1、冲 压 简 介 Agenda ?一、冲压工艺介绍 ?二、冲压模具结构介绍 ?三、冲压模具设计 ?四、冲压件设计 ?五、冲压材料介绍 一、冲压工艺介绍 分类： 按变形性质可分为材料的 冲裁与成型： 1.1 冲裁：使板料分离，得到所需形状和尺寸的平片毛坯或制件，主要包括 冲孔、下料、切断、切口等工艺。 1.2 成型：使板料发生局部的塑性变形，按凸模或凹模的形状直接成形，主要包括弯曲、拉伸、翻边、挤压等工艺。 1.1冲裁工艺定义解释 a.冲孔：封闭形状之全周冲切，冲切部分是废料； b.落料：封闭形状之全周下料，下料部分是产品； c.切断：用一组切刃对切，产品分为不连续的及部分； d.切口：形状呈部分
2、开启之冲切，材料不分离。 冲孔 落料 切断 切口 1.2 成型工艺介绍 a.弯曲：将毛坯或半成品制件沿弯曲线成一定角度和形状。 b. 拉深：利用冲头将板料拉压成空心体。 c. 翻边：将板料或工件边缘沿一定曲线翻起竖立直边。 d. 挤压：通过一定压力使材料产生塑性变形，产生体积转移而挤压成形。(如铆钉，字模.) 弯曲 拉深 翻边 挤压 二、冲压模具结构介绍 在现代生产中，模具是生产各种工业产品的重要装备，它以其特定的形状，通过一定的方式使原材料成型。 2.1模具结构：根据模具的组成部分可分为 凸模、凹模、固定板、上下模座、垫板、导向定位装置等几个部分。 2.2模具类型：根据模具不同结构的相对关系
3、又可分为 工程模、连续模、复合模 等类型。 2.1冲压模具结构 冲压模具的主要零件包括：凸模、凹模、固定板、上下模座、垫板、导向定位装置等。 ? 凸模：工件成型时的外凸型心及冲头。 ? 凹模：工件成型时的内凹型心。 ? 上模固定板：固定冲头和凸模。 ? 下模板：固定衬套和凹模。 ? 卸料板：压料，从凸凹模上卸料，防止拉料。 ? 垫板：衬托模具镶件防止在冲孔或成形时內陷。 ? 上下模座：固定上下模到冲床上。 ? 导柱导套：上模和下模间的定位。 2.2冲压模具类型 冲压模具按成型类型可分为三类： ? 2.2.1工程模工程模：在压力机的一次行程中完成一道冲压工序的冲模(例:冲孔模)。 ? 2.2.2
4、连续模连续模：在条料的送料方向上具有两个以上的工位 ,并在压力机一次行程中在不同的工位上完成两道或者两道以上的冲压工序的冲模。用于生产多工序的工件，可连续生产，效率较高。 ? 2.2.3复合模复合模：只有一个工位并在压力机的一次行程中同时完成两道或两道以上的冲压工序的冲模。上下模具都有凸模特征，也都有凹模特征。(例:冲孔下料模) 工位工序工程模一个一道复合模一个两道及以上连续模两个及以上两道及以上2.2.1工程模基本架构 动画演示= 2.2.2连续模基本架构 动画演示= 2.2.3复合模模具图 动画演示= 三、冲压模具设计 一般冲压模具设计制作流程： 3.1产品公差缩放 3.2产品图尺寸展开
5、3.3确定工程图或排样图 3.4模具设计 3.1产品公差缩放 缩放原理： 产品冲出来后，总是存在微小的毛边，内孔一般偏小，外形一般偏大。 至于毛边的大小，与冲裁间隙和冲头刃口的锋利程度有关。 薄材（T0.5mm）： 双边大0.010.05mm。 例：需要在一个0.5mm的SPTE上冲压一个10mm的外形及一个5mm的孔。则 模具外形刀口设计为： 模具冲孔入子设计为： 9.989.99mm 5.015.02mm 缩放要点: 1、未注公差的尺寸：不予考虑，取基本尺寸 2、单向公差：若是外形尺寸，取其下工差 若是内形尺寸，取其上工差 3、双向公差：取中间值 3.1产品公差缩放 例：需要在一个0.5m
6、m的SPTE上冲压一个10mm(+0/-0.05)的外形及一个5mm(+0.05/-0)的孔。则 模具外形刀口设计为： 模具冲孔入子设计为： 9.95mm 5.05mm 3.2产品图尺寸展开 利用体积不变的原理，用某一截面的总面积除以材料厚度得到该方向的展开长度。其实就是同一尺寸的展开也因个人经验而异，没有绝对的一个数值，只要在公差范围内即可。 展开原理: 展开要点: 展开长度L=L1+L2+2*3.14（r+kt）*/360 其中k为中心层系数，其大小可据以下经验值选取： r/t=0.5时，k=0.25; 0.5r/t=1时，k=0.250.3; 1r/t=2时，k=0.30.33; 2r/
7、t4时，k=0.380.45 3.2产品图尺寸展开 根据公式L=L1+L2+2*3.14（r+kt）*/360 展开长度L=5+20+2*3.14*0.25*1*90/360 =25.40 快捷算法：1.05*（5+20）=26.25 3.2产品图尺寸展开 展开实例: 3.3确定工程结构图或排样图 3.3.1 依产品的展开图，首先确认开模方式，是工程模还是连续模。 工程模工程模: :确认产品的工程数，绘制产品工程结构图； 连续模连续模/ /复合模复合模: :绘制产品排样图。 3.3.2 工站数计算一般考虑事项： a.折弯数：同向折弯可以同步折弯，双向折弯需分步折弯。同一特征处一步只折一道弯；
8、b.折弯前准备； c.冲头间距离； d.整平，如遇打凸，第一工程须打凸。如打凸面积较大，为防止拉料导致平整度不佳，在打凸后需要加一道整平； f.下料和折弯不可同步做。 g.翻边一般需三个工程：冲孔、翻边、打平。 h.抽孔一般需两个工程：冲孔、抽孔。 . . 实例: 3.3确定工程结构图或排样图 3.4模具设计 3.4.1模板和模座外形尺寸 3.4.2模具各零件厚度和常用材料 3.4.3冲裁模相关配合尺寸示意 3.4.1模板和模座外形尺寸 由于模板上要装固定螺丝，固定销，导柱导套等，需要有足够的位置，所以模板尺寸一般是在产品展开尺寸的两边各加 100mm，再适当的以10取整。 模座尺寸是在模板尺
9、寸的基础上两边各加100mm。 3.4.2模具各零件厚度和常用材料 零件名称厚度材质热处理硬度上下模座3550mmA3、SS45C上垫板1015mmSKD11 、D2、SS45CSKH9HRC6264冲头SKH9 、SKD11SKD11HRC5862凸凹模SKD11 、D2D2HRC5558上模固定板1520mmSKD11 、D2、SS45C卸料板垫板810mmSKD11 、D2卸料板2025+t-0.05 SKD11 、D2下模板2030mmSKD11 、D2下垫板1015mmSKD11 、D2、SS45C电加热真空处理： 24H3.3.3冲裁模相关配合尺寸示意 外导柱导套精度： 0.04m
10、m 内导柱导套精度： 0.005mm 四、冲压件设计 ?4.1设计方向 冲压件设计时需要遵循的一些基本原则。 ?4.2设计要点 受冲压工艺限制可能无法成型而需要在设计时需要注意的要点 4.1设计方向 4.1.1 节材：在图面的要求下沿最节省材料的方向设计； 4.1.2 生产效率：设计出来的模具使作业员操作方便，拿放顺畅，并且作防呆设置； 4.1.3 安全性：使作业员在正常状态下安全操作； 4.1.4 维修方便：维修方便：使模具师付在修模时方便拆装，甚至可以在 不拆模的情况下就可以修模或更换机种； 4.1.5 延长模具寿命：把比较容易裂的地方分解开，比较容易断的地方作补强；(参考：3.3确定工程
11、结构图或排样图) 动画演示= 4.2.1产品外形要求 a.拐角处须有R角，锐角处R0.5t，直角处R0.25t b.外锐角角度a30o ，内锐角角度 30o c.凹凸处宽度Wt，相邻凹凸形间距At d.当L/W2时，须分次冲切 4.2设计要点 2、内孔相关要求 a.内孔离边缘距离B2t b.相邻内孔间距离C2t c.圆孔直径Dt，D0.5 mm d.方孔最小宽度Wt，W0.5 mm，L/W1.5t b.沙拉孔中心到边缘距离L11.5D c.相邻两沙拉孔中心孔距L22D 4.2.3沙拉孔设计 4.2设计要点 a.翻边孔各边尽量圆滑过度，R角尽可能大(R7mm) b.翻边距离L2.5t 4.2.4
12、翻边孔形状 4.2设计要点 4.2.5折弯相关要求 4.2设计要点 dDHdDH0.62.653.62.13.654.52.50.82.653.82.63.654.7312.654.12.83.6553.21.22.654.333.655.23.41.52.654.33.43.655.23.81.62.654.43.63.655.34M3(不攻牙)M4(攻牙)tF1.4D 4.2.6抽牙相关尺寸 4.2设计要点 打凸高度与材料厚度没有多大关系，与角关系较大。 一般在3045 时，H2t 4.2.7打凸包相关尺寸 4.2设计要点 五.冲压材料介绍 ?5.1 常见冲压材料介绍 ?5.2 常见模具材
13、料介绍 5.1 常见冲压材料介绍-1 ? 1.SPCC(冷轧钢板)：早期用在通讯产品，表面需电镀，因环保问题，现今较少人使用。 ? ? 2.SPHC(热轧钢板)：材料使用1.5mm一闪个角度，材质不稳定，多使用在非外观件。 ? ? 3.SECC(镀锌钢板)：进来大量用在通讯，PC产品，取代SPCC，唯一缺点，切断面及折痕容易生锈。 ? ? 4.SPET(马口铁)：导电性强，外观佳，因成本考量有些用来取代sus，非磁性材料，但冲压加工此说越多，磁性越强。 ? ? 5.SUS304(不锈钢)：用途最多之不锈钢品种，因含有Ni故比iCr钢富耐蚀性耐热性，且具低温强度，故机械特性非常好，加工硬化性非常
14、大，加热处理不印花，非磁性，强度佳，较没弹性，常用厚度在0.4mm-1.0mm之间. ? ? 6.SUS301(不锈钢)：Cr成分比SUS304低，耐蚀性较差，但冷加工能得到非常高度的拉力及硬度，其特性用途广大，因弹性佳，现被广泛运用在EMI上，做接触部分，常用厚度在0.07mm0.4mm。 ? 7.PBS(磷青铜Phosphor Bronze Spring)：导电性佳，弹性高，富耐磨耗。是电器开关，端子等应用之碳片及导电材料，但没有SUS301之强度； ? 8.BeCu(铍铜Beryllium Cu)：特性与PBS相似，但热处理后，可得到更好的硬度及弹性，用在多次挤压，切换开关上，外观需电镀
15、，但成本过高。 ? 9.AL1100(铝合金)：材料含铝较纯，材质轻，散热好，材质不易加工。 ? 10.AL5052(铝镁合金)：散热好，材料较硬，强度好，材质不易加工。 ? 11.AL6063(铝挤型)：材质较硬，常用来做散热片等。 附：铝些列标号含义 1 x x x 商用純鋁(鋁含量99.00%以上) 2 x x x 鋁銅 合金系A1 Cu 3 x x x鋁錳 合金系A1 Mn 4 x x x鋁矽 合金系A1 Si 5 x x x鋁鎂 合金系A1 Mg 6 x x x鋁錳矽 合金系A1- Mg Si 7 x x x鋁鋅 合金系A1 Zn 8 x x x其他 合金系 9 x x x實驗 合金
16、系 5.1 常见冲压材料介绍-2 5.2 常见模具材料介绍-1 1.SS41(一般铁板)：因铁板无法热处理，材质较软，使用于非切断面刀口处。如上下模板等。 2.S45C(中碳钢)： a.淬硬：均匀加热至820870度，在水中淬硬； b.回火：加热至550650度急冷却； c.印度HB201269度； d.拉力10kg/mm2以上； e.可热处理，但印度较软，可达到HRC3842度。 3.FC25(铸铁)： a.原料经过低周波电炉溶解调整成分后，进行连续铸造，故无一般翻砂件常见的缩孔，气泡，夹砂等缺陷； b.表面至中心组织均甚致密，故耐磨及耐油压性极佳。 c.可作盐浴氮化，及油/氺淬火等处理。
17、d.常用于压铸用模，玻璃模等用钢。 4.YK30(碳素工具钢): a.热处理钢板硬度可达HRC5055度； b.容易加工，兼具一般高碳钢之高硬度及耐磨性； c.价格较低，硬度中等，常用于少量生产模具； d.热处理后变形较大，材质较不稳定。 5.SKD11(合金工具钢): a.耐磨性大，淬火性佳，淬火变形少； b.热处理钢板，硬度可达HRC5862度； c.价格中等，硬度高，最常使用之钢板； d.常用于大量生产模具。 6.SKH(高速工具钢): a.耐磨性大，材质稳定，硬度极佳。 b.价格极高，使用不普遍。 c.常适用于深抽引，硬度较高之切断面刀口。 5.2 常见模具材料介绍-2 7.ASP: a.需要切开韧性； b.需要切口尖锐； c.需要强韧性，高降伏强度。 d.需要韧性，低残留沃斯田铁，广泛使用在冲压成型，冷锻，挤压，高耐冲击模具上。 8.Tic(钛合金): a.比重轻； b.具最高的耐胶著性； c.耐蚀性佳； d.可热处理到HRC71度； e.因价格极高，常用于航太工业，发电厂，化学工业等等。 9.WU(钨钢): a.材质硬，价格极高，热处理硬度可达到HRC7075度，缺点易碎。 5.2 常见模具材料介绍-3
