沖壓基礎(chǔ)安全培訓(xùn)知識(shí)課件

沖

壓

簡(jiǎn)

介

Agenda

?一、沖壓工藝介紹

?二、沖壓模具結(jié)構(gòu)介紹

?三、沖壓模具設(shè)計(jì)

?四、沖壓件設(shè)計(jì)

?五、沖壓材料介紹

一、沖壓工藝介紹

分類：

按變形性質(zhì)可分為材料的

沖裁與成型：

1.1沖裁：使板料分離，得到所需形狀和尺寸的平片毛坯或制件，主要包括

沖孔、下料、切斷、切口等工藝。

1.2成型：使板料發(fā)生局部的塑性變形，按凸?；虬寄５男螤钪苯映尚?，主要包括彎曲、拉伸、翻邊、擠壓等工藝。

1.1沖裁工藝定義解釋

a.沖孔：封閉形狀之全周沖切，沖切部分是廢料；

b.落料：封閉形狀之全周下料，下料部分是產(chǎn)品；

c.切斷：用一組切刃對(duì)切，產(chǎn)品分為不連續(xù)的及部分；

d.切口：形狀呈部分開啟之沖切，材料不分離。

沖孔

落料

切斷

切口

1.2成型工藝介紹

a.彎曲：將毛坯或半成品制件沿彎曲線成一定角度和形狀。

b.拉深：利用沖頭將板料拉壓成空心體。

c.翻邊：將板料或工件邊緣沿一定曲線翻起豎立直邊。

d.擠壓：通過一定壓力使材料產(chǎn)生塑性變形，產(chǎn)生體積轉(zhuǎn)移而擠壓成形。(如鉚釘，字模...)

彎曲

拉深

翻邊

擠壓

二、沖壓模具結(jié)構(gòu)介紹

在現(xiàn)代生產(chǎn)中，模具是生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品的重要裝備，它以其特定的形狀，通過一定的方式使原材料成型。

2.1模具結(jié)構(gòu)：根據(jù)模具的組成部分可分為

凸模、凹模、固定板、上下模座、墊板、導(dǎo)向定位裝置等幾個(gè)部分。

2.2模具類型：根據(jù)模具不同結(jié)構(gòu)的相對(duì)關(guān)系又可分為

工程模、連續(xù)模、復(fù)合模

等類型。

2.1沖壓模具結(jié)構(gòu)

沖壓模具的主要零件包括：凸模、凹模、固定板、上下模座、墊板、導(dǎo)向定位裝置等。

?凸模：工件成型時(shí)的外凸型心及沖頭。

?凹模：工件成型時(shí)的內(nèi)凹型心。

?上模固定板：固定沖頭和凸模。

?下模板：固定襯套和凹模。

?卸料板：壓料，從凸凹模上卸料，防止拉料。

?墊板：襯托模具鑲件防止在沖孔或成形時(shí)內(nèi)陷。

?上下模座：固定上下模到?jīng)_床上。

?導(dǎo)柱導(dǎo)套：上模和下模間的定位。

2.2沖壓模具類型

沖壓模具按成型類型可分為三類：

?2.2.1工程模：在壓力機(jī)的一次行程中完成一道沖壓工序的沖模(例:沖孔模)。

?2.2.2連續(xù)模：在條料的送料方向上具有兩個(gè)以上的工位,并在壓力機(jī)一次行程中在不同的工位上完成兩道或者兩道以上的沖壓工序的沖模。用于生產(chǎn)多工序的工件，可連續(xù)生產(chǎn)，效率較高。

?2.2.3復(fù)合模：只有一個(gè)工位并在壓力機(jī)的一次行程中同時(shí)完成兩道或兩道以上的沖壓工序的沖模。上下模具都有凸模特征，也都有凹模特征。(例:沖孔\下料模)工位工序工程模一個(gè)一道復(fù)合模一個(gè)兩道及以上連續(xù)模兩個(gè)及以上兩道及以上2.2.1工程模基本架構(gòu)

動(dòng)畫演示=>2.2.2連續(xù)?；炯軜?gòu)

動(dòng)畫演示=>2.2.3復(fù)合模模具圖

動(dòng)畫演示=>三、沖壓模具設(shè)計(jì)

一般沖壓模具設(shè)計(jì)制作流程：

3.1產(chǎn)品公差縮放

3.2產(chǎn)品圖尺寸展開

3.3確定工程圖或排樣圖

3.4模具設(shè)計(jì)

3.1產(chǎn)品公差縮放

縮放原理：

產(chǎn)品沖出來后，總是存在微小的毛邊，內(nèi)孔一般偏小，外形一般偏大。

至于毛邊的大小，與沖裁間隙和沖頭刃口的鋒利程度有關(guān)。

薄材（T<=0.5mm）：雙邊大0.01~0.02mm

厚材（T>0.5mm）：

雙邊大0.01~0.05mm。

例：需要在一個(gè)0.5mm的SPTE上沖壓一個(gè)10mm的外形及一個(gè)5mm的孔。則

模具外形刀口設(shè)計(jì)為：

模具沖孔入子設(shè)計(jì)為：

9.98~9.99mm

5.01~5.02mm

縮放要點(diǎn):

1、未注公差的尺寸：不予考慮，取基本尺寸

2、單向公差：若是外形尺寸，取其下工差

若是內(nèi)形尺寸，取其上工差

3、雙向公差：取中間值

3.1產(chǎn)品公差縮放

例：需要在一個(gè)0.5mm的SPTE上沖壓一個(gè)10mm(+0/-0.05)的外形及一個(gè)5mm(+0.05/-0)的孔。則

模具外形刀口設(shè)計(jì)為：

模具沖孔入子設(shè)計(jì)為：

9.95mm

5.05mm

3.2產(chǎn)品圖尺寸展開

利用體積不變的原理，用某一截面的總面積除以材料厚度得到該方向的展開長(zhǎng)度。其實(shí)就是同一尺寸的展開也因個(gè)人經(jīng)驗(yàn)而異，沒有絕對(duì)的一個(gè)數(shù)值，只要在公差范圍內(nèi)即可。

展開原理:展開要點(diǎn):展開長(zhǎng)度L=L1+L2+2*3.14（r+kt）*α/360

其中k為中心層系數(shù)，其大小可據(jù)以下經(jīng)驗(yàn)值選?。?/p>

r/t<=0.5時(shí)，k=0.25;0.5<r/t<=1時(shí)，k=0.25~0.3;1<r/t<=2時(shí)，k=0.3~0.33;2<r/t<=4時(shí)，k=0.33~0.38;r/t>4時(shí)，k=0.38~0.453.2產(chǎn)品圖尺寸展開

根據(jù)公式L=L1+L2+2*3.14（r+kt）*α/360

展開長(zhǎng)度L=5+20+2*3.14*0.25*1*90/360=25.40快捷算法：1.05*（5+20）=26.253.2產(chǎn)品圖尺寸展開

展開實(shí)例:3.3確定工程結(jié)構(gòu)圖或排樣圖

3.3.1依產(chǎn)品的展開圖，首先確認(rèn)開模方式，是工程模還是連續(xù)模。

工程模:確認(rèn)產(chǎn)品的工程數(shù)，繪制產(chǎn)品工程結(jié)構(gòu)圖；

連續(xù)模/復(fù)合模:繪制產(chǎn)品排樣圖。

3.3.2工站數(shù)計(jì)算一般考慮事項(xiàng)：

a.折彎數(shù)：同向折彎可以同步折彎，雙向折彎需分步折彎。同一特征處一步只折一道彎；

b.折彎前準(zhǔn)備；

c.沖頭間距離；

d.整平，如遇打凸，第一工程須打凸。如打凸面積較大，為防止拉料導(dǎo)致平整度不佳，在打凸后需要加一道整平；

f.下料和折彎不可同步做。

g.翻邊一般需三個(gè)工程：沖孔、翻邊、打平。

h.抽孔一般需兩個(gè)工程：沖孔、抽孔。

...實(shí)例:3.3確定工程結(jié)構(gòu)圖或排樣圖

3.4模具設(shè)計(jì)

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沖裁模相關(guān)配合尺寸示意

3.4.1模板和模座外形尺寸

由于模板上要裝固定螺絲，固定銷，導(dǎo)柱導(dǎo)套等，需要有足夠的位置，所以模板尺寸一般是在產(chǎn)品展開尺寸的兩邊各加100mm，再適當(dāng)?shù)囊?0取整。

模座尺寸是在模板尺寸的基礎(chǔ)上兩邊各加100mm。

3.4.2模具各零件厚度和常用材料

零件名稱厚度材質(zhì)熱處理硬度上下模座35~50mmA3、SS45C上墊板10~15mmSKD11、D2、SS45CSKH9HRC62~64沖頭SKH9、SKD11SKD11HRC58~62凸凹模SKD11、D2D2HRC55~58上模固定板15~20mmSKD11、D2、SS45C卸料板墊板8~10mmSKD11、D2卸料板20~25+t-0.05SKD11、D2下模板20~30mmSKD11、D2下墊板10~15mmSKD11、D2、SS45C電加熱真空處理：24H3.3.3沖裁模相關(guān)配合尺寸示意

外導(dǎo)柱導(dǎo)套精度：0.04mm內(nèi)導(dǎo)柱導(dǎo)套精度：0.005mm四、沖壓件設(shè)計(jì)

?4.1設(shè)計(jì)方向

沖壓件設(shè)計(jì)時(shí)需要遵循的一些基本原則。

?4.2設(shè)計(jì)要點(diǎn)

受沖壓工藝限制可能無法成型而需要在設(shè)計(jì)時(shí)需要注意的要點(diǎn)

4.1設(shè)計(jì)方向

4.1.1節(jié)材：在圖面的要求下沿最節(jié)省材料的方向設(shè)計(jì)；

4.1.2生產(chǎn)效率：設(shè)計(jì)出來的模具使作業(yè)員操作方便，拿放順暢，并且作防呆設(shè)置；

4.1.3安全性：使作業(yè)員在正常狀態(tài)下安全操作；

4.1.4維修方便：使模具師付在修模時(shí)方便拆裝，甚至可以在

不拆模的情況下就可以修?；蚋鼡Q機(jī)種；

4.1.5延長(zhǎng)模具壽命：把比較容易裂的地方分解開，比較容易斷的地方作補(bǔ)強(qiáng)；(參考：3.3確定工程結(jié)構(gòu)圖或排樣圖)動(dòng)畫演示=>4.2.1產(chǎn)品外形要求

a.拐角處須有R角，銳角處R>0.5t，直角處R>0.25tb.外銳角角度a>30o，內(nèi)銳角角度β>30o

c.凹凸處寬度W>t，相鄰凹凸形間距A>td.當(dāng)L/W>2時(shí)，須分次沖切

4.2設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2、內(nèi)孔相關(guān)要求

a.內(nèi)孔離邊緣距離B>2tb.相鄰內(nèi)孔間距離C>2tc.圓孔直徑D>t，D>0.5mmd.方孔最小寬度W>t，W>0.5mm，L/W<164.2.2內(nèi)孔相關(guān)要求

4.2設(shè)計(jì)要點(diǎn)

a.沙拉孔孔徑d>1.5tb.沙拉孔中心到邊緣距離L1>1.5Dc.相鄰兩沙拉孔中心孔距L2>2D4.2.3沙拉孔設(shè)計(jì)

4.2設(shè)計(jì)要點(diǎn)

a.翻邊孔各邊盡量圓滑過度，R角盡可能大(R>7mm)b.翻邊距離L>2.5t4.2.4翻邊孔形狀

4.2設(shè)計(jì)要點(diǎn)

4.2.5折彎相關(guān)要求

4.2設(shè)計(jì)要點(diǎn)

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)tF>1.4D4.2.6抽牙相關(guān)尺寸

4.2設(shè)計(jì)要點(diǎn)

打凸高度與材料厚度沒有多大關(guān)系，與α角關(guān)系較大。

一般在30°~45°時(shí)，H<L的打凸均可以作出。

打凸邊緣與材料邊緣的距離L>2t4.2.7打凸包相關(guān)尺寸

4.2設(shè)計(jì)要點(diǎn)

五.沖壓材料介紹

?5.1常見沖壓材料介紹

?5.2常見模具材料介紹

5.1常見沖壓材料介紹-1?1.SPCC(冷軋鋼板)：早期用在通訊產(chǎn)品，表面需電鍍，因環(huán)保問題，現(xiàn)今較少人使用。

?

?2.SPHC(熱軋鋼板)：材料使用1.5mm一閃個(gè)角度，材質(zhì)不穩(wěn)定，多使用在非外觀件。

?

?3.SECC(鍍鋅鋼板)：進(jìn)來大量用在通訊，PC產(chǎn)品，取代SPCC，唯一缺點(diǎn)，切斷面及折痕容易生銹。

?

?4.SPET(馬口鐵)：導(dǎo)電性強(qiáng)，外觀佳，因成本考量有些用來取代sus，非磁性材料，但沖壓加工此說越多，磁性越強(qiáng)。

?

?5.SUS304(不銹鋼)：用途最多之不銹鋼品種，因含有Ni故比iCr鋼富耐蝕性耐熱性，且具低溫強(qiáng)度，故機(jī)械特性非常好，加工硬化性非常大，加熱處理不印花，非磁性，強(qiáng)度佳，較沒彈性，常用厚度在0.4mm-1.0mm之間.?

?6.SUS301(不銹鋼)：Cr成分比SUS304低，耐蝕性較差，但冷加工能得到非常高度的拉力及硬度，其特性用途廣大，因彈性佳，現(xiàn)被廣泛運(yùn)用在EMI上，做接觸部分，常用厚度在0.07mm~0.4mm。

?7.PBS(磷青銅PhosphorBronzeSpring)：導(dǎo)電性佳，彈性高，富耐磨耗。是電器開關(guān)，端子等應(yīng)用之碳片及導(dǎo)電材料，但沒有SUS301之強(qiáng)度；

?8.BeCu(鈹銅BerylliumCu)：特性與PBS相似，但熱處理后，可得到更好的硬度及彈性，用在多次擠壓，切換開關(guān)上，外觀需電鍍，但成本過高。

?9.AL1100(鋁合金)：材料含鋁較純，材質(zhì)輕，散熱好，材質(zhì)不易加工。

?10.AL5052(鋁鎂合金)：散熱好，材料較硬，強(qiáng)度好，材質(zhì)不易加工。

?11.AL6063(鋁擠型)：材質(zhì)較硬，常用來做散熱片等。

附：鋁些列標(biāo)號(hào)含義

1xxx商用純鋁(鋁含量99.00%以上)2xxx鋁銅

合金系A(chǔ)1–Cu3xxx鋁錳

合金系A(chǔ)1–Mn4xxx鋁矽

合金系A(chǔ)1–Si5xxx鋁鎂

合金系A(chǔ)1–Mg6xxx鋁錳矽

合金系A(chǔ)1-Mg–Si7xxx鋁鋅

合金系A(chǔ)1–Zn8xxx其他

合金系

9xxx實(shí)驗(yàn)

合金系

5.1常見沖壓材料介紹-25.2常見模具材料介紹-11.SS41(一般鐵板)：因鐵板無法熱處理，材質(zhì)較軟，使用于非切斷面刀口處。如上下模板等。

2.S45C(中碳鋼)：

a.淬硬：均勻加熱至820~870度，在水中淬硬；

b.回火：加熱至550~650度急冷卻；

c.印度HB201~269度；

d.拉力10kg/mm2以上；

e.可熱處理，但印度較軟，可達(dá)到HRC38~42度。

3.FC25(鑄鐵)：

a.原料經(jīng)過低周波電爐溶解調(diào)整成分后，進(jìn)行連續(xù)鑄造，故無一般翻砂件常見的縮孔，氣泡，夾砂等缺