冲压模具结构与设计.pptx

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1、冲压模具冲压模具冲压模具冲压模具(mj)(mj)(mj)(mj)结构与设计结构与设计结构与设计结构与设计第一页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 一.五金(wjn)冲压材料介绍什么是冲压材料什么是冲压材料?冲压材料是指适合冲压成型工艺的材料冲压材料是指适合冲压成型工艺的材料,涉及到材料性涉及到材料性能包括材料硬度能包括材料硬度,抗拉强度抗拉强度(kn l qin d),(kn l qin d),抗剪切强抗剪切强度等。成型的工艺包括冲切，折弯，拉伸等。度等。成型的工艺包括冲切，折弯，拉伸等。常见的冲压材料常见的冲压材料

2、 (1).SPCC(2).SECC(3).SGCC(4).(1).SPCC(2).SECC(3).SGCC(4).不锈钢不锈钢(5).SPTE(5).SPTE马口铁马口铁(6).(6).洋白铜片（镍铜合金）洋白铜片（镍铜合金）(7).(7).磷青铜片磷青铜片(8).(8).硬硬铝合金铝合金(9).(9).碳素工具钢碳素工具钢第二页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 1.SPCC1.SPCC SPCC是以酸洗后的热轧钢卷在常温下轧延至后经清洗、退火及调质等过程制成 该材料依用途可分为(fn wi)以下几类：a.一般品质

3、：SPCC，适合加工程度较低的产品，如冲切和折弯。b.冲压品质：SPCD，适合拉伸要求冲压及高度成型的零组件。c.深冲品质：SPCE，拉伸性能强于SPCD，表面需要电镀，很少使用。第三页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 2.SECC2.SECC(1).电镀锌钢板是一般的冷轧钢板在连续电镀锌产线 经过脱脂、酸洗、电镀及各种后处理后的产品。(2).SECC与SPCC一样，根据拉伸等级分为SECC、SECD、SECE。(3).SECC的特点(tdin)是自身带有镀锌层，防腐蚀性能良好，可以直接作为产品的外观件，所以近几年

4、来，在电子行业广泛应用并逐步取代SPCC。缺点是断口容易生锈。第四页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 例子例子(l zi)1:18B1006(l zi)1:18B1006第五页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 例子例子(l zi)2:20B1153(l zi)2:20B1153第六页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation SECCSECC的性能参数的性能参数:SE

5、CC的性能除了拉伸性能外还有很多参数:镀锌层种类:纯锌电镀,合金锌电镀(Zn-Ni)镀锌层厚度:E16/E16,E20/E20,E24/E24等化成处理方式不同:a.通用：磷酸锌处理，铬酸盐处理 b.耐指纹：特殊铬酸锌皮膜，树脂(shzh)脂皮膜等等 c.特殊皮膜4.硬度等级不同：S，1/4H，3/4H等等。第七页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 3.3.磷青铜磷青铜(qngtng)(qngtng)片片PBSPBS（Phosphor Bronze Phosphor Bronze Spring)Spring)磷青铜是

6、青铜（铜锌合金）添加脱氧剂（P）及其它微量元素如Fe组成的，具有较强的延展性和耐疲劳性。主要作用：电气开关，端子，EMI等弹片及导电材料，材料强度差于不锈钢，一般表面需要电镀。分类：根据金属元素的含量及加工工艺分，常用(chn yn)的牌号有C5102,C5191,C5212,C5210等。第八页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation Example:18B0643Example:18B0643第九页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 4.4.

7、不锈钢不锈钢(1)分类：不锈钢的种类很多，按照(nzho)含碳量和金属元素的不同分为SUS301,SUS302,SUS304,SUS410,SUS430,SUS434,SUS444等等。(2)性能：高硬，高强度，防腐蚀，焊接性能，抗菌性等等，根据产品对功能的要求选择最适合的牌号。第十页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation CLPCLP常用常用(chn yn)(chn yn)的不锈钢材料的不锈钢材料1.SUS301(1).含铬比较低，耐腐蚀性能较差，但是通过热处理可以得到高抗拉强度和高硬度，弹性性能好，作为弹片接触零件使

8、用非常广泛。(2).按照热处理的等级可以分为SUS301 1/4H，1/2H，3/4H，H，EH。其中SUS301-EH硬度最高可以达到520HV以上。注意点：SUS301材料有金属结晶性方向性，热处理等级越高的越硬但脆，若成型(chngxng)时不注意易造成折角及侧壁裂纹。第十一页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 2.SUS304含碳量低于SUS301，所以强度硬度低于301，但由于添加了Ni抗腐蚀能力较强。通过热处理能够得到较高强度和硬度的材料，广泛应用于EMI要求的cover和Bracket.3.特殊功能要求

9、的不锈钢产品 外观件：光面，绒面，耐指纹(zhwn)添加特殊的元素达到一些特殊的性能要求，如添加Ag增加抗菌性能等等。第十二页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 5.5.其它一些常用其它一些常用(chn yn)(chn yn)的材料的材料铝合金：AL5052碳素工具钢:SK3，SK5，SK7SPTE马口铁第十三页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 二二.冲压模具冲压模具(mj)(mj)结构结构按照(nzho)模具功能分类:下料模（复合模）折

10、弯模冲孔模拉伸模按照(nzho)模具工作方式分类：单工程模连续模工程连续模（Robot)第十四页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 1.1.下料模结构下料模结构(jigu)(jigu)第十五页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 2.2.冲孔冲孔(chn kn)(chn kn)模结构模结构第十六页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 3.3.折弯折弯(sh wn)(s

11、h wn)模结构模结构第十七页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 三三.冲压模具冲压模具(mj)(mj)初步介绍初步介绍冲模开发主要分为以下几个步骤(bzhu)：冲压工艺分析产品图重组产品图展开坯料布置模具组立拆图，标注第十八页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 1.1.冲压冲压(chngy)(chngy)工艺分析工艺分析冲压(chngy)工艺分析主要考量：冲压(chngy)工艺的可行性和安全性模具精密等级确定模具寿命和产能等级确定模具结构

12、选择模具元件材质选择第十九页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 冲压冲压(chngy)(chngy)能做的事情能做的事情第二十页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 2.2.制作制作(zhzu)(zhzu)重组图重组图a.外形尺寸重组目标值b.外形冲切加工(ji gng)其外形尺寸由母模决定，母模在冲切过程中会不断磨损，所以产品尺寸会越来越小，为了提高产品的尺寸精度，提高模具使用寿命，重组值应取小于公差中央值，一般取公差公差负侧的50%70%

13、。c.b.孔尺寸之重组值d.冲孔尺寸由冲头决定，由于冲头会不断磨损，使得冲孔不断减小，所以冲孔的重组值取公差正侧的50%70%e.c.弯曲部分尺寸之重组值f.折弯部分尺寸受折弯展开系数影响比较大，为了提高产品尺寸精度，一般折弯尺寸的重组值取公差的中间值。第二十一页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 第二十二页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 第二十三页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ

14、 Corporation 3.3.产品产品(chnpn)(chnpn)图展开图展开弯曲制品产品展开计算标准：(1).概算法:分为直边部分与弯曲部分，以中立面的长度(chngd)之和求得的方法。第二十四页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation(2).外側尺寸加算法(sun f)：弯曲处很多时的计算法(sun f)是先將外侧尺寸全部加算，从其和減去取決于板厚和弯曲半径两要素的伸长量。第二十五页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 四四.冲压模具常用冲

15、压模具常用(chn yn)(chn yn)标准化结标准化结构构1.压线入子结构2.压线的目的：3.(1).材料预变形，减少折弯(sh wn)时的阻力，使折弯(sh wn)时的尺寸更为准确。4.(2).防止折弯(sh wn)时产生的拉料变形。第二十六页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 第二十七页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 2.2.压筋入子结构压筋入子结构压筋目的減小折弯时的回弹，使折弯尺寸更准确(zhnqu)。减小折弯时所产生的拉料

16、变形。第二十八页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 注：滑块用于折弯(sh wn)成形时，滑块要做压筋。第二十九页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 3.3.压毛边压毛边(mo bin)(mo bin)入子入子（1）压毛边的形式 內孔压毛边产品周边压毛边。（2）压毛边入子的加工方法：先mm用4球刀依入子周边加工尺寸(ch cun)見下图示意。(料厚为0.8T)第三十页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)20

17、05,BenQ Corporation 第三十一页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 4.4.预剪结构预剪结构(jigu)(jigu)连续模带料部分在最后一站剪切或剪断成形产品要求外观或手可触摸(ch m)处均无毛边因此要求模具在剪切的前一站进行预剪(也称为预压毛边)。设计时先要判定毛边的方向确定预剪在上模还是在下模其结构及具体设计尺寸如下第三十二页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 第三十三页，共63页。BenQ Confidential

18、(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 5.5.连剪带折弯连剪带折弯(sh wn)(sh wn)结构结构作业说明：先剪后折刀口高度为一个料厚，斜1.5度，目的是减少冲头同切口之间的接触面，以便減少摩擦。沖头切口底部直2mm,是为了保证刀口強度，防止崩刃。沖头折弯(sh wn)边高度为1.5T，这样可保证先剪断后折边。第三十四页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 第三十五页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 6.6

19、.顶料销顶料销设计标准设计标准 一选用原則1.一般选用8.0的LB型顶料销。若位置不夠时可选用6.0型的顶料销。2.当所需顶料力很大，位置又夠时可选用10.0的顶料销.3.顶料销长度的选择，应注意(zh y)参考以下原则：(1).选用标准长度，并考虑可否不需要在模板上沉孔。(2).顶出高度=10.0MM时，选择其它标准规格的顶料销.(3).避免开模时弹簧顶住模板台阶处的現象。(4).铁氟龙材质LB型顶料销适用于铝材，铜材等材质。规格为8.0*25，8.0*30，8.0*35，8.0*40第三十六页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corp

20、oration 二排布規則（1）抽孔，抽凸周围对称排配顶料销，也可采用內脱料的形式脱料。（2）折弯时如使用顶料销脱料，在凸模上折弯边每隔20-30MM排配一个顶料销，折弯拐角处一定要排配一个顶料销，顶料销四分点距折弯边2.5MM.（3）折单边时，折弯边顶料销按上述原則排配，非折弯边视大小均勻分布2-4个顶料销。顶料销的排配一般保证顶料销逃孔边到材料(cilio)边或模具相应刃口边距离为4MM，注意其位置尺寸尽量圆整到整数或小数点后一位。內孔精定位销两边一般对称排配两个顶料销，外形精定位可视需要礁定是否安装顶料销。另外顶料销的排配还要考虑整个工件的稳定性第三十七页，共63页。BenQ Confi

21、dential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 设计标准设计标准 沙拉孔的成形步骤(bzhu):a.先打沙拉后冲孔 b.先冲孔后打沙拉 c.先冲孔，打沙拉，再冲孔1.浅沙拉孔分为三个步骤(bzhu)，第一步，先沖底孔，第二步，打沙拉孔，第三步，再沖沙拉過孔，具体尺寸见下图示意.第三十八页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 2.深沙拉孔分为(fn wi)两个步骤，第一步，先沖底孔，第二步，打沙拉孔第三十九页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,

22、BenQ Corporation 滑块固定形式常用(chn yn)的有如下几种适用于中小形滑块依靠滑块的垂直边限位(如图1)适用于以共用方式加工的大型滑块限位块采用入块形式(如图2)适用于需快速装卸的大中型滑块依靠滑块底部的限位板限位(如图3)适用于需要滑块在接触料片前先复位的场合靠滑块中的顶料销作用先將滑块复位顶料销长度通常为7mm浮出端面2.0mm选用紅色扁线弹簧。(如图4)适用于要求中间垂直p上下运动左右滑块水平运动的块合中间滑块依靠內导柱导向左右滑块用等高套筒限位等高套筒长度取夾板厚度加0.5mm。(如图5)第四十页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)

23、2005,BenQ Corporation 第四十一页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 第四十二页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 滑块通用结构及尺寸滑块通用结构及尺寸(ch cun)(ch cun)图图(7)(8)(7)(8)为滑块常用的结构形式为滑块常用的结构形式.图图(6)(6)用用于滑块尺寸用用于滑块尺寸(ch cun)(ch cun)较小而无法設置燕尾较小而无法設置燕尾或或采用图采用图(7)(8)(7)(8)的形式的形式模板在

24、滑块模板在滑块W W方向尺寸方向尺寸(ch(ch cun)cun)干涉时干涉时图中尺寸图中尺寸(ch cun)A,B,C,D(ch cun)A,B,C,D一般最小取一般最小取3mm;3mm;滑块配合间隙滑块配合间隙(图中影线部分图中影线部分)(1)(1)材料厚度大于或等于材料厚度大于或等于0.60.6时时模板相应单边放大模板相应单边放大间隙间隙0.03,0.03,滑块不放间隙滑块不放间隙 (2)(2)材料厚度小于材料厚度小于0.60.6时时模板相应处单边放大间隙模板相应处单边放大间隙0.020.02滑块不放间隙滑块不放间隙 (3)(3)大中型滑块割共用时大中型滑块割共用时设计者仅需绘出滑块理论

25、设计者仅需绘出滑块理论形狀形狀共用处的阶梯断面及间隙由加工部门自行处理共用处的阶梯断面及间隙由加工部门自行处理共用滑块配合间隙一般取共用滑块配合间隙一般取0.020.02。e.e.滑块斜角滑块斜角P P在在1515度內时可任取度內时可任取当大于当大于1515度时度时只能取只能取3030度及度及4545度两种度两种斜角最大不超过斜角最大不超过4545度。度。f.f.滑块斜角优先选用滑块斜角优先选用5 5 1010 3030 4545 几种规格。几种规格。第四十三页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 第四十四页，共63页

26、。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 滑块设计注意事項滑块设计注意事項滑块垂直运动行程一般不得大于滑块厚度的一半滑块垂直运动行程一般不得大于滑块厚度的一半为確保滑块活动可靠为確保滑块活动可靠滑块顶部应布置适当数量的浮升销滑块顶部应布置适当数量的浮升销或弹簧或弹簧当滑块以共用形式加工时当滑块以共用形式加工时应將两滑块绕模板中心旋转应將两滑块绕模板中心旋转180180度进行加工度进行加工此时设计人员不需將图元旋转此时设计人员不需將图元旋转调整调整(tiozhng)(tiozhng)工作由加工部门自行处理工作由加工部门自行处理如图如图

27、(12)(12)所示所示当模板中间有小滑块时当模板中间有小滑块时若滑块斜度小于若滑块斜度小于或等于或等于1515度度导滑槽可直接在模板上割出导滑槽可直接在模板上割出若滑块斜度若滑块斜度大于大于1515度度模板上的导槽最好改为入块形式。模板上的导槽最好改为入块形式。第四十五页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 第四十六页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 8.8.滾軸滾軸,折刀设计标准折刀设计标准 (1)滾軸一般情況下，滾軸选用8.00,特殊

28、(tsh)时可选用6.00或4.00。滾軸若沒有讓位加工，可不需出图。(2)折刀折刀采用夾板銑槽，內六角螺絲(M10)固定。H取值小于內脱板厚度.折刀上部內磨0.1作用主要是防止折刀將材料刮傷。有內导柱时折刀与內脱板的间隙为+0.1，无內导柱时折刀与內脱间隙为0.02.第四十七页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 第四十八页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 9.9.侧刃定位侧刃定位(dngwi)(dngwi)设计标准设计标准a.模设计中为

29、使材料送料精確,使用節距定位來保证(bozhng)材料的送料步距。节距定位一般有切舌式和侧刃定位两种方式。因采用侧刃定位尺寸稳定固常使用。b.侧刃剪切材料的寬度e對于一般材料e取值为2.0mm;對于沖剪薄(T0.3mm)时e取值为1.5mm。侧刃定位块與沖頭的间隙为0.01mm.与沖剪后材料的间隙为0.03mm。侧刃定位块尺寸請參考標准件”節距定位块”。结构方式請詳見(图一)第四十九页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 第五十页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ

30、Corporation (1).在模具设计中为了防止模具在空打时打壞零件如字模壓線印以及一些特殊模具力的不平衡情況时而加以限位柱以其承受力量。(2).限位方式可以分为(fn wi)模內限位和模外限位两种。一般20的用于模內限位而30和40的用于模外位。(3).限位柱據體尺寸請參考標准件”限位柱”。(4).限位柱的高度如若是字模壓線印加限位柱在模內只需突出模板(0.60.8T)在模外加限位柱上下限位柱高度平分但平分为(fn wi)整数为佳 或是有較大高度差以此防呆。第五十一页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 第五十二

31、页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation a.选用(xunyng)两用销:两用浮升销的选用(xunyng)不僅要考虑材料的厚度还要考虑模具的大小(原則为優先取大)。具體尺寸可參考標准品”两用浮升销”。两用浮升销與之相關尺寸(如图)。b.两用浮升销在脱料板上的讓位深度,直接影響工件的品質如讓位過深或過淺时材料的料边會被壓傷甚而會把材料剪斷。为減少這一現象的出現根據標准两用销的规格而確定脱料板的讓位深度尺寸可參考图中之表。c.開模时若两用浮升销的浮升高度超過內导柱開模时导向长度时当导柱離開下模时浮升销的頭部仍在脱料板內如若浮

32、升销脱板讓位间隙太小且開模力不平衡會把浮升销碰斷故規定浮升销的脱板讓位单边为2.0mm。但若是薄材或料寬過小时請依據實際情況確定脱板讓位间隙。浮升销不僅有定位浮升的作用而又要使送料順利故而規定剪切前材料與。第五十三页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 第五十四页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 标准标准(biozhn)(biozhn)由於產品尺寸精度及配合性要求越來越高,在模具设计时,定位是不可忽视的。a.定位按位置分为内定位和外定位两种

33、。c.內定位两边必須有对称顶料销D,其與內定位间隙(jin x)如图。若無內定位块(销)A时,外定位块B與工件间隙(jin x)应为0.03mm。d.外定位根據實際情況可先用異形或圓形,但是盡可能用剪切後的边來定位。e.外定位其有效部分应比內定位有效部分高出3-5mm。第五十五页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 第五十六页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 抽牙制作標准抽牙的計算原理为體積不變的原理一般(ybn)抽孔高度取H=3P(P为牙

34、距)。R=EFT*AB=(H-EF)EF+*EF*EF/4,AB=H*EF+(/4-1)EF*EF,預沖孔=D-2AB.T0.5时取EF=100T0.5T0.8时取EF=70TT0.8时取EF=65T第五十七页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 3 常用几种(j zhn)抽牙形式如下图所示(向上,向下抽牙沖子长度均一樣长便于更換)第五十八页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 第五十九页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 第六十页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation a.連續模设计时考虑到帶料处會由于送料不淮而產生斷差或二次剪切產生毛刺所以设计时會加工藝缺口克服以上(yshng)問題。b.缺口的標淮形式:剪斷沖頭超出0.3mm,即可避免未剪切而產生毛刺。c.示意图如下第六十一页，共63页。BenQ Confidential(yyyy/mm/dd)2005,BenQ Corporation 第六十二页，共63页。Thank you!Thank you!第六十三页，共63页。