結構上有特殊需要，必須盡量避免異常復雜及非對稱形狀的拉深件。形狀的拉深件。 三、拉深零件的毛坯尺寸：三、拉深零件的毛坯尺寸： 旋轉體零件系采用圓形毛坯，其直徑按面積相等的旋轉體零件系采用圓形毛坯，其直徑按面積相等的原則計算不考慮板料的厚度變化）。對于異形件，先進原則計算不考慮板料的厚度變化）。對于異形件，先進行試片再定毛坯尺寸。行試片再定毛坯尺寸。 四、拉深系

12、數(shù)和次數(shù)的決定 圓筒件的拉深系數(shù)為M=d/D。當MM1時，則可一次拉成，若MM1時，要n次拉深。 M1M2M3MnM 其中：M1、M2、M3、Mn為材料每次極限拉深系數(shù) M為工件總拉深系數(shù) d為工件直徑 D為坯料尺寸 為了每次拉深順利進行，實際每次拉深系數(shù)應比極限拉深系數(shù)小。五、五、 圓筒件拉深過程中出現(xiàn)的問題圓筒件拉深過程中出現(xiàn)的問題起皺及其防止措施：拉深過程中，毛坯法蘭在切向壓應力起皺及其防止措施：拉深過程中，毛坯法蘭在切向壓應力作用下，可能產(chǎn)生塑性失穩(wěn)而起皺，甚至使毛坯料不能通作用下，可能產(chǎn)生塑性失穩(wěn)而起皺，甚至使毛坯料不能通過凸、凹模間隙而被拉斷，輕微起皺的毛坯雖可通過間隙，過凸、凹模

13、間隙而被拉斷，輕微起皺的毛坯雖可通過間隙，但會在筒壁上留下皺痕，影響的表面質量。但會在筒壁上留下皺痕，影響的表面質量。 圓筒件拉深時產(chǎn)生破裂的原因，可能是由于法蘭起皺，圓筒件拉深時產(chǎn)生破裂的原因，可能是由于法蘭起皺，坯料不能通過凸、凹模間隙，由于壓邊力過大，變形程度坯料不能通過凸、凹模間隙，由于壓邊力過大，變形程度太大。太大。凸耳的出現(xiàn)：拉深后的圓筒端部出現(xiàn)凸耳，產(chǎn)生凸耳的原凸耳的出現(xiàn)：拉深后的圓筒端部出現(xiàn)凸耳，產(chǎn)生凸耳的原因是毛坯的各向異性。會使筒壁由于應力腐蝕而開裂。因是毛坯的各向異性。會使筒壁由于應力腐蝕而開裂。殘余應力：拉深后的圓筒中留有大量殘余力。這種周向拉殘余應力：拉深后的圓筒中留

14、有大量殘余力。這種周向拉伸應力的存在，會使筒壁由于應力腐蝕而開裂。可增加中伸應力的存在，會使筒壁由于應力腐蝕而開裂?？稍黾又虚g退火工序消除殘余應力。間退火工序消除殘余應力。 六、開裂的可能原因及解決六、開裂的可能原因及解決1） 材料太薄，應選用合格厚度材料；材料太薄，應選用合格厚度材料；2） 材料硬度，金相組織或質量不符要求，要退火或更換材材料硬度，金相組織或質量不符要求，要退火或更換材料；料；3） 材料表面不清潔，帶鐵屑等微?；蛞咽軅瑧３直砻娌牧媳砻娌磺鍧崳瑤цF屑等微?；蛞咽軅瑧３直砻嫱旰们鍧?；完好清潔；4） 凹?；驂毫先ぷ鞅砻娌还饣瑧ス夤ぷ鞅砻?；凹?；驂毫先ぷ鞅砻娌还饣?，應

15、磨光工作表面；5） 凸?；虬寄A角太小，應加大；凸?；虬寄A角太小，應加大；6） 間隙太小，應放大間隙；間隙太小，應放大間隙；7） 間隙不均，要進行調(diào)整；間隙不均，要進行調(diào)整；8） 壓料力過大，要進行調(diào)整；9） 拉深系數(shù)過小，可增加工序，放大拉深系數(shù)；10） 滑潤不足或不合適，應合適潤滑劑并充分潤滑。縮徑(破裂位置) 七、起皺的原因及解決： 1、凸緣起皺，主要因壓料力太小，應增加壓料力使皺紋消失； 2、上口起皺無凸緣是因凹模圓角過大，間隙也過大，最后變形的材料未被壓住，形成的少量皺紋因間隙過大不能整平，應減小凹模圓角和間隙，也可采用弧形壓料圈，壓住凹模圓角處材料； 3、上口或凸緣單面起皺，是壓

16、料力單面的結果，造成壓料力單面的原因有：A。壓料圈與凹模不平行；B。坯料毛刺；C。坯料表面有微粒雜物，應調(diào)整壓料圈和凹模的平行底，去除毛刺，消除坯料表面雜物。 4、錐形或半球形件等腰部起皺，是因壓料力太小，拉深開始時大部分材料處于懸空狀態(tài)，應加大壓料力，采用壓料筋或更改工藝，以液壓拉深替代。5、反拉深防止起皺，采用拉深筋或拉深檻，也是防起皺的有效措施。 脹形和翻邊脹形和翻邊 脹形是利用模具強脹形是利用模具強迫板料厚度減薄和表迫板料厚度減薄和表面積增大面積增大,以獲取領以獲取領件幾何形狀的沖壓加件幾何形狀的沖壓加工方法。工方法。脹形方法脹形方法 1、起伏成形，包括壓加強筋、起伏成形，包括壓加強筋

17、、壓凸包、壓字、印花。壓凸包、壓字、印花。2、加強筋能否一次沖成形，與筋的、加強筋能否一次沖成形，與筋的形狀和材料性質有關，若不能一次形狀和材料性質有關，若不能一次成形，應菜用多次沖壓。加強筋能成形，應菜用多次沖壓。加強筋能提高工件的鋼性提高工件的鋼性,比增加板料厚度來比增加板料厚度來提高工件節(jié)省。提高工件節(jié)省。 3、圓柱形空心毛坯脹形。我廠、圓柱形空心毛坯脹形。我廠較多采用。如果空心毛坯口部參加較多采用。如果空心毛坯口部參加變形，應打掉批鋒，避免高度突變變形，應打掉批鋒，避免高度突變和缺口！和缺口！沖頭壓料退料板下模工件圓孔翻邊時(上圖)，帶有圓孔的坯料被壓邊圈壓死，變形區(qū)基本上限制在圓角以

18、內(nèi)，隨著凸模下行，毛坯中心圓孔不段擴大，凸模下面的材料向側面移動，直到完全凹模壁，形成直立的豎邊。在此過程中材料變薄，固模具設計時凸、凹模間隔應適當小于料厚才能得到高質量的翻孔。 沖壓模具的一般設計過程 一、分析沖壓件工藝性一、分析沖壓件工藝性 根據(jù)設計內(nèi)容，要求來分析沖壓成型的結構工藝性，根據(jù)設計內(nèi)容，要求來分析沖壓成型的結構工藝性，分析沖壓件的形狀特點、尺寸大小、精度要求及所用材料分析沖壓件的形狀特點、尺寸大小、精度要求及所用材料是否符合沖壓工藝要求。如果發(fā)現(xiàn)沖壓工藝性差，則需要是否符合沖壓工藝要求。如果發(fā)現(xiàn)沖壓工藝性差，則需要對沖壓件產(chǎn)品提出修改意見，經(jīng)產(chǎn)品設計者同意后才可以對沖壓件產(chǎn)品

19、提出修改意見，經(jīng)產(chǎn)品設計者同意后才可以修改。修改。 二、制定沖壓工藝方案二、制定沖壓工藝方案 在分析沖壓件的工藝性后，通?？梢粤谐鰩追N不同的在分析沖壓件的工藝性后，通常可以列出幾種不同的沖壓工藝方案包括工序性質、工序數(shù)目、工序順序及組沖壓工藝方案包括工序性質、工序數(shù)目、工序順序及組合方式），從產(chǎn)品質量、生產(chǎn)效率、設備占用情況，模具合方式），從產(chǎn)品質量、生產(chǎn)效率、設備占用情況，模具制造容易程度和模具壽命高低、工藝成本、操作方便和安制造容易程度和模具壽命高低、工藝成本、操作方便和安全程度等方面進行綜合分析、比較，然后確定適合工廠生全程度等方面進行綜合分析、比較，然后確定適合工廠生產(chǎn)條件的最經(jīng)濟、合

20、理的工藝方案。產(chǎn)條件的最經(jīng)濟、合理的工藝方案。 三、確定毛坯形狀，尺寸及下料方式三、確定毛坯形狀，尺寸及下料方式 在最經(jīng)濟的原則下，決定毛坯形狀、尺寸和下料方在最經(jīng)濟的原則下，決定毛坯形狀、尺寸和下料方式并確定材料的消耗量。式并確定材料的消耗量。 四、確定沖模類型及結構形狀四、確定沖模類型及結構形狀根據(jù)所確定的工藝方案和沖壓的形狀特點、精度要求、根據(jù)所確定的工藝方案和沖壓的形狀特點、精度要求、生產(chǎn)批量、模具制造條件、操作方便及安全的要求，生產(chǎn)批量、模具制造條件、操作方便及安全的要求，以及利用現(xiàn)有通用機械化，自動化裝置的可能，選定以及利用現(xiàn)有通用機械化，自動化裝置的可能，選定沖模類型及結構形式繪制模具結構草圖。沖模類型及結構形式繪制模具結構草圖。 五、進行必要的工藝計算五、進行必要的工藝計