五金冲压技术培训教材.doc

一． 冷冲压工作的分类

1.切断 (各类头带)
2.落料 (散热片、华司等)
3.冲孔 (金属底板)
Ⅰ 沖 裁
使材料分离
4.切口 (头带扣位)
5.截开
6.切边
7.修整 (接触片的接触点)
8.裁料
冷 沖 壓
9.压弯
Ⅱ 彎 曲
10.卷边
11.扭曲

Ⅲ 引 伸
12.引伸 (喇叭后盖类)
13.变薄 引伸 (深冲的铜针双铜珠)

14.压折
使材料或工件發生塑性變形
15.胀形
Ⅳ 成 形
16.翻边 (新旧4003后盖)
17.卷缘
18.缩口
19.整形
20.冲窝 (头带)
21.压印 (头带)
Ⅴ體積衝壓
22.顶镦 (铆钉)
23.镦粗
24.精压
25.挤压
二、冷冲压模具常用结构
冲模是冲压成形的专用工具,冲模的结构形式很多.下面介绍几种模具的典型结构.
1. 简单冲裁模(又称单工序模)
按其导向方式可分为敞开模、导板模和导柱模.图2-1所示为冲制圆形制件敞开式冲裁模.

图2-1 敞开式冲裁模
1. 凸模固定板 2. 橡皮 3. 凸模 4. 固定挡料销 5. 凹模 6. 下模座
2. 连续冲裁模
可按一定的程序,在冲床滑块的一次行程中,完成两个以上的冲压工序.工作时,随着条料的连续送进,在模具的几对凸模和凹模的作用下,分别完成冲孔和落料工作.图2-2为冲裁垫圈的连续模.

图2-2 连续冲裁模
1. 落料凸模 2. 冲孔凸模 3. 导正钉 4. 卸料板 5. 凹模 6. 临时挡料销 7. 弹簧
3. 复合模
也是多任务序模,它和连续模的作用方式不同,复合模是板料在一个位置上,便可以同时实现内孔及外形的冲裁.图2-3所示为正装式复合模.其特点是落料凹模装在下模上.冲出来的制件卡在凹模内,由弹性缓冲器通过顶杆、顶件器顶出.在正装复合模上进行冲裁时,由于条料被凸凹模与弹性顶件器压紧,故冲出的制件较平整.对于平直度要求较高、冲裁时穹弯比较大的薄料,采用正装复合模比较合适.

图2-3 正装式复合模
1.凸凹模 2.顶件器 3.凸 模 4.凹 模 5.凸模固定板6.下模座
7.螺 钉 8.卸料板 9.顶 杆 10.顶 杆 11.缓冲器 12.挡料销
4. 弯曲模
分为三类:简单弯曲模、复合模和自动弯曲模.图2-4所示为半圆形弯曲模.图2-5所示为闭角弯曲模用以变制夹角小于90°的U形制件,可一次弯曲成形.图2-6所示为槽形弯曲模.冲制槽形件,为止毛料被拉长而变薄,通常采用二次变成.第一次将平直的毛料变成U形半成品件,然后放在此模具上,用U形内侧位,弯成槽形.

图2-4 半圆形弯曲模
1.模柄 2.螺钉 3.凸模 4.工件 5.定位板 6.凹模 7.顶件器 8.弹簧 9.下模座

图2-5 闭角弯曲模 图2-6 槽形弯曲模
1.凸模 2.定位板 3.凹模 4. 止动块 1.上模座 2.凸模 3.工件 4.压料板 5.凹模
5.销钉 6.活动模块 6.螺栓 7.下模座 8.橡皮
5. 引伸模
图2-7所示为双动冲床用首次引伸模.此模具结构适用于较大的各种引伸件的第一次引伸.图2-8所示双动冲床用以后各次引伸模是适用于各种方、矩形件引伸.其结构及引伸过程中的运动状况与首次引伸模相同.所不同点,在于此模具的毛坯为筒形半成品.
图2-9为单动冲床用落料引伸复合模,图2-10为单动冲床用以后各次引伸模.

图2-7 双动冲床用首次引伸模 图2-8 双动冲床用以后各次引伸模
1.下模座 2.凹模 3.卸料板 4.上模座 5.压料板 1.底座 2.凹模固定板 3.顶件板 4.凸模 5.凹模 6.凸模固定杆 7.凸模 8.凹模固定板 9.托板 6.定位板 7.压料板 8.上托 9.凸模固定杆
10.顶件杆

图2-9 落料引伸复合模 图2-10 有压边装置的以后各次工序的引伸模
1.卸料杆 2.上模 3.卸料橡皮 4.落料凹模 1.凹模 2.凸模 3.压边模 4.下模底 5.上托板
5.引伸凸模 6.顶件器 6.橡皮 7.顶料板 8.下托板

6. 翻边模
图2-11所示为小孔翻边模

图2-11 小孔翻边模
1.凸模 2.压料板 3.凹模 4.顶料杆
7. 冷挤压模
可分为反挤压模、正挤压模、复合挤压模三种.图2-12所示为制造筒形零件的反挤压模.

图2-12 冷挤压模具结构
1.上模座 2.垫板 3.凸模固定板 4.凸模 5.凹模 6.凹模固定板
7.垫板 8.卸料板 9.制作 10.下模座 11.顶件器 12.顶杆
三、冲裁模的间隙
1. 冲裁件断面
冲裁件的断面分三个区域(表3-1):圆角带1、光亮带2、断裂带3、(图3-1)
表3-1 冲裁件断面三个区域的特征

区 域
特 征
位置
落料件
冲孔件

圆角带
有明显的圆角(塌角)
相对凹模一面
相对凸模一面
光亮带
光亮、垂直于坯料平面,宽窄受模具间隙影响,可直接反映冲裁件质量
居中
居中
断裂带
表面粗糙,有明显的锥度
相对凸模一面
相对凹模一面

图 3-1 冲裁件断面
a) 冲孔件 b) 落料件

2. 冲裁模间隙的定义和作用
冲裁模间隙的定义及其影响,见图3-2、3-3

图3-2 冲裁模间隙 图3-3 间隙对冲件断面的影响
a) 间隙合理 b) 间隙过小 c) 间隙过大

四、 非金属材料的冲裁
1. 非金属材料冲裁收缩值
表4-1

收 缩 值 δn (%t)
材 料
孔 径 (mm)
~3
>3~5
>5
纸 胶 板
酚醛布胶板
环氧布胶板
16~10
18~12
20~15
10~9
12~10
15~10
9~6
10~8
10~7
对云母、皮革、纸、橡胶,可按工件的名义呎寸制造,不考虑收缩值

2. 非金属材料冲裁时的涨缩
表4-2

方 式
冲裁外形
冲裁内孔
弹性变形
胀 大
缩 小
温度收缩
缩 小
缩 小
五、冲裁件的精度和公差
1. 影响冲裁件精度的因素
1). 凸模和凹模间的间隙大小和间隙的均匀性;
2). 凹模刃口的形状和尺寸;
3). 凸模形状和尖刃凸模的斜角大小;
4). 材料的性能及厚度;
5). 冲件的尺寸大小和形状复杂性;
6). 模具的结构(是否采用压料板和是否有导向等);
7). 冲床的结构形式和精度.
2. 冲裁金属工件内外形所能达到的经济精度
表5-1

材料厚度
公 称 尺 寸 (mm)
t
≦3
>3~6
>6~10
>10~18
>18~500
(mm)
精 度 等 级 GB 1800—79
≦1
IT 11~13 (6~7)
IT 10~11 (5~6)
>1~2
IT 14 (8)
IT 11~13 (6~7)
IT 10~11 (5~6)
>2~3
IT 12~14 (7~8)
IT 11~13 (6~7)
>3~5

IT 12~14 (7~8)
IT 11~13 (6~7)
注: ( ) 为旧国际GB159-59精度等级.
3. 模具制造精度和冲裁件精度对照表
表5-2

凸 (凹)
模制造
精 度
材 料 厚 度 t (mm)
0.5
0.8
1.0
1.5
2
3
4
5
6~12
IT7(2)
IT8(3)
IT9(4)
IT10(5)

IT8(3)

IT9(4)
IT10(5)
IT12~13(7)

IT9(4)

IT12~13(7)
IT14(8)
注: ( ) 为旧国际GB159-59精度等级.
4. 冲裁件外形与内孔尺寸公差
表5-3 (mm)
冲 模
型 式
材料厚度
零件尺寸
0.2~0.5
0.5~1
1~2
2~4
4~6
普 通 冲 裁 模
<10
0.08
0.05
0.12
0.05
0.18
0.06
0.24
0.08
0.30
0.10
10~50
0.10
0.08
0.16
0.08
0.22
0.10
0.28
0.12
0.35
0.15
50~150
0.14
0.12
0.22
0.12
0.30
0.16
0.40
0.20
0.50
0.25
150~300
0.20
0.30
0.50
0.70
1.00
高 级 冲 裁 模
<10
0.025
0.02
0.03
0.02
0.04
0.03
0.06
0.04
0.10
0.06
10~50
0.03
0.04
0.04
0.04
0.06
0.06
0.08
0.08
0.12
0.10
50~150
0.05
0.08
0.06
0.08
0.08
0.10
0.10
0.12
0.15
0.15
150~300
0.08
0.10
0.12
0.15
0.20
注: 1. 表中注法:外形公差值/内孔公差值
2. 普通冲裁模指模具工作、导向零件按IT8级精度制造 (0.014~0.33)mm,高级冲裁模按IT7级精度制造 (0.01~0.21)mm.
5. 冲裁金属工件两孔中心距离公差
表5-4 (mm)

材料厚度

t
冲 模 型 式
一般精度
高级精度
公称尺寸L、L1
公称尺寸L、L1
≦50
>50~150
>150~300
≦50
>50~150
>150~300
≦1
>1~2
>2~4
>4~6
±0.10
±0.12
±0.15
±0.20
±0.15
±0.20
±0.25
±0.30
±0.20
±0.30
±0.35
±0.40
±0.03
±0.04
±0.06
±0.08
±0.05
±0.06
±0.08
±0.10
±0.08
±0.10
±0.12
±0.15
注:本表数值适用于两孔同时冲制的情况.
6. 冲裁件的角度公差
表5-5
例: 冲制如左图所示零件
其短边长度
e=30-12/2=9
则α的公差为±2°30′. (IT8)
精度等级
短 边 长 度 l (毫米)
1~3
>3~6
>6~10
<10~18
>18~30
>30~50
>50~80
>80~120
>120~180
>180~260
>260~360
>360~500
>500
公 差 ±⊿
IT7(2)
IT8(3)
2°30′
4°
2°
3°
1°30′
2°30′
1°50′
2°
1°
1°30′
50′
1°15′
40′
1°
30′
50′
25′
40′
20′
30′
15′
25′
12′
20′
10′
15′
注:IT7(2)为较高精度IT8(3)为一般精度.
7. 用自由凸模冲孔的最小尺寸
表5-6
材料
冲孔最小直径或最小边长
圆 孔
矩形孔
硬 钢
软钢及黄铜
铝
纸(布)胶纸
1.3t
t
0.8t
0.4t
t
0.7t
0.6t
0.35t
注: t---材料厚度.
8. 金属工件冲裁时的允许毛刺高度
表5-7 (mm)
材料厚度
生产时允许毛刺高度
新模允许毛刺高度
≦0.3
>0.3~0.5
>0.5~1.0
>1.0~1.5
>1.5~2.0
≦0.05
≦0.08
≦0.10
≦0.13
≦0.15
0.04
0.04
0.06
0.06
0.08
9. 硅钢片冲裁件的允许毛刺高度
表5-8 (mm)
材料厚度
生产时允许毛刺高度
新模允许毛刺高度
<0.3
0.35
0.5
0.02
0.04
0.04
0.015
0.025
0.03
六、弯曲的基本知识
1. 弯曲的过程(图6-1)

图6-1 弯曲的变形过程
弯曲分自由弯曲和校正弯曲.自由弯曲是指弯曲终了时,凸模、毛坯与凹模吻合后不再发生冲击作用.而校正弯曲是指凸模、毛坯与凹模吻合后还继续发生冲击,对材料起校正作用,可使弯曲件得到较小的回弹.
2. 弯曲件的特点

图6-2 弯曲件图
1). 弯曲时,内侧材料受压缩作用,而外侧材料受拉伸作用;
2). 弯曲主要集中在半径r0、圆心角α的区域内;
3). 在外侧拉伸和内侧压缩之间,有一个中性层O-O(图6-2),它的长度不变化;
4). 弯曲时,对较厚的材料,外侧宽度会减小,而内侧宽度会增大,对窄板尤其显著(宽度小于料厚三倍时).当材料较宽(大于料厚的20~30倍)时,这种现象只有在板边才会看到.
3. 弯曲后材料的变薄系数(表6-1)
变薄系数=弯曲后的材料厚度/弯曲前的材料厚度
表6-1变薄系数表

圆角半径r
0.1
0.25
0.50
1.0
2.0
3.0
4.0
>4
料厚t
变薄系数
0.82
0.87
0.92
0.96
0.985
0.992
0.995
1.0
4. 最小许可弯曲半径(表6-2)
工件内侧的最小许可弯曲半径,就是凸模圆角半径.这个半径太小,会使工件外侧的材料发生断裂.
表6-2 最小许可弯曲半径表
材 料
退火或正火的
冷作硬化的
弯曲线与纤维方向关系
垂直
平行
垂直
平行
软钢08,10
0.1t
0.4t
0.4t
0.8t
中硬钢20,30,45
0.5t
1t
1t
1.7t
硬钢65Mn,T7
1t
2t
2t
3t
不锈钢 1Cr18Ni9
3t
4t
半硬黄铜
0.1t
0.35t
0.5t
1.2t
软黄铜
0.35t
0.8t
紫铜
1t
2t
软铝
0.5t
1t
硬铝
2t
3t
3t
4t
磷青铜

1t
3t
例 硬化状态的软铝,料厚t=2mm.弯曲线与纤维方向垂直时,最小许可弯曲半径是多少?
解 查表,最小弯曲半径r=0.5t=0.5×2=1(mm).
5. 弯曲件孔边距离

图 6-3 弯曲件孔边距离
a) 圆孔 b) 长圆孔
为圆孔时,当t<2mm,L≧t t≧2mm,L≧2t
为长圆孔时,L>4t
6. 弯曲件的直边高度

图6-4弯曲工件的直边高度
对90°弯曲,必须使工件直边高度H≧2t.当H<2t时,可增加弯曲高度,待弯曲后再加工到需要尺寸.
7. 弯曲方向
确定弯曲件弯曲方向时,应昼量使毛坯的冲裁断裂带在弯曲件内侧,以避免带的微裂纹在外侧拉力作用下扩展成裂口(如图6-5),故应使冲裁毛刺一面置于弯曲件内侧.

图6-5 弯曲方向的安排
8. 弯曲件可以达到的尺寸精度
表6-3

材料厚度(mm)
尺寸B(mm)
尺寸A≦500mm
尺寸A精度等级
GB1800-79
GB159~174-59
~1
~100
IT12~13
7
>100~400
IT14
8
>400~700
IT15
9
>1~3
<200
IT14
8
>200~700
IT15
9
>3~6
<200
>200~700
IT16
10
9. 弯曲金属工件的角度公差
表6-4

角短边的长度L
非配合的角度偏差⊿α
最小的角度偏差⊿α
1
±7°
0.25
±4°
0.14
>1~3
±6°
0.21~0.63
±3°
0.11~0.32
>3~6
±5°
0.53~1.05
±2°
0.21~0.42
>6~10
±4°
0.84~1.40
±1°45′
0.37~0.61
>10~18
±3°
1.05~1.89
±1°30′
0.52~0.94
>18~30
±2°30′
1.57~2.62
±1°
0.63~1.00
>30~50
±2°
2.09~3.49
±45′
0.79~1.31
>50~80
±1°30′
2.62~4.19
±30′
0.88~1.40
>80~120
±1°
2.79~4.18
±25′
1.61~1.74
>120~180
±50′
3.49~5.24
±20′
1.40~2.10
注 横线下部数值为因角度偏差引起的直边偏差,其值为正负偏差之和.