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,五金產(chǎn)品和模具設(shè)計,,1:沖壓的基本概念,2：沖床和模具結(jié)構(gòu),,,沖壓的基本概念,一：何為冷沖壓,冷沖壓成形是在常溫下,利用凸凹模配合強加機械力于金屬板材上,使板材分離,變形.從而獲得所需部件.,二﹕板料的冷沖壓機械性能指標,(一).屈服極限:材料在拉伸變形中開始產(chǎn)生變形的應(yīng)力.強度極限:材料在拉伸變形中破壞時的應(yīng)力.(二).總延伸率與均勻延伸率:總延伸率是在拉伸試驗中試樣破壞時的延伸率.(又稱延伸率).均勻延伸率是在拉伸試驗中開始產(chǎn)生局部集中變形(剛開始出現(xiàn)細時)時的延伸率.(三).屈強比:是材料的屈服極限與強度極限的比值.屈強比小,對沖壓成形有利.(四).板平面方向性.材料在其板平面內(nèi)物理性能的各向異性.例板材在彎曲時.,模具閉合高度模具閉合高度是指模具處在最低點的工作位置時，上模座的上表面到下模座的下表面之間的距離。即為模具各塊模板厚度之和。壓力機閉合高度：是指壓力機滑塊在下死點時，滑塊底面到壓力機工作臺面上平面的距離。由于多數(shù)壓力機滑塊高度可上下調(diào)節(jié)，當壓力機連桿調(diào)至最短時的閉合高度稱為壓力機最大閉合高度Hmax,而當壓力機連桿調(diào)至最長時的閉合高度稱為最小閉合高度Hmin。為了保證模具能裝在壓力機上工作，模具閉合高度必須小于壓力機閉合高度。最好H位于Hmin和Hmax之間，一般應(yīng)滿足Hmin+10≤H≤Hmax-5,三：模具閉合高度和壓力機的閉合高度,,,四：冷沖壓成形后板材的斷面組成,1>.塌角:這是沖壓開始以后凸凹模相互擠壓造成2>.光面:這是沖壓時刃口附近的板材被拉入刃口擠壓造成,呈光亮狀.3>.毛面:呈灰暗狀,空氣下容易生鏽,是凸凹模擠壓并剪切板材時造成.4>.毛邊:這是沖壓最后階段板材即將斷裂時形成,,,1).沖裁過程.沖裁過程可分三個階段.(a).彈性變形階段(b).塑性變形階段(c).斷裂階段,2).切斷面切斷面可分為四個部分:a).塌角b).光亮帶c).剪裂帶d).毛刺,五：冷沖壓成形中常用工藝,1.沖裁:包括落料和沖孔兩個工序。1）落料：模具沿封閉線沖切板料，沖下的部分為工件，其余部分為廢料，設(shè)計時尺寸以模仁為準，間隙取在沖子上；2）沖孔：模具沿封閉線沖切板料，沖下的部分是廢料，設(shè)計時尺寸以沖子為準，間隙取在模仁上。2.剪切:用模具切斷板材,切段線不封閉.3.切口:在坯料上將板材部分切開,切口部分發(fā)生彎曲.4.切邊:將拉深或成形后的半成品邊緣部分的多余材料切掉。5.剖切：將半成品切開成兩個或幾個工件，常用于成雙沖壓。,切口切邊剖切,冷沖壓成形中常用工藝,6.彎曲：用模具使材料彎曲成一定形狀（V型/U型/Z型彎曲）。7.卷圓：將板料端部卷圓。8.扭曲：將平板的一部分相對于一部分扭轉(zhuǎn)一個角度。,彎曲卷圓扭曲,9.拉深：將板料壓制成空心工件，壁厚基本不變。10.變薄拉深：用減小直徑與壁厚，增加工件高度的方法來改變空心件的尺寸，得到要求的底厚，壁薄的工件。11.孔的翻邊：將板料或工件上有孔的邊緣翻成豎立邊緣。,拉深變薄拉深孔的翻邊,冷沖壓成形中常用工藝,12.外緣翻邊：將工件的外緣翻起圓弧或曲線狀的豎立邊緣。,13.整形：把形狀不太準確的工件校正成形。14.校平：將毛坯或工件不平的面或彎曲予以壓平。,起伏,整形校平,15.壓?。焊淖児ぜ穸?，在表面上壓出文字或花紋。,壓印,16.鉚合:即對原本不連接的部分加以機械力使其連接在一起,六：冷沖壓成形中常出現(xiàn)問題:,沖制品不良問題之原因及判斷1.變形：（1）材料變形（2）頂料不均或彈簧力失衡（3）模加上下平面傾斜2.擠料：（1）模具間隙不足（2）避位不良（3）定位不良3.尺寸不良：（1）上下間隙過?。?）定位不準（3）彈簧力不夠（4）展開不對4.漏沖：模具組立時漏裝或未做該結(jié)構(gòu)5.毛邊：（1）沖頭不利或刀口磨損（2)間隙不準（3）沖制力不均（4）沖子長度不足（5）導(dǎo)柱磨損6.刮傷：(1)/作來不規(guī)范（2）包裝問題7.壓傷：（1）模具內(nèi)有異稱（2）定位不良,二.模具結(jié)構(gòu)知識.,,1.模具的概念：,模具的分類:1)單ㄧ模：壓力機一次行程只能完成一道工序的模上,2)復(fù)合模：壓力機一次行程中，在同一工位上完成兩道或更多工序的模,3)連續(xù)模：具有兩個或更多工位，材料隨壓力機行程逐次送進一工位，從而使工件逐步成形的模具,三類模具的優(yōu)缺點比較：,,,,,沖壓模板的組成,冷沖模一般有八塊模板組成:上模座(TP)、上墊板(TBP)、沖頭固定板(PP)、剝料背板(SBP)、剝料板(SP)、模仁固定板(DP)、下模墊板(DBP)、下模座(DS)。,,,沖壓模具結(jié)構(gòu)簡介,1.上模座2.墊板3.沖頭固定板（夾板）4.剝料板均力背板（止擋板）5.剝料板（脫料板）6.下模板7.下模均力背板8.副導(dǎo)柱9.副導(dǎo)柱用套筒10.先導(dǎo)桿11.沖頭12.副導(dǎo)柱用套筒13.鑲塊式模仁4.剝料板螺栓15.彈簧16.剝料板襯套17.定位浮昇銷18.材料111(備註:零件號碼2,4,7有時僅部份使用或全不使用),,導(dǎo)向零件,精確的導(dǎo)向是保證模具正常生產(chǎn)的前提條件，為了提高連續(xù)模工作的精度和穩(wěn)定性又常設(shè)計成雙重導(dǎo)向：主導(dǎo)向和副導(dǎo)向。常見的導(dǎo)向零件有滑動導(dǎo)向和滾動導(dǎo)向兩種。一滑動導(dǎo)向和滾動導(dǎo)向的區(qū)別：,連續(xù)模具的料帶,,,工序設(shè)計的一般原則,機構(gòu)設(shè)計實務(wù)(1/6),1.沖剪孔與外形時成品之臨界尺寸:,2.彎曲加工之最小邊高尺寸(軟鋼板之基準):t之範圍S0之最小值t之範圍S0之最小值0.8mm以下2t0.8mm以下2t0.8~1.6mm1.6t0.8~1.6mm1.6t1.6mm以上1.3t1.6mm以上1.3t,機構(gòu)設(shè)計實務(wù)(2/6),3.彎曲隅角附近孔緣之最小尺寸:板厚3.2mm以下,1/4H以下之板材Sd之最小值r+1.5t或1.2mmL之範圍SL之最小值r+2t25mm以下或1.5mmr+2.5t25~50mm或2mmr+3t50mm以上或2.5mmS0之最小值r+t或2t,機構(gòu)設(shè)計實務(wù)(3/6),機構(gòu)設(shè)計實務(wù)(4/6),機構(gòu)設(shè)計實務(wù)(5/6),機構(gòu)設(shè)計實務(wù)(6/6),沙拉成形,,第一種方法(產(chǎn)品外觀好，精度高，穩(wěn)定。但多工程)沙拉孔的分類沙拉孔根據(jù)產(chǎn)品的要求不同﹐一般有深和淺兩種類別。如圖一所示沙拉是產(chǎn)品互相鉚接時﹐采用淺沙拉孔成形﹔圖二所示沙拉用于鉚拉釘之用﹐采用深沙拉成形。在設(shè)計過程中﹐依據(jù)如圖所示加以區(qū)分沙拉形式﹐對其采用不同的成形方法。,對于沙拉孔的成形﹐一般分為三個步驟﹐第一步﹕沖底孔﹔第二步﹕打沙拉孔﹔第三步﹕沖沙拉過孔。由于沙拉的形式有兩種﹐對于其成形過程﹐有特殊的要求﹐據(jù)本內(nèi)容詳見下列敘述。第一步﹕沖底孔﹐如圖三所示﹕在第一步?jīng)_底孔﹐沖頭直徑=D-0.4mm.,,,第二步﹕打沙拉孔﹐如圖四和圖五所示﹕,,第三步﹕沖沙拉過孔﹐如圖六和圖七所示﹕在沖沙拉過孔時﹐淺沙拉孔和深沙拉孔成形時取值是不一樣的。(下模部分應(yīng)優(yōu)先考慮入子）,1：深沙拉孔沖沙拉過孔時﹕沖裁間隙(單邊)固定取0.02﹔沖頭直徑=D.2：淺沙拉孔沖沙拉過孔時;沖裁間隙(單邊)固定取0.02﹔沖頭直徑=D.,,第二種方法(節(jié)省工程，孔徑尺寸可保証。但擠斜面時，衝頭受力大，上墊板易打下沉)1當工程排布緊時，可采用先擠凸打沙拉斜面，后沖沙拉孔。第一步擠凸打沙拉斜面，如圖八和圖九所示﹕,,第二步﹕沖沙拉過孔﹐如圖十和圖十一所示﹕在沖沙拉過孔時﹐淺沙拉孔和深沙拉孔成形時取值是不一樣的。(下模部分應(yīng)優(yōu)先考慮做入子)3：深沙拉孔沖沙拉過孔時﹕沖裁間隙(單邊)固定取0.02﹔沖頭直徑=D.4：淺沙拉孔沖沙拉過孔時;沖裁間隙(單邊)固定取0.02﹔沖頭直徑=D.,,第三種方法(節(jié)省工程。但擠斜面時易起毛剌，沙拉孔不精確)1當工程排列緊張時，可采用預(yù)沖大孔(比原沙拉孔正值大30%)，後打沙拉。第一步﹕沖底孔﹐如圖十二所示﹕沖頭直徑=(D+30%D)mm.,,第二步打沙拉。如圖十三、圖十四所示:,,沖壓材料的認識(1/6),1.SPCC(冷軋鋼板)：冷軋鋼品是以酸洗後的熱軋鋼捲，於冷軋工場常溫軋延至0.30－3.20mm後，經(jīng)電解清洗、退火及調(diào)質(zhì)等過程製造而成。冷軋鋼品因厚度薄、尺寸精確、表面粗糙度分級多，容易塗漆及電鍍、且機械性質(zhì)及加工性良好，易於衝壓製成各種產(chǎn)品，故用途非常廣泛，舉凡汽車車體、電子零件、家電用品、鋼製傢俱、容器等，均需大量使用冷軋鋼品做為加工材料。該產(chǎn)品依用途別可區(qū)分為下列三類：1.一般品質(zhì)：SPCC,適用於加工程度較低的產(chǎn)品，例如供作彎曲、淺度衝壓成型及焊接等加工之零組件。2.衝壓品質(zhì)：SPCD,具較佳加工成型性，適用於一般品質(zhì)無法勝任的衝壓及高度成型之零組件。3.深衝品質(zhì)：SPCE,具有更佳的加工成型性，適用於衝壓品質(zhì)無法勝任，須高度成型或具時效性要求的特殊零組件加工。因表面須電鍍，因環(huán)保問題，現(xiàn)今電腦業(yè)界已較少人使用。參考價格:16NT$/Kg--0.6T.2.SECC(鍍鋅鋼板)：電鍍鋅鋼捲底材為一般的冷軋鋼捲，在連續(xù)電鍍鋅產(chǎn)線經(jīng)過脫脂、酸洗、電鍍及各種後處理之製程後，即成為電鍍鋅產(chǎn)品，此產(chǎn)品特性不但具有一般冷軋鋼片的機械性質(zhì)及近似的加工性，且具有優(yōu)越的耐蝕性及裝飾性外觀；在電子產(chǎn)品、家電及傢具的市場上具有很大的競爭性及取代性。參考價格:21NT$/Kg--0.6T該產(chǎn)品依用途別可區(qū)分為下列三類：1.一般品質(zhì)：SECC,適用於加工程度較低的產(chǎn)品例如供作彎曲、淺度衝壓成型及焊接等加工之零組件。2.衝壓品質(zhì)：SECD,具較佳加工成型性，適用於一般品質(zhì)無法勝任的衝壓及高度成型之零組件。3.深衝品質(zhì)：SECE(N),具有更佳的加工成型性，適用於衝壓品質(zhì)無法勝任，須高度成型或具時效性要求的特殊零組件加工。4.近來大量用在通訊、PC產(chǎn)品，取代SPCC，唯一缺點，切斷面及折痕容易生銹。,沖壓材料的認識(2/6),3.SPTE(馬口鐵)：是一種超薄冷軋的低碳鋼片，主要用途是供應(yīng)製罐業(yè)所使用的鍍錫、鍍鉻鐵皮的原板。導(dǎo)電性強，外觀佳，因成本考量有些來取代SUS，非磁性材料，但沖壓加工次數(shù)越多，磁性越強。在Notebook上常用於EMIshieldingpan,非需高強度結(jié)構(gòu)之bracket,plate.該產(chǎn)品依用途別可區(qū)分為下列三類：參考價格:34NT$/Kg--0.1T一次軋延:T1~T5材質(zhì)，T1軟→T5硬二次軋延:DR8~DR10材質(zhì)，DR8軟→DR10硬表面處理/符號區(qū)分特徵B光面處理在具有細紋光滑表面之底片上，將錫層施以熔融之光澤表面。R粗面處理在具有一定方向的磨刀石紋表面之底片上，將錫層施以熔融處理之光澤表面。S銀面處理在具有較粗霧狀無光澤表面之底片上，將錫層施以熔融處理之光澤表面。M鈍面處理通常在無光澤表面之底片上錫後，不經(jīng)熔融處理之光澤表面。4.磷青銅片(PBS)PHOSPHORBRONZESPRING：磷青銅係由青銅(銅錫合金)添加脫氧劑，磷(P)含量0.03～0.35%及其它微量元素如Fe、Zn等組成。延展性、耐疲勞性均佳，可用於電氣及機械材料，且耐蝕性，材料可靠度高於一般銅合金製品，以連續(xù)熔解鑄造(板片、銅卷)方式製成，具高度之材質(zhì)均勻性。導(dǎo)電性佳、彈性高、富耐磨耗；是電氣開關(guān)、端子等應(yīng)用之彈片及導(dǎo)電材料，但沒有不銹鋼之強度。外觀須電鍍。故目前在Notebook用於EMI之需求.參考價格:195NT$/Kg--0.1T.C5111：錫含量４％，強度佳，耐蝕性好，加工性優(yōu)良，可用於高性能電氣用精密材料。C5102：錫含量５％，強度佳，耐蝕性好，加工性優(yōu)良，可用於高性能電氣用精密材料。C5191：錫含量6%，電機材料，接著端子，IC元件等均可使用，高強硬度特質(zhì)。C5212：錫含量8%，有良好的強度特性，用於電氣材料。C5210：錫含量8%，耐疲勞及彈性特性佳，最適用於高性能電子連接,6.SUS304(不銹鋼)：用途最多之不銹鋼種，因含有Ni故比Cr鋼較富耐蝕性耐熱性，且具低溫強度，故機械特性非常好，加工硬化性非常大，加熱處理不硬化，非磁性，強度佳，較沒彈性，常使用厚度0.4T~1.0T之間。故目前在Notebook常被廣泛運用在需結(jié)構(gòu)強度之Bracket,運用上必須指定級數(shù),以期達到設(shè)計之需求.一般最好取3/4H為宜.若是須引伸抽型,若運用於LCDbracket,一般最好取1/2H為宜.參考價格:98NT$/Kg--0.5T,130NT$/Kg--0.3T,195NT$/Kg--0.2T.6.S|US301(不銹鋼)：Cr(鉻)成分比SUS304低，耐蝕性較差，但冷間加工能得到非常高度的拉加及硬度，其特性用途廣大，因彈性佳，故目前在Notebook常被廣泛運用在防EMI上，做彈性接觸部份，但常用厚度在0.4T~0.07T之間。運用上必須指定級數(shù),以期達到設(shè)計之需求(例如彈力,強度).並須注意301材料有金屬結(jié)晶性方向性,越高級數(shù)者越是硬且脆,若成型上不注意,易造成隅角及側(cè)壁裂紋.參考價格:142NT$/Kg--0.5T,183NT$/Kg--0.3T,180NT$/Kg--0.2T.285NT$/Kg--0.1T.SUS301與SUS304材質(zhì)硬度比較SUS301H材質(zhì)硬度硬度硬度硬度SUS301HHV48020SUS304HHV38020SUS430HV200SUS3013/4HHV38020SUS3043/4HHV30020SUS3011/2HHV30020SUS3041/2HHV26020SUS304HV20020材質(zhì)性能SUS301:適合用彈性用途,含碳量高,硬度高,不易彈性疲乏.延展性不好,不易抽伸.SUS304:不適合用彈性用途,含碳量低硬度低(軟).SUS430:材料含雜質(zhì)較多(不純),導(dǎo)致硬度不穩(wěn)定.,沖壓材料的認識(3/6),,備註:1.若兩著硬度接近如(SUS3013/4H跟SUS304H)雖然硬度相同,但是用在彈性的產(chǎn)品上SUS304H較易產(chǎn)生彈性疲乏.2.材料厚度影響硬度公差(越厚公差越大).7.AL1050(鋁合金)：材料含鋁較純，材質(zhì)輕，散熱好，材質(zhì)不易加工，強度相對比較低，具有優(yōu)良之成形性、熔接性、耐蝕性。故目前在Notebook上常用於散熱片等不須重負荷處.參考價格:92~95NT$/Kg--0.5T.型號SiFeCuMnMgCrZnTiAlAL1100(Si+Fe)≦0.950.05-0.20.05--0.10-99.0min8.AL5052(鋁合金)：散熱好、材料較硬、強度強，成形性、熔接性、耐蝕性良好,但材質(zhì)不易加工。目前廣泛用於筆記型電腦代替馬口鐵,取其質(zhì)輕散熱性佳且強度較一般鋁材料為佳.可設(shè)計運用於Shieldingplate,I/Obracket,Moduledrive之bracket.參考價格:96NT$/Kg--0.5T.型號SiFeCuMnMgCrZnTiAlA50520.250.400.100.102.2-2.80.15-0.350.10-其餘,沖壓材料的認識(4/6),