模具概论 铁水 铸件 钢水 钢锭 轧制 挤压模 自由锻 锻模 塑胶 板材 成形型材 圆钢 锻件 塑模 冲模 机加工 工具手段 零件 工件 Mold/mould(模具)--铸模、塑模 Die(模具) 锻模、挤压模、冲模
模具概论 Mold/Mould(模具) ---- 铸模、塑模 Die(模具) ---- 锻模、挤压模、冲模 钢水 钢锭 轧制 挤压模 铁水 铸件 板材 成形型材 铸模 圆钢 锻模 锻件 零件 冲模 机加工 塑胶 塑模 工具手段 工件 自由锻
第一部分冲压加工 图2-1开式双柱可倾式压力机 图2-2单柱固定台式压力机 图2-5压力机按运动滑块数分类示意图 a)单动压力机b)双动压力机c)三动压力机 1一凸轮2—工作台
第一部分 冲压加工
图2-4闭式压力机 表11分离工序 工序名称 工序简图 特点及应用范围 将材料沿封闭轮廓分离,被分离下来的部分大 多是平板形的零件或工序件 零件 将废料沿封闭轮廓从材料或工序件上分离下 来,从而在材料或工序件上获得需要的孔 件废料 将材料沿敞开轮廓分离,被分离的材料成为零 件或工序作
工序名称 工序简图 特点及应用范围 依靠材料的伸长变形使工序件形成局部凹陷或 到凸起 由I 将空心工序件或管状件口部向外扩张,形成口 部直径较大的零件 将空心工序件或管状件口部或中部加压使其直 缩口缩径 径缩小,形成口部或中部直径较小的零件 校平是将有拱弯或翘曲的平板形零件压平以提 校平整形 离其平直度;整形是依鼙材料的局部变形,少量 改变工序件形状和尺寸,以保证工件的精度 用旋轮使旋转状态下的坯料逐步成形为各种旋 转体空心件
工序名利 工序简图 特点及应用范間 在拉力与弯矩共同作用下实现弯曲变形,使坯 拉弯 料的整个弯曲横断面全部受拉应力作用,从而提 高弯曲件精度 将平直或局部平直工序件的一部分相对另一部 分扭转一定角度 将平板形的坯料或工序件变为开口空心件,或 把开口空心工序件进一步改变形状和尺寸成为开 口空心件 将拉深后的空心工序件进一步拉深,使其側壁 变薄拉深 减薄,高度增大,以获得底部厚度大于側壁的零 件 正P= 沿内孔周将材料翻成竖边,其直径比原内孔 沿外形曲线周围翻成侧立短边 将空心件口部边缘卷成接近封闭圆形,用于加 工类似牙杯的零件 将空心工序件或管状件沿径向往外扩张,形成 局部直径较大的零件
序名称 工序简图 持点及应用范围 将材料局部而不是完全分离,井使被局部分离 的部分达到工件所要求的一定位置,不再位于分 离前所处的平面上 市 利用冲模修切成形工序件的边缘,使之具有一 定形状和尺寸 用剖切模将成形工序件一分为二,主要用于不 对称零件的成双或成组冲压成形之后的分离 零件发料 a 沿外形或内形轮廓切去少量材料,从而降低断 面粗糙度,提高断而垂直度和零件尺寸精度 用精冲模冲出尺寸精度高,断面光洁且垂直的 國w 零件 表1-2成形工序 工序名称 工序简图 特点及应用范围 用弯曲模使材料产生塑性变形,从而弯成一定 曲率、一定角度的零件。它可以加工各种复杂的 弯曲件 卷边 将工序件边缘卷成接近封闭圆形,用于加工类 似铰链的零件
第一节冲裁概述 冲裁是利用模具使板料产生分离的一种冲压工序。它包括: 落料 冲孔 根据变形机理的不同,冲裁可以分为普通冲裁和精密冲裁两类。 图3-27挡料铕和导正销定位的级进模 1一模柄2—上模座3一冲孔凸模4落料凸模5—导板兼卸料板 6导正销7一凹模8一固定挡料销9一下模座10-始用挡料销 冲裁件断面分析 1.冲裁变形过程 弹性变形阶段(图3-1)l。板料在凸、凹模作用下产生弹性压缩、拉伸、弯曲、挤压 等变形,此阶段以材料内的应力达到弹性极限为止。 塑性变形阶段(图3-1)。此阶段以材料内的应力达到强度极限为止。 断裂分离阶段(图3-l
第一节 冲裁概述 冲裁是利用模具使板料产生分离的一种冲压工序。它包括： z 落料 z 冲孔 根据变形机理的不同，冲裁可以分为普通冲裁和精密冲裁两类。 一、冲裁件断面分析 1．冲裁变形过程 z 弹性变形阶段(图 3-1I)。板料在凸、凹模作用下产生弹性压缩、拉伸、弯曲、挤压 等变形，此阶段以材料内的应力达到弹性极限为止。 z 塑性变形阶段(图 3-1II)。此阶段以材料内的应力达到强度极限为止。 z 断裂分离阶段(图 3-1III)
”十绣十份 图31冲裁变形过程 2.断面分析 塌角α圆角带):材料塑性越好、凸、凹模的间隙越大,塌角越大。 光面b(剪切面):它是最理想的冲裁断面,冲裁件的尺寸精度就是以光面处的尺寸 来衡量的。普遍冲裁的光面宽度约占板料厚度的1/3-1/2。材料塑性越好,光面越宽 毛面c。材料塑性越差,毛面比例越大。 毛刺d。冲裁间隙越小,毛刺的高度越小 二、间隙 1.间隙对冲裁件质量的影响 1)间隙对断面质量的影响 间隙合适时,剪切裂纹基本重合,光面宽度约占板料厚度的1/3-1/2。切断面的塌角 毛刺和斜度均很小。 间隙过小时,剪切裂纹比合理间隙时向外错开一段距离,上下裂纹之间的材料被第 二次剪切,形成第二个光面,且毛面斜度和塌角小,弯曲小,所以只要中间撕裂不 是很深,仍可使用。 间隙过大时,剪切裂纹比合理间隙时向内错开一段距离,拉应力增大,塑料变形阶 段较早结束,光面减小,塌角、斜度、毛剌、弯曲均增大,甚至影响正常生产。 表3-1普通冲裁毛剌的允许高度 0 >03-05>0:5-101.0-15>15-2 产时 ≤0.10 试糗时 ≤0.02 ≤0.03 ≤0.04 ≤0,05 2)间隙对尺寸精度的影响 ●间隙较大时,材料侧向拉伸作用较大,冲裁后材料弹性回复,落料尺寸小于凹模尺 寸,冲孔件尺寸大于凸模尺寸 ●间隙较小时,材料侧向挤压作用较大,冲裁后材料弹性回复,落料尺寸大于凹模尺 寸,冲孔件尺寸小于凸模尺寸 材料性质决定弹性变形量,较软的材料,弹性变形小,尺寸精度较高 材料相对厚度越大,弹性变形小,尺寸精度较高 尺寸越小,形状越简单,尺寸精度较高
2．断面分析 z 塌角 a(圆角带)：材料塑性越好、凸、凹模的间隙越大，塌角越大。 z 光面 b(剪切面)：它是最理想的冲裁断面，冲裁件的尺寸精度就是以光面处的尺寸 来衡量的。普遍冲裁的光面宽度约占板料厚度的 1/3-1/2。材料塑性越好，光面越宽。 z 毛面 c。材料塑性越差，毛面比例越大。 z 毛刺 d。冲裁间隙越小，毛刺的高度越小。 二、间隙 1．间隙对冲裁件质量的影响 1)间隙对断面质量的影响 z 间隙合适时，剪切裂纹基本重合，光面宽度约占板料厚度的 1/3-1/2。切断面的塌角、 毛刺和斜度均很小。 z 间隙过小时，剪切裂纹比合理间隙时向外错开一段距离，上下裂纹之间的材料被第 二次剪切，形成第二个光面，且毛面斜度和塌角小，弯曲小，所以只要中间撕裂不 是很深，仍可使用。 z 间隙过大时，剪切裂纹比合理间隙时向内错开一段距离，拉应力增大，塑料变形阶 段较早结束，光面减小，塌角、斜度、毛剌、弯曲均增大，甚至影响正常生产。 2)间隙对尺寸精度的影响 z 间隙较大时，材料侧向拉伸作用较大，冲裁后材料弹性回复，落料尺寸小于凹模尺 寸，冲孔件尺寸大于凸模尺寸。 z 间隙较小时，材料侧向挤压作用较大，冲裁后材料弹性回复，落料尺寸大于凹模尺 寸，冲孔件尺寸小于凸模尺寸。 z 材料性质决定弹性变形量，较软的材料，弹性变形小，尺寸精度较高。 z 材料相对厚度越大，弹性变形小，尺寸精度较高。 z 尺寸越小，形状越简单，尺寸精度较高
2.间隙对冲裁力的影响 随着间隙的增大,冲裁力有一定程度的降低。 间隙增大,卸料力和推件力都减小 3.间隙对模具寿命的影响 ●间隙过小时,摩擦力增大,加剧模具刃口的磨损。 4.间隙值的确定 表32h/t与β值 火 硬化 软钢、纯、软黄铜 5° 中硬钢、硬黄铜 0.2 哽钢、硬青铜 表3-3冲裁模初始双面间隙Z 纯钢、黄澜、软钢杜拉铝、中等硬钢 材料厚度 :=(0.08-0.2)%=(0.3-0.4)%m=(0.5-0.6)% 0.008 012 0.0 0.016 0.012 0.018 0.015 0.024 0.021 o600+0.008040.020a8 0.027 0.036 0.035 0.030 0.036 20.a6 0.7 0.042 0.056 0.032 0.D4B 0.040 0.072 0.0400.060 0.070 0.060 0.050 0.0840.0m0.∞60.040.1080060.120 0.075 1050.000.120 0.135 0.120 0.090 0,126 0,108 0.144 0,126 .1 2.0 0.180 202017601s01806.2000242 0.150 0:30015020.200.20025025 0.252 0.210 0.270 0.2400.300 0 0.2450.3150.2800.300.350.3850.3500.420 0,280 0.360 0.400 0.315 500 0.360 0450 0.405 0.480 0.540 0.720。.60.780 0.560 0.630 8.0 0.960 0.960 1.120 0.8700 10800.901.1x01001:20 L.200 l,40 注:1.初始间隙的最小值相当于间隙的公称数值。 2.初始间的最大值是考虑到凸模和凹模的制造公差所增加的数值。 3.在使用过程中,由于模具工作部分的磨损,间欧将有所增加,因面问隙的使用最大数值要 过表列数值。 ①wc为磯的质量分数,用其表示钢中的含碳量
2．间隙对冲裁力的影响 z 随着间隙的增大，冲裁力有一定程度的降低。 z 间隙增大，卸料力和推件力都减小。 3．间隙对模具寿命的影响 z 间隙过小时，摩擦力增大，加剧模具刃口的磨损。 4．间隙值的确定
表3-4冲裁模初始双面间隙Z 材料厚度09Mn2、Q235 小于0.5 极“小间隙 0.000.000.0400.0600.0400.000.040 0072 0.064 0.092 0,092 0,064 0.092 0.0720.1040.0720.104 0.072 0.126 0.100 0.140 0.090 0. 126 0.1800.1320.1800.1320.180 1.50.1x202400.1700.2400.1700.240 1.75 200.300200 0.3600.260 0.380 0.380 0.260 0.280 0.400 7504000 000 0.380 4800.600.4800.000 0.740 0.920 0.720 0.680 1.280 001 :冲裁皮蕐、石棉和纸板时。间隙取08钢的25%。 三、凸模与凹模刃口尺寸的确定 1.刃口尺寸计算的依据和计算原则 依据:冲裁件尺寸的测量和使用中,都是以光面的尺寸为基准 原则: 1)落料时。以凹模尺寸为基准。因为落料件尺寸会随凹模磨损而增大,故凹模基本 尺寸应取工件尺寸公差范围内的较小值而凸模基本尺寸=凹模基本尺寸最小初 始间隙。 2)沖孔时。以凸模尺寸为基准。因为冲孔件尺寸会随凸模磨损而变小,故凸模基本 尺寸应取工件尺寸公差范围内的较大值。而凹模基本尺寸=凸模基本尺寸+最 初女 始间隙 3)孔心距。凸凹模尺寸磨损不影响孔心距的变化。故孔心距的基本尺寸取在工件孔 心距公差带的中点上,按双向对称偏差标注 4)凸凹模尺寸制造公差 2.刃口尺寸的计算方法(凸凹模分别加工法)
三、凸模与凹模刃口尺寸的确定 1．刃口尺寸计算的依据和计算原则 依据：冲裁件尺寸的测量和使用中，都是以光面的尺寸为基准。 原则： 1) 落料时。以凹模尺寸为基准。因为落料件尺寸会随凹模磨损而增大，故凹模基本 尺寸应取工件尺寸公差范围内的较小值。而凸模基本尺寸=凹模基本尺寸-最小初 始间隙。 2) 冲孔时。以凸模尺寸为基准。因为冲孔件尺寸会随凸模磨损而变小，故凸模基本 尺寸应取工件尺寸公差范围内的较大值。而凹模基本尺寸=凸模基本尺寸+最小 初始间隙。 3) 孔心距。凸凹模尺寸磨损不影响孔心距的变化。故孔心距的基本尺寸取在工件孔 心距公差带的中点上，按双向对称偏差标注。 4) 凸凹模尺寸制造公差。 2．刃口尺寸的计算方法(凸凹模分别加工法)