五金模具與沖壓工藝

主講人劉冬桂五金模具與沖壓工藝1現(xiàn)在是1頁\一共有80頁\編輯于星期六課程情況總體簡介(課時2小時)本次培訓學員觀念：

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現(xiàn)在是2頁\一共有80頁\編輯于星期六產品設計原因60%;模具工程師設計原因20%制造過程出錯10%技術難點原因10%20%80%3現(xiàn)在是3頁\一共有80頁\編輯于星期六1234五金工藝基礎知識五金常用材料及選用五金模具制造跟進課程主要內容產品設計過程技巧4現(xiàn)在是4頁\一共有80頁\編輯于星期六什么是五金沖壓零件？它是如何生產出來的？5現(xiàn)在是5頁\一共有80頁\編輯于星期六日常用品高科技產品本公司產品常見五金沖壓零件6現(xiàn)在是6頁\一共有80頁\編輯于星期六7現(xiàn)在是7頁\一共有80頁\編輯于星期六沖壓：1.基本概念沖壓生產場景在室溫下利用壓力機和模具使材料產生分離或塑性變形的加工方法。8現(xiàn)在是8頁\一共有80頁\編輯于星期六加工對象：加工依據：加工設備：加工工藝裝備：一、沖壓與沖模概念1.基本概念沖壓模具：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）主要是壓力機沖壓模具9現(xiàn)在是9頁\一共有80頁\編輯于星期六10現(xiàn)在是10頁\一共有80頁\編輯于星期六附：五金模具的基本結構圖11現(xiàn)在是11頁\一共有80頁\編輯于星期六概述分類:沖裁模：沖裁：利用模具使板料沿著一定的輪廓形狀產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，間隙小。普通沖裁、精密沖裁12現(xiàn)在是12頁\一共有80頁\編輯于星期六五金配件通用知識培訓課程13現(xiàn)在是13頁\一共有80頁\編輯于星期六14現(xiàn)在是14頁\一共有80頁\編輯于星期六彎曲：彎曲方法：彎曲模：彎曲與沖裁相比：

準確工藝計算難，模具動作復雜、結構設計規(guī)律性不強。

將板料、型材、管材或棒料等按設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上利用模具進行的壓彎以及在專用彎曲設備上進行的折彎、滾彎、拉彎等。15現(xiàn)在是15頁\一共有80頁\編輯于星期六16現(xiàn)在是16頁\一共有80頁\編輯于星期六17現(xiàn)在是17頁\一共有80頁\編輯于星期六18現(xiàn)在是18頁\一共有80頁\編輯于星期六生活中的彎曲零件19現(xiàn)在是19頁\一共有80頁\編輯于星期六用模具成形彎曲件一20現(xiàn)在是20頁\一共有80頁\編輯于星期六用模具成形彎曲件二21現(xiàn)在是21頁\一共有80頁\編輯于星期六彎曲成形典型零件

22現(xiàn)在是22頁\一共有80頁\編輯于星期六Ｖ形件彎曲模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現(xiàn)在是23頁\一共有80頁\編輯于星期六Ｕ形件彎曲模凸模凹模彈簧凸?；顒予倝K凹模活動鑲塊凹?；顒予倝K定位銷轉軸頂板24現(xiàn)在是24頁\一共有80頁\編輯于星期六1－頂板2－定位銷3－反側壓塊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

Ｚ形件彎曲模25現(xiàn)在是25頁\一共有80頁\編輯于星期六拉深：又稱拉延，是利用拉深模在壓力機的壓力作用下，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。可以加工旋轉體零件，還可加工盒形零件及其它形狀復雜的薄壁零件。拉深不變薄拉深變薄拉深拉深模：拉深模特點：結構相對較簡單，與沖裁模比較，工作部分有較大的圓角，表面質量要求高，凸、凹模間隙略大于板料厚度。拉深所使用的模具。26現(xiàn)在是26頁\一共有80頁\編輯于星期六27現(xiàn)在是27頁\一共有80頁\編輯于星期六28現(xiàn)在是28頁\一共有80頁\編輯于星期六29現(xiàn)在是29頁\一共有80頁\編輯于星期六拉深件類型a）軸對稱旋轉體拉深件b)盒形件c)不對稱拉深件30現(xiàn)在是30頁\一共有80頁\編輯于星期六拉深模結構圖１-模柄２-上模座３-凸模固定板４-彈簧５-壓邊圈６-定位板７-凹模８-下模座９-卸料螺釘10-凸模31現(xiàn)在是31頁\一共有80頁\編輯于星期六曲柄壓力機32現(xiàn)在是32頁\一共有80頁\編輯于星期六數(shù)控沖床33現(xiàn)在是33頁\一共有80頁\編輯于星期六油壓機34現(xiàn)在是34頁\一共有80頁\編輯于星期六

表1.2..1常用冷沖壓設備的工作原理和特點類型設備名稱工作原理特點機械壓力機摩擦壓力機

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。結構簡單，當超負荷時，只會引起飛輪與摩擦盤之間的滑動，而不致?lián)p壞機件。但飛輪輪緣磨損大，生產率低。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。曲柄壓力機利用曲柄連桿機構進行工作，電機通過皮帶輪及齒輪帶動曲軸傳動，經連桿使滑塊作直線往復運動。曲柄壓力機分為偏心壓力機和曲軸壓力機，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。偏心壓力機一般是開式壓力機，而曲軸壓力機有開式和閉式之分。偏心壓力機和曲軸壓力機的傳動系統(tǒng)如圖1.2.2和圖1.2.3所示。生產率高，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。生產率很高，適用于大批量生產，模具一般采用多工位級進模。液壓機油壓機水壓機利用帕斯卡原理，以水或油為工作介質，采用靜壓力傳遞進行工作，使滑塊上、下往復運動。壓力大，而且是靜壓力，但生產率低。適用于拉深、擠壓等成形工序。

35現(xiàn)在是35頁\一共有80頁\編輯于星期六檢討一下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、常用的五金生產設備有哪些？36現(xiàn)在是36頁\一共有80頁\編輯于星期六五金沖壓件的加工原理是什么?37現(xiàn)在是37頁\一共有80頁\編輯于星期六塑性：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：衡量金屬塑性高低的參數(shù)。常用塑性指標為延伸率δ和斷面收縮率ψ。變形：彈性變形、塑性變形。塑性變形的基本概念38現(xiàn)在是38頁\一共有80頁\編輯于星期六金屬受外力作用產生塑性變形后不僅形狀和尺寸發(fā)生變化，而且其內部的組織和性能也將發(fā)生變化。一般會產生加工硬化現(xiàn)象：塑性變形對金屬組織和性能的影響金屬的機械性能，隨著變形程度的增加，強度和硬度逐漸增加，而塑性和韌性逐漸降低；晶粒會沿變形方向伸長排列形成纖維組織使材料產生各向異性；由于變形不均，會在材料內部產生內應力，變形后作為殘余應力保留在材料內部。

39現(xiàn)在是39頁\一共有80頁\編輯于星期六最小阻力定律在塑性變形中，破壞了金屬的整體平衡而強制金屬流動，當金屬質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。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現(xiàn)在是40頁\一共有80頁\編輯于星期六方板拉深試驗——最小阻力定律試驗41現(xiàn)在是41頁\一共有80頁\編輯于星期六方板拉深試驗——最小阻力定律試驗42現(xiàn)在是42頁\一共有80頁\編輯于星期六環(huán)形毛坯的變形趨向（ａ）變形前的模具與毛坯（ｂ）拉深（ｃ）翻邊（ｄ）脹形43現(xiàn)在是43頁\一共有80頁\編輯于星期六檢討一下1、什么是加工硬化，有何影響？2、什么是最小阻力定律，有何影響？44現(xiàn)在是44頁\一共有80頁\編輯于星期六不銹鋼、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現(xiàn)在是45頁\一共有80頁\編輯于星期六五金材料之——不銹鋼1、定義：在空氣中或化學腐蝕介質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，不必經過鍍色等表面處理，而發(fā)揮不銹鋼所固有的表面性能。46現(xiàn)在是46頁\一共有80頁\編輯于星期六五金材料之——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、蒸汽和水等弱介質腐蝕的鋼；耐酸鋼則是指耐酸、堿、鹽等化學浸蝕性介質腐蝕的鋼；沒有磁性。2）不銹鋼按化學成分分類：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-8～10%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、部分面包機裝飾片等；47現(xiàn)在是47頁\一共有80頁\編輯于星期六五金材料之——不銹鐵1）定義：就是將回收的廢鐵、鉛、鋼等經二次回爐加工，通過二次處理而成的.2）特性

：不銹鐵是有光澤的銀白色金屬，硬而有延展性，熔點為1535沸點3000，有很強的鐵磁性，并有良好的可塑性和導熱性。不銹鐵在干燥空氣中很難跟氧氣反應，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。3、公司運用于：部分電燙斗包底、部分面包機裝飾片、外殼、烤箱烤雞爐的外殼、左右側蓋、多士爐裝飾片、微波爐內膽等；48現(xiàn)在是48頁\一共有80頁\編輯于星期六五金材料之——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。鋼板生產中有熱軋和冷軋，冷軋是熱軋的后續(xù)工藝，但熱軋后的產品也可以成為最終產品。49現(xiàn)在是49頁\一共有80頁\編輯于星期六五金材料之——冷軋板2、特性：1）熱軋板：硬度低，加工容易，延展性能好；強度相對較低,表面質量差點(有氧化\光潔度低),但塑性好,一般為中厚板；機械性能遠不及冷加工，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，強度較高；強度高\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，但能達到較好的屈強比，用來冷彎彈簧片等零件，同時由于屈服點較靠近抗拉強度，所以使用過程中對危險沒有預見性，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、洗衣機、微波爐、燃氣熱水器等等的零件材料的選用都與它緊密相連。4、公司運用于：面包機外殼、底蓋板、烤箱外殼、左右側蓋，油炸鍋底蓋板、爆米花機、微波爐外殼等；50現(xiàn)在是50頁\一共有80頁\編輯于星期六五金材料之——鍍鋅板51現(xiàn)在是51頁\一共有80頁\編輯于星期六五金材料之——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：按生產及加工方法可分為以下幾類：①熱浸鍍鋅鋼板。將薄鋼板浸入熔解的鋅槽中，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，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；②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５００℃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；③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；④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；⑤合金、復合鍍鋅鋼板。它是用鋅和其他金屬如鉛、鋅制成合金乃至復合鍍成的鋼板。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、建筑外側板用、結構用、瓦壟板用、拉伸用和深沖用等鍍鋅鋼板。4、公司運用于：面包機底板、烤箱底板、微波爐底板、多士爐的左右側板、隔熱板等；52現(xiàn)在是52頁\一共有80頁\編輯于星期六五金材料之——電解板1、定義：是經冷連軋機組軋制再經過CAPL機組退火后，進入電鍍鋅機組，通過表面清洗電鍍后，根據不同用途，可進行磷化、鈍化、涂油及耐指紋、合金化等處理后所得的產品，其有關機械性能參照相對應的基板2、特點：電解板防腐能力強,強度比冷扎板稍低,用于防護要求高的鈑金件,價格比冷板貴的多.3、用途：電解板是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現(xiàn)在是53頁\一共有80頁\編輯于星期六五金材料之——鋁板1、定義：指用鋁材或鋁合金材料制成的板型材料。或者說是由扁鋁胚經加熱、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、多士爐的隔板等；54現(xiàn)在是54頁\一共有80頁\編輯于星期六五金材料之——銅1、定義：金屬銅，元素符號CU，原子量63.54,比重8.92，熔點1083Co2、特性：具有熱導率和電導率高；化學穩(wěn)定性強，耐腐蝕性強；抗張強度大，易熔性，純銅可拉成細銅絲；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械、精密儀表中的耐蝕零件及電阻器、熱電偶等。

機械制作中，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現(xiàn)在是55頁\一共有80頁\編輯于星期六常用材料之——云母板1、定義：云母主要結晶成單斜晶系，晶體呈假六方薄片狀、鱗片狀、板狀，有時呈假六方柱狀。硬度2~3，比重2.70~3.20。云母的折射率隨鐵的含量增高而相應增高，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)。超細云母粉作塑料、涂料、油漆、橡膠等功能性填料，可提高其機械強度，增強韌性、附著力抗老化及耐腐蝕型等。除具有極高的電絕緣性、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、附著力強等特點。56現(xiàn)在是56頁\一共有80頁\編輯于星期六常用材料之——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——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，機械強度不如鋼鐵，而價格又比鋼鐵貴得多，因此人們幾乎不生產金屬錳，而大量生產鋼鐵。2、特點：錳比鐵的熔點低，強度也不好，它非常容易生銹3、用途：錳最重要的用途是制造合金——錳鋼。4、公司運用于：油炸鍋的彈片、面包機的卡片；57現(xiàn)在是57頁\一共有80頁\編輯于星期六58現(xiàn)在是58頁\一共有80頁\編輯于星期六59現(xiàn)在是59頁\一共有80頁\編輯于星期六五金零件的設計技巧60現(xiàn)在是60頁\一共有80頁\編輯于星期六裝配不良工藝變更改模外觀不良客戶變更61現(xiàn)在是61頁\一共有80頁\編輯于星期六1、該產品拉深高度50MM;：2、轉角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0.3MM6、尺寸公差長、寬、高都為正負0.05MM請列舉該產品設計缺陷，并說出原因。62現(xiàn)在是62頁\一共有80頁\編輯于星期六目的省時、省料、省工序模具結構簡單，壽命高工件合格63現(xiàn)在是63頁\一共有80頁\編輯于星期六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，Ｃ>=1.5tＣ｀>=1t沖裁件的孔徑因受沖孔凸模強度和剛度限制不宜太小,否則凸模容易折斷和彎曲.(關于沖孔的最小尺寸和孔間距的最小尺寸可以查表確定)64現(xiàn)在是64頁\一共有80頁\編輯于星期六彎曲件的結構工藝性

彎曲件的結構工藝性即制件對彎曲工藝的適應性。結構工藝性良好，指沖壓工藝，彎曲工藝易于成型，或經過改造后易于成型。（一般情況下，小圓弧角度對于厚度<=1mm時，可以一次成型）1、最小彎曲半徑*加熱彎曲或者兩次彎曲（中間退火）*薄板和厚板的工藝處理65現(xiàn)在是65頁\一共有80頁\編輯于星期六2、彎曲件的直邊高度正常高度H>2t若H<2t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<2mmL=>t