冲压材料的合理选择
合集下载
相关主题
- 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)。
第9章 模具加工件材料概述
9.1 常用冲压件材料 9.1.1 常用冲压件材料的化学成分和力学性能 9.1.2 冲压用材料的合理选择
9.2 常用塑件材料及性能 9.2.1 概论 9.2.2 塑料的分类 9.2.3 塑料的性能 9.2.4 塑料一般选材
目录
一般来说，产品设计和工艺人员遇到下列情况时，都会涉 及加工件材料选用问题。
(1)设计新产品时，根据产品的技术经济指标，对零部件 的作用、受力情况和工作条件以及工艺要求选用材料。
(2)改进产品或仿制产品时，在原产品和仿制品的基础上 提出改进方案，根据改制和仿制的要求选用合适的材料。
(3)进口产品国产化时，对样品进行技术分析和性能试验 ，选用性能与之相当的新材料。
(4)改变工艺流程时，选择代用材料。在生产过程中，采 用新材料、新工艺、新技术和节能降耗都涉及材料的变更问 题。
思考题
9-1 常用冲压材料有哪些? 9-2 何时会涉及加工件材料选用问题?冲压工艺对材料有 何基本要求? 9-3 影响冲压性能的主要因素有哪些?说明化学元素C对冲 压性能的影响。 9-4 简述选择冲压材料应遵循的原则。
9.2.1 塑料的分类 1.按使用特性分类 (1)通用塑料 (2)工程塑料 (3)特种塑料 ①增强塑料: ②泡沫塑料: 2.按理化特性分类 (1)热固性塑料 (2)热塑性塑料 3.按加工方法分类 根据成型方法，可将塑料分为膜压、层压、注射、挤 出、吹塑、浇铸和反应注射塑料等多种类型。
9.2.2 塑料一般选材
一是黑色金属。 ①普通碳素钢钢板 如Q195，Q235钢钢板等。 ②优质碳素结构钢钢板 常用牌号有08，08F，10，20钢钢板等 ③低合金结构钢钢板 常用的如Q345(16Mn)，Q295(09Mn2)钢钢板。 ④电工硅钢钢板 如DT1，DT2钢钢板。 ⑤不锈钢钢板 如1Cr18Ni9Ti，1Cr13钢钢板等 二是有色金属。包括紫铜板、黄铜板、锡磷青铜板、铍青铜板、铝 板、钛合金板、镁锰合金板等。 三是非金属，包括纸胶板、布胶板、皮革、塑料板、橡胶板、纤维 板、云母板等。主要用于轻工业和建材业相应的产品中。
3.新型冲压材料 当代材料科学的发展已经做到——根据使用与 制造上的要求设计并研发新的材料，因此很多冲压 用的新型板材应运而生。新型冲压板材包括高强度 钢板、耐腐蚀钢板、涂层板及复合板材。 (1)高强度钢板 (2)耐腐蚀钢板 (3)涂层板 (4)复合板材
9.1.2 冲压材料的合理选择
冲压材料选择的合理与否，直接影响到冲压产 品的性能、质量和制造成本，还决定冲压工艺过程 及继续加工的复杂程度。所以合理选材是十分重要 的。
4.选择冲压材料的注意事项
充分重视废料及余料的 作用:
冲压生产中的废料通常 分为两部分，即由产品结构 造成的，称为结构废料;由 工艺排样造成的称为工艺废 料。产品结构废料应在产品 设计时尽量考虑对废料的利 用。如图9-1所示的单相电 度表电磁冲片，其冲下的废 料仍可作为冲制垫片，从而 降低了成本。
(5)原材料供需发生问题时，为确保生产的顺利进行，需 要进行临时或长期材料变更。
因此，合理选用材料是保证产品使用性、工艺性、经济性 的基础。
9.1 常用冲压材料
冲压所用的材料是多种多样的，绝大多数是板料、带料及块料， 有时也对某些型材及管材进行冲压加工。
材料类别包括黑色金属、有色金属和非金属三大类。其中主要以 各种金属板料为冲压加工的对象。
塑料模具典型的选材程序
1.零部件的构思 零部件的构思是指进行初步的功能设计，即零部件的形状及其功能元 件的形状，并考虑选择基本加工方法。 2.选材 塑料性能主要包括 ——相对密度 、色泽与透明度、 硬度、 机械性能 3.初步分析设计 初步分析设计是指利用工程设计性能计算壁厚和工件的其他尺寸，并 根据塑料的特点进行制品设计和模具设计。 4.试制样品 试制样品即在部件实际使用条件下或模拟零部件的使用条件下进行试 验。 5.重新设计和重新试验 当性能不能满足使用要求时，要重新筛选材料或重新设计并试验。 6.根据试制样品的试验情况和加工零部件的成本，确定最终设计和选 材。 7.确定材料的技术规格和检验方法
1.选择冲压材料应遵循的原则 通常在选择冲压材料时应遵循以下原则: (1)所选材料首先应满足工件的使用性能要求; (2)所选材料要有较好的工艺性能; (3)所选材料要有较好的经济性。
wenku.baidu.com 3.满足工件的工艺性能要求
冲压主要是按工艺分类，可分为分离工序和成型工序两大类。 在实际生产中，常常是多种工序综合应用于一个工件。冲裁 、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋轧、矫正是几种主要的冲压工 艺。 (1)分离工序 分离工序一般包括剪裁、落料、冲孔、切边和整修等，主要 以冲裁件为主，冲裁件的材料主要以满足使用要求为前提，对 材料没有特别的要求。只是在抗拉强度大于600 MPa时要考虑模 具的强度。 (2)成型工序 成型工序主要以弯曲件、拉延件、成型件和冷挤压件为主。 ①弯曲件对材料的要求 ②拉延件对材料的要求
（3）焊接工艺对冲压材料的要求 金属材料的焊接性主要决定于化学成分，也决定于焊接工 艺条件及结构的刚性。不同的焊接工艺对材料的性能及焊接 工艺有不同的要求。因此，对于需要进行焊接加工的冲压件 选材时，应考虑材料的焊接性。 （4）机械加工工艺对冲压材料性能的要求 冲压件中有少部分工件在冲压成型以后还需要进行机械加 工，如传动轴上的储油筒座、底盘用的制动盘以及发动机上 用的一些部件等，因此对这些工件选材时应考虑机械加工对 材料的要求。 （5）涂装工艺对冲压材料的要求 涂装质量直接影响到产品的外观质量和产品档次的提升， 涂装质量除了涂装材料本身的影响外，钢板的涂装性能也是 涂装工艺不可忽视的因素。一般来说，影响钢板涂装性能的 主要因素有钢板表面状态、钢板清洁度和钢板表面粗糙度。
图9-1 单相电度表电磁冲片排样 1—电磁冲片 2—冲制垫片 3—废料
例：在工艺排样时，应尽量考虑无废料及少废料排样， 如图9-2(a)所示为电度表线圈焊片无废料排样形式，图92(b)所示为少废料排样形式。
图9-2 电度表线圈焊片排样形式 1—条料;2—落料工件; 3—废料
9.2 常用塑料及性能
9.1 常用冲压件材料 9.1.1 常用冲压件材料的化学成分和力学性能 9.1.2 冲压用材料的合理选择
9.2 常用塑件材料及性能 9.2.1 概论 9.2.2 塑料的分类 9.2.3 塑料的性能 9.2.4 塑料一般选材
目录
一般来说，产品设计和工艺人员遇到下列情况时，都会涉 及加工件材料选用问题。
(1)设计新产品时，根据产品的技术经济指标，对零部件 的作用、受力情况和工作条件以及工艺要求选用材料。
(2)改进产品或仿制产品时，在原产品和仿制品的基础上 提出改进方案，根据改制和仿制的要求选用合适的材料。
(3)进口产品国产化时，对样品进行技术分析和性能试验 ，选用性能与之相当的新材料。
(4)改变工艺流程时，选择代用材料。在生产过程中，采 用新材料、新工艺、新技术和节能降耗都涉及材料的变更问 题。
思考题
9-1 常用冲压材料有哪些? 9-2 何时会涉及加工件材料选用问题?冲压工艺对材料有 何基本要求? 9-3 影响冲压性能的主要因素有哪些?说明化学元素C对冲 压性能的影响。 9-4 简述选择冲压材料应遵循的原则。
9.2.1 塑料的分类 1.按使用特性分类 (1)通用塑料 (2)工程塑料 (3)特种塑料 ①增强塑料: ②泡沫塑料: 2.按理化特性分类 (1)热固性塑料 (2)热塑性塑料 3.按加工方法分类 根据成型方法，可将塑料分为膜压、层压、注射、挤 出、吹塑、浇铸和反应注射塑料等多种类型。
9.2.2 塑料一般选材
一是黑色金属。 ①普通碳素钢钢板 如Q195，Q235钢钢板等。 ②优质碳素结构钢钢板 常用牌号有08，08F，10，20钢钢板等 ③低合金结构钢钢板 常用的如Q345(16Mn)，Q295(09Mn2)钢钢板。 ④电工硅钢钢板 如DT1，DT2钢钢板。 ⑤不锈钢钢板 如1Cr18Ni9Ti，1Cr13钢钢板等 二是有色金属。包括紫铜板、黄铜板、锡磷青铜板、铍青铜板、铝 板、钛合金板、镁锰合金板等。 三是非金属，包括纸胶板、布胶板、皮革、塑料板、橡胶板、纤维 板、云母板等。主要用于轻工业和建材业相应的产品中。
3.新型冲压材料 当代材料科学的发展已经做到——根据使用与 制造上的要求设计并研发新的材料，因此很多冲压 用的新型板材应运而生。新型冲压板材包括高强度 钢板、耐腐蚀钢板、涂层板及复合板材。 (1)高强度钢板 (2)耐腐蚀钢板 (3)涂层板 (4)复合板材
9.1.2 冲压材料的合理选择
冲压材料选择的合理与否，直接影响到冲压产 品的性能、质量和制造成本，还决定冲压工艺过程 及继续加工的复杂程度。所以合理选材是十分重要 的。
4.选择冲压材料的注意事项
充分重视废料及余料的 作用:
冲压生产中的废料通常 分为两部分，即由产品结构 造成的，称为结构废料;由 工艺排样造成的称为工艺废 料。产品结构废料应在产品 设计时尽量考虑对废料的利 用。如图9-1所示的单相电 度表电磁冲片，其冲下的废 料仍可作为冲制垫片，从而 降低了成本。
(5)原材料供需发生问题时，为确保生产的顺利进行，需 要进行临时或长期材料变更。
因此，合理选用材料是保证产品使用性、工艺性、经济性 的基础。
9.1 常用冲压材料
冲压所用的材料是多种多样的，绝大多数是板料、带料及块料， 有时也对某些型材及管材进行冲压加工。
材料类别包括黑色金属、有色金属和非金属三大类。其中主要以 各种金属板料为冲压加工的对象。
塑料模具典型的选材程序
1.零部件的构思 零部件的构思是指进行初步的功能设计，即零部件的形状及其功能元 件的形状，并考虑选择基本加工方法。 2.选材 塑料性能主要包括 ——相对密度 、色泽与透明度、 硬度、 机械性能 3.初步分析设计 初步分析设计是指利用工程设计性能计算壁厚和工件的其他尺寸，并 根据塑料的特点进行制品设计和模具设计。 4.试制样品 试制样品即在部件实际使用条件下或模拟零部件的使用条件下进行试 验。 5.重新设计和重新试验 当性能不能满足使用要求时，要重新筛选材料或重新设计并试验。 6.根据试制样品的试验情况和加工零部件的成本，确定最终设计和选 材。 7.确定材料的技术规格和检验方法
1.选择冲压材料应遵循的原则 通常在选择冲压材料时应遵循以下原则: (1)所选材料首先应满足工件的使用性能要求; (2)所选材料要有较好的工艺性能; (3)所选材料要有较好的经济性。
wenku.baidu.com 3.满足工件的工艺性能要求
冲压主要是按工艺分类，可分为分离工序和成型工序两大类。 在实际生产中，常常是多种工序综合应用于一个工件。冲裁 、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋轧、矫正是几种主要的冲压工 艺。 (1)分离工序 分离工序一般包括剪裁、落料、冲孔、切边和整修等，主要 以冲裁件为主，冲裁件的材料主要以满足使用要求为前提，对 材料没有特别的要求。只是在抗拉强度大于600 MPa时要考虑模 具的强度。 (2)成型工序 成型工序主要以弯曲件、拉延件、成型件和冷挤压件为主。 ①弯曲件对材料的要求 ②拉延件对材料的要求
（3）焊接工艺对冲压材料的要求 金属材料的焊接性主要决定于化学成分，也决定于焊接工 艺条件及结构的刚性。不同的焊接工艺对材料的性能及焊接 工艺有不同的要求。因此，对于需要进行焊接加工的冲压件 选材时，应考虑材料的焊接性。 （4）机械加工工艺对冲压材料性能的要求 冲压件中有少部分工件在冲压成型以后还需要进行机械加 工，如传动轴上的储油筒座、底盘用的制动盘以及发动机上 用的一些部件等，因此对这些工件选材时应考虑机械加工对 材料的要求。 （5）涂装工艺对冲压材料的要求 涂装质量直接影响到产品的外观质量和产品档次的提升， 涂装质量除了涂装材料本身的影响外，钢板的涂装性能也是 涂装工艺不可忽视的因素。一般来说，影响钢板涂装性能的 主要因素有钢板表面状态、钢板清洁度和钢板表面粗糙度。
图9-1 单相电度表电磁冲片排样 1—电磁冲片 2—冲制垫片 3—废料
例：在工艺排样时，应尽量考虑无废料及少废料排样， 如图9-2(a)所示为电度表线圈焊片无废料排样形式，图92(b)所示为少废料排样形式。
图9-2 电度表线圈焊片排样形式 1—条料;2—落料工件; 3—废料
9.2 常用塑料及性能