冷冲模工艺与结构课件
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
•⑴ S=5.2~10.2B=4,L=45~50 ⑵ S=7.2~10.2B=6,L=45~50 ⑶ S=10.2~15.2B=8,L=45~5 0⑷ S=15.2~30.2B=10,L=50~ 65⑸ S=30.2~40.2B=12,L=55~ 70材料为Cr12,9Mn2V,硬 度HRC58~62
• 冲裁模：冲裁所使用的模 具叫冲裁模，它是冲裁过 程必不可少的工艺装备。 凸、凹模刃口锋利，间隙 小。
2.6.1 冲裁件质量及其影响因素(1)
• 尺寸精度：图纸规定的公差范 围内形状误差。外形满足图纸 要求；表面平直，即拱弯小。
• （1）冲裁件断面质量及其影 响因素断面特征圆角带刃口附 近的材料产生弯曲和伸长变形。
仍称卸料板。
பைடு நூலகம் 图2-4 对角导柱模架
图2-5 后侧式导柱模架
图2-6 中间导柱模架
图2-7 四角式导柱模架
2.3 冷冲模标准件
• 冷冲模常用的凹模板、模板、模柄、凹模、 挡料销、推杆、导正销等标准件基本尺寸 和材料，
矩形凹模板 (GB2858.1-81)
• L=63~315 • B=50~250 • H=10~45 • 材料为T10A, • Cr12,Cr6WV, • 9Mn2V,Cr12MoV
弹簧弹顶挡料销(GB2866.5-81)
• d=Φ4~Φ20 • L=18~60 • 材料为45钢，热处理
HRC45~48
固定挡料销 (GB2866.11-81)
• d=Φ4~Φ25 • L=8~22 • 材料为45钢，热处理
HRC43~48
带肩橇杆 (GB2867.1-81)
• d=Φ6~Φ25 • L=40~280 • 材料为45钢，热处理
凹模
压料板（圈）
• 压料板（圈）是冲模 中用于压住冲压材料 或工序件以控制材料 流动的零件，在拉深 模中，压料板多数称 为压料圈。
固定板
• 固定板是固定凸模的 板状零件。
固定板
卸料板
• 卸料板是将材料或工
（序）件从凸模上卸
脱的固定式或活动式
板形零件。卸料板是
卸料板
有时与导料板做成一 体，兼起导料作用，
• ①．光亮带：塑性剪切变形。 质量最好的区域。
• ②．断裂带：裂纹形成及扩展。
• ③．毛刺区：间隙存在，裂纹 产生不在刃尖，毛刺不可避免。 此外，间隙不正常、刃口不锋 利，还会加大毛刺。
冲裁件质量及其影响因素(2)
• 冲裁件的形状误差：指翘曲、扭 曲、变形等缺陷。
• ①．翘曲：冲裁件呈曲面不平现 象。它是由于间隙过大、弯矩增 大、变形拉伸和弯曲成分增多而 造成的，另外材料的各向异性和 卷料未矫正也会产生翘曲。
• ①．设计落料模先确定凹模刃口尺寸。以凹模为基准，间隙取在 凸模上，即冲裁间隙通过减小凸模刃口尺寸来取得。
• 设计冲孔模先确定凸模刃口尺寸。以凸模为基准，间隙取在凹模 上，冲裁间隙通过增大凹模刃口尺寸来取得。
• ②．根据冲模在使用过程中的磨损规律，设计落料模时，凹模基 本尺寸应取接近或等于工件的最小极限尺寸；
冲压模具基本结构
• 上模是整副冲模的上 半部，即安装于压力 机滑块上的冲模部分。
冲模
• 冲模是装在压力机上 用于生产冲件的工艺 装备，由相互配合的 上、下两部分组成。
凸模
• 凸模是冲模中起直接 形成冲件作用的凸形 工作零件，即以外形 为工作表面的零件。
凹模
• 凹模是冲模中起直接 形成冲件作用的凹形 工作零件，即以内形 为工作表面的零件。
• (3)按工序性质分:冲裁模、弯曲模、拉深模、成形 模及冷挤压模
图2-1 单工序模具结构
模柄 上模座 导套
凸模固定板 脱料板
下模 导柱
下模座
上模
产品
2.2 冷冲压模具结构
• 单工序模、复合模和连续模的模具结构基 本相同的，都是有上模、上模座、下模、 下模座、凹凸模、卸料板、固定板、导柱、 导套、压料板（圈）等组成
HRC43~48
A型顶板 (GB2867.4-81)
• D=Φ20~Φ210 • L=4~18 • 材料为45钢，热处理
HRC43~48
圆柱头卸料螺钉 (GB2867.5-81)
• d=Φ3~Φ10 • L设计确定 • 材料为9Mn2V,Cr12,热
处理HRC52~56
B型导正俏 (GB2864.2-81)
• d=Φ3~Φ10 • L设计确定 • 材料为9Mn2V,Cr12,热
处理HRC52~56
2．3．2. 模架技术条件
• （1）精度:滑动导向模架的精度分为Ⅰ级和 Ⅱ级；滚动导向模架的精度分为Ⅰ级和Ⅱ 级
• （2）配合间隙:装入模架的每对导柱和导套 （包括可卸导柱和导套）的配合间隙值 （或过盈量）应符合表2-7 导柱、导套配 合间隙(或过盈量)所示的规定。
• ②．扭曲：冲裁件呈扭歪现象。 它是由于材料的不平、间隙不均 匀、凹模后角对材料摩擦不均匀 等造成的。
• ③．变形：由于坯料的边缘冲孔 或孔距太小等原因，因胀形而产 生的。
2.6.2 冲裁间隙
• 冲裁间隙Z：指冲裁模 中凹模刃口横向尺寸 DA与凸模刃口横向尺 寸dT的差值。
2.6.3 凸、凹模刃口
2.4 冷冲压模具的设计基础
• 最小阻力定律 • 在塑性变形中，破坏了金属的整体平衡而
强制金属流动，当金属质点有向几个方向 移动的可能时，它向阻力最小的方向移动 • 在冲压加工中，板料在变形过程中总是沿 着阻力最小的方向发展。这就是塑性变形 中的最小阻力定律。
图2-13 最小阻力定律
2.4.5 冲压材料及其冲压成形性能
圆形凹模板 (GB2858.4-81)
• D=Φ63~Φ315 • H=10~40 • 材料为
T10A,9Mn2V,CrWV
矩形模板 (GB2858.2-81)
• L=63~315B=50~250 • H=6~40 • 适用于凸模固定板等 • 材料为45钢，Q235-A
圆形模板 (GB2858.5-81)
体”原则标注为单向公差。但对于磨损后无变化的尺寸，一般标 注双向偏差。
• 例1 冲制图示零件，材 料为Q235钢，料厚 t=0.5mm。计算冲裁 凸、凹模刃口尺寸及 公差。
2.6.4 冲裁排样设计
• 1. 材料的合理利用 • 2. 排样方法 • 3. 搭边 • 4. 排样图
练习与思考
• 2-1 .冲压工序及冷冲模的分类? • 2-2 冷冲模常用的标准件有哪些？ • 2-3 冲模设计与制造的特点 ? • 2-4 如何选择冲压设备？ • 2-5 冲压工艺对材料的基本要求。 • 2-6冲裁件质量及其影响因素有哪些？
• 设计冲孔模时，凸模基本尺寸则取接近或等于工件孔的最大极限 尺寸。模具磨损预留量与工件制造精度有关。
• ③．冲裁（设计）间隙一般选用最小合理间隙值（Zmin）。 • ④．选择模具刃口制造公差时，要考虑工件精度与模具精度的关
系，即要保证工件的精度要求，又要保证有合理的间隙值。 • ⑤．工件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差原则上都应按“入
A型凸缘式模柄 (GB2862.3-81)
• d=Φ30~Φ76 • h=16~22 • H=64~98 • 材料为Q235-A
B型圆凸模 (GB2863.2-81)
• d=Φ3~Φ30.2 • L=36~70 • 材料为
9Mn2V,Cr6WV,Cr12, Cr12MoV
键入式圆凹模 (GB2863.4-81)
• d=Φ8~Φ40 • L=14~35 • 材料为
T10A,9Mn2V,Cr12,Cr 6WV,硬度HRC58~62
带台肩凹模 (GB2863-81)
• d=Φ8~Φ10 • L=14~35 • 材料为
T10A,9Mn2V,Cr12,Cr 6WV,硬度HRC58~62
侧刃
(GB2865.1-81)
• 3. 板料的机械性能与冲压成形性能的关系 • 4. 冲压材料 • （1）对冲压材料的要求：冲压成形性能，
材料厚度公差，表面质量。 • （2）常用冲压材料：黑色金属、有色金属、
非金属材料。
2.4.6 冷冲压模具的设计流程
• 1 接受任务书 • 2 分析制品工艺 • 3 选择成型设备 • 4 确定具体结构方案
导套 垫板
图2-2 复合模结构
打秆
模柄
上模座
板料
上模 打料板
凸模
下模
凸模固定板 脱板料
下模座
限位削
产品
废料
垫板 导柱
产品
图2-3
连续模结构
模柄 上模座
凸模固定板 凸模 板料
脱板料
凸模
凹模 下模座
图2-4 连续模实例
表2-1 单工序模、复合模和连续模的比较
比较项目单工序模复合模连续模冲压精度较低较高一般冲压 生产率低，压力机一次行程内只能完成一个工序较高，压 力机一次行程内可完成二个以上工序高，压力机在一次行 程内可完成多个工序实现操作机械化、自动化较易，尤其 适合于多工位压力机上实现自动化难，制作和废料排除较 复杂，只能在单机上实现部分机械操作容易，尤其适应于 单机上实现自动化生产通用性通用性好，适合于是小批量 生产及大型零件的大量生产通用性较差，公适合于大批量 生产通用性较差，仅适合于中小型零件的大批量生产冲模 制造的复杂性和价格结构简单，制造周期短，价格低复杂 性和价格较高复杂性和价格低于复合模
2.1 冷冲压模具基本概念
• （1）冲压与冲模:在冲压加工中，将材料加工成 零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冲 压模具（俗称冲模）。加工对象：主要金属板材。 加工依据：板材冲压成形性能（主要是塑性）。 加工设备：主要是压力机。加工工艺装备：冲压 模具。（2）冲压生产的三要素：合理的冲压工艺； 先进的模具；冲模一种特殊工艺装备。冲模与冲 压件有“一模一样”的关系，冲模没有通用性。 冲模是冲压生产必不可少的工艺装备，决定着产 品的质量、效益和新产品的开发能力。
• 2-7冲裁间隙的重要性？ • 2-8 如何确定合理间隙值？ • 2-9冲压模具设计时，内部机构怎么确定？ • 2-10条料排样方法有哪些？ • 2-11什么是搭边？搭边的作用是什么？
• D=Φ63~Φ315 • H=6~40 • 适用于凸模固定板、
料板、空心垫板、凹 模框等。 • 材料为45钢，Q235-A
压入式模柄 (GB2862.1-81
• d=Φ20~Φ76 • H=68~158 • 材料为Q235-A
槽形模柄 (GB2862.4-81)
• d=Φ20~Φ60 • H=70~130 • 材料为Q235-A
2.5 冷冲压模具加工工艺
• 零件准备、穿丝空加工、热处理、基面加 工等-程序准备-零件装夹定位-穿丝选-择工 艺参数-切割加工-检验-切割加工-检验
•
2.6 冲裁工艺与冲裁模设计
• 冲裁：利用模具使板料沿 着一定的轮廓形状产生分 离的一种冲压工序。
• 基本工序：落料和冲孔。 既可加工零件，也可加工 冲压工序件。
• 1. 冲压成形性能 • 材料的冲压成形性能： • ①．材料对各种冲压加工方法的适应能力
好。 • ②．材料的冲压性能好、成形极限高、成
形质量好、便于冲压加工。 • ③．冲压成形性能是一个综合性的概念，
成形极限高、成形质量好。
冲压材料及其冲压成形性能
• 2. 冲压成形性能的试验方法：间接试验和 直接试验。
• 冲裁模：冲裁所使用的模 具叫冲裁模，它是冲裁过 程必不可少的工艺装备。 凸、凹模刃口锋利，间隙 小。
2.6.1 冲裁件质量及其影响因素(1)
• 尺寸精度：图纸规定的公差范 围内形状误差。外形满足图纸 要求；表面平直，即拱弯小。
• （1）冲裁件断面质量及其影 响因素断面特征圆角带刃口附 近的材料产生弯曲和伸长变形。
仍称卸料板。
பைடு நூலகம் 图2-4 对角导柱模架
图2-5 后侧式导柱模架
图2-6 中间导柱模架
图2-7 四角式导柱模架
2.3 冷冲模标准件
• 冷冲模常用的凹模板、模板、模柄、凹模、 挡料销、推杆、导正销等标准件基本尺寸 和材料，
矩形凹模板 (GB2858.1-81)
• L=63~315 • B=50~250 • H=10~45 • 材料为T10A, • Cr12,Cr6WV, • 9Mn2V,Cr12MoV
弹簧弹顶挡料销(GB2866.5-81)
• d=Φ4~Φ20 • L=18~60 • 材料为45钢，热处理
HRC45~48
固定挡料销 (GB2866.11-81)
• d=Φ4~Φ25 • L=8~22 • 材料为45钢，热处理
HRC43~48
带肩橇杆 (GB2867.1-81)
• d=Φ6~Φ25 • L=40~280 • 材料为45钢，热处理
凹模
压料板（圈）
• 压料板（圈）是冲模 中用于压住冲压材料 或工序件以控制材料 流动的零件，在拉深 模中，压料板多数称 为压料圈。
固定板
• 固定板是固定凸模的 板状零件。
固定板
卸料板
• 卸料板是将材料或工
（序）件从凸模上卸
脱的固定式或活动式
板形零件。卸料板是
卸料板
有时与导料板做成一 体，兼起导料作用，
• ①．光亮带：塑性剪切变形。 质量最好的区域。
• ②．断裂带：裂纹形成及扩展。
• ③．毛刺区：间隙存在，裂纹 产生不在刃尖，毛刺不可避免。 此外，间隙不正常、刃口不锋 利，还会加大毛刺。
冲裁件质量及其影响因素(2)
• 冲裁件的形状误差：指翘曲、扭 曲、变形等缺陷。
• ①．翘曲：冲裁件呈曲面不平现 象。它是由于间隙过大、弯矩增 大、变形拉伸和弯曲成分增多而 造成的，另外材料的各向异性和 卷料未矫正也会产生翘曲。
• ①．设计落料模先确定凹模刃口尺寸。以凹模为基准，间隙取在 凸模上，即冲裁间隙通过减小凸模刃口尺寸来取得。
• 设计冲孔模先确定凸模刃口尺寸。以凸模为基准，间隙取在凹模 上，冲裁间隙通过增大凹模刃口尺寸来取得。
• ②．根据冲模在使用过程中的磨损规律，设计落料模时，凹模基 本尺寸应取接近或等于工件的最小极限尺寸；
冲压模具基本结构
• 上模是整副冲模的上 半部，即安装于压力 机滑块上的冲模部分。
冲模
• 冲模是装在压力机上 用于生产冲件的工艺 装备，由相互配合的 上、下两部分组成。
凸模
• 凸模是冲模中起直接 形成冲件作用的凸形 工作零件，即以外形 为工作表面的零件。
凹模
• 凹模是冲模中起直接 形成冲件作用的凹形 工作零件，即以内形 为工作表面的零件。
• (3)按工序性质分:冲裁模、弯曲模、拉深模、成形 模及冷挤压模
图2-1 单工序模具结构
模柄 上模座 导套
凸模固定板 脱料板
下模 导柱
下模座
上模
产品
2.2 冷冲压模具结构
• 单工序模、复合模和连续模的模具结构基 本相同的，都是有上模、上模座、下模、 下模座、凹凸模、卸料板、固定板、导柱、 导套、压料板（圈）等组成
HRC43~48
A型顶板 (GB2867.4-81)
• D=Φ20~Φ210 • L=4~18 • 材料为45钢，热处理
HRC43~48
圆柱头卸料螺钉 (GB2867.5-81)
• d=Φ3~Φ10 • L设计确定 • 材料为9Mn2V,Cr12,热
处理HRC52~56
B型导正俏 (GB2864.2-81)
• d=Φ3~Φ10 • L设计确定 • 材料为9Mn2V,Cr12,热
处理HRC52~56
2．3．2. 模架技术条件
• （1）精度:滑动导向模架的精度分为Ⅰ级和 Ⅱ级；滚动导向模架的精度分为Ⅰ级和Ⅱ 级
• （2）配合间隙:装入模架的每对导柱和导套 （包括可卸导柱和导套）的配合间隙值 （或过盈量）应符合表2-7 导柱、导套配 合间隙(或过盈量)所示的规定。
• ②．扭曲：冲裁件呈扭歪现象。 它是由于材料的不平、间隙不均 匀、凹模后角对材料摩擦不均匀 等造成的。
• ③．变形：由于坯料的边缘冲孔 或孔距太小等原因，因胀形而产 生的。
2.6.2 冲裁间隙
• 冲裁间隙Z：指冲裁模 中凹模刃口横向尺寸 DA与凸模刃口横向尺 寸dT的差值。
2.6.3 凸、凹模刃口
2.4 冷冲压模具的设计基础
• 最小阻力定律 • 在塑性变形中，破坏了金属的整体平衡而
强制金属流动，当金属质点有向几个方向 移动的可能时，它向阻力最小的方向移动 • 在冲压加工中，板料在变形过程中总是沿 着阻力最小的方向发展。这就是塑性变形 中的最小阻力定律。
图2-13 最小阻力定律
2.4.5 冲压材料及其冲压成形性能
圆形凹模板 (GB2858.4-81)
• D=Φ63~Φ315 • H=10~40 • 材料为
T10A,9Mn2V,CrWV
矩形模板 (GB2858.2-81)
• L=63~315B=50~250 • H=6~40 • 适用于凸模固定板等 • 材料为45钢，Q235-A
圆形模板 (GB2858.5-81)
体”原则标注为单向公差。但对于磨损后无变化的尺寸，一般标 注双向偏差。
• 例1 冲制图示零件，材 料为Q235钢，料厚 t=0.5mm。计算冲裁 凸、凹模刃口尺寸及 公差。
2.6.4 冲裁排样设计
• 1. 材料的合理利用 • 2. 排样方法 • 3. 搭边 • 4. 排样图
练习与思考
• 2-1 .冲压工序及冷冲模的分类? • 2-2 冷冲模常用的标准件有哪些？ • 2-3 冲模设计与制造的特点 ? • 2-4 如何选择冲压设备？ • 2-5 冲压工艺对材料的基本要求。 • 2-6冲裁件质量及其影响因素有哪些？
• 设计冲孔模时，凸模基本尺寸则取接近或等于工件孔的最大极限 尺寸。模具磨损预留量与工件制造精度有关。
• ③．冲裁（设计）间隙一般选用最小合理间隙值（Zmin）。 • ④．选择模具刃口制造公差时，要考虑工件精度与模具精度的关
系，即要保证工件的精度要求，又要保证有合理的间隙值。 • ⑤．工件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差原则上都应按“入
A型凸缘式模柄 (GB2862.3-81)
• d=Φ30~Φ76 • h=16~22 • H=64~98 • 材料为Q235-A
B型圆凸模 (GB2863.2-81)
• d=Φ3~Φ30.2 • L=36~70 • 材料为
9Mn2V,Cr6WV,Cr12, Cr12MoV
键入式圆凹模 (GB2863.4-81)
• d=Φ8~Φ40 • L=14~35 • 材料为
T10A,9Mn2V,Cr12,Cr 6WV,硬度HRC58~62
带台肩凹模 (GB2863-81)
• d=Φ8~Φ10 • L=14~35 • 材料为
T10A,9Mn2V,Cr12,Cr 6WV,硬度HRC58~62
侧刃
(GB2865.1-81)
• 3. 板料的机械性能与冲压成形性能的关系 • 4. 冲压材料 • （1）对冲压材料的要求：冲压成形性能，
材料厚度公差，表面质量。 • （2）常用冲压材料：黑色金属、有色金属、
非金属材料。
2.4.6 冷冲压模具的设计流程
• 1 接受任务书 • 2 分析制品工艺 • 3 选择成型设备 • 4 确定具体结构方案
导套 垫板
图2-2 复合模结构
打秆
模柄
上模座
板料
上模 打料板
凸模
下模
凸模固定板 脱板料
下模座
限位削
产品
废料
垫板 导柱
产品
图2-3
连续模结构
模柄 上模座
凸模固定板 凸模 板料
脱板料
凸模
凹模 下模座
图2-4 连续模实例
表2-1 单工序模、复合模和连续模的比较
比较项目单工序模复合模连续模冲压精度较低较高一般冲压 生产率低，压力机一次行程内只能完成一个工序较高，压 力机一次行程内可完成二个以上工序高，压力机在一次行 程内可完成多个工序实现操作机械化、自动化较易，尤其 适合于多工位压力机上实现自动化难，制作和废料排除较 复杂，只能在单机上实现部分机械操作容易，尤其适应于 单机上实现自动化生产通用性通用性好，适合于是小批量 生产及大型零件的大量生产通用性较差，公适合于大批量 生产通用性较差，仅适合于中小型零件的大批量生产冲模 制造的复杂性和价格结构简单，制造周期短，价格低复杂 性和价格较高复杂性和价格低于复合模
2.1 冷冲压模具基本概念
• （1）冲压与冲模:在冲压加工中，将材料加工成 零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冲 压模具（俗称冲模）。加工对象：主要金属板材。 加工依据：板材冲压成形性能（主要是塑性）。 加工设备：主要是压力机。加工工艺装备：冲压 模具。（2）冲压生产的三要素：合理的冲压工艺； 先进的模具；冲模一种特殊工艺装备。冲模与冲 压件有“一模一样”的关系，冲模没有通用性。 冲模是冲压生产必不可少的工艺装备，决定着产 品的质量、效益和新产品的开发能力。
• 2-7冲裁间隙的重要性？ • 2-8 如何确定合理间隙值？ • 2-9冲压模具设计时，内部机构怎么确定？ • 2-10条料排样方法有哪些？ • 2-11什么是搭边？搭边的作用是什么？
• D=Φ63~Φ315 • H=6~40 • 适用于凸模固定板、
料板、空心垫板、凹 模框等。 • 材料为45钢，Q235-A
压入式模柄 (GB2862.1-81
• d=Φ20~Φ76 • H=68~158 • 材料为Q235-A
槽形模柄 (GB2862.4-81)
• d=Φ20~Φ60 • H=70~130 • 材料为Q235-A
2.5 冷冲压模具加工工艺
• 零件准备、穿丝空加工、热处理、基面加 工等-程序准备-零件装夹定位-穿丝选-择工 艺参数-切割加工-检验-切割加工-检验
•
2.6 冲裁工艺与冲裁模设计
• 冲裁：利用模具使板料沿 着一定的轮廓形状产生分 离的一种冲压工序。
• 基本工序：落料和冲孔。 既可加工零件，也可加工 冲压工序件。
• 1. 冲压成形性能 • 材料的冲压成形性能： • ①．材料对各种冲压加工方法的适应能力
好。 • ②．材料的冲压性能好、成形极限高、成
形质量好、便于冲压加工。 • ③．冲压成形性能是一个综合性的概念，
成形极限高、成形质量好。
冲压材料及其冲压成形性能
• 2. 冲压成形性能的试验方法：间接试验和 直接试验。