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1、手机冲压工艺2023/2/14XXXX科技(深圳)有限公司1第1页，本讲稿共30页2023/2/14XXXX科技(深圳)有限公司2关于本教案的几点说明：没有特殊注明，字母“t”代表材料厚度，单位为mm；表格中的数值大部分为查阅资料和经验值所得，仅供参考。本教案主要介绍了冲裁、折弯和拉深工序的相关工艺，以及在临界条件时对产品和模具的影响。第2页，本讲稿共30页2023/2/14XXXX科技(深圳)有限公司3手机金属配件冲压工艺性手机金属配件冲压工艺性1冲裁件的工艺性冲裁件的工艺性 冲裁工件的工艺性，是指冲裁工件对冲压工艺的适应性，即冲裁件的形状结构、尺寸大小、尺寸偏差、形位公差、与尺寸基准等是否
2、符合冲裁工艺的要求。1.冲裁件外形要求冲裁件外形要求 a.冲裁件的外形：尽可能简单、规则和便于实现少废料，从而提高材料利用率;在产品外形或异形孔各直线或曲线的连接处，应用适当的圆角过渡。由于加工工艺需求，其中应满足：R（Ra）0.2mm r0.2mm。冲裁件形状简单规则孔第3页，本讲稿共30页2023/2/14XXXX科技(深圳)有限公司4b.冲裁件的悬臂或窄槽：冲裁件突出的悬臂或凹入的窄槽不宜太长或太窄，否则会降低模具寿命。材 质 悬臂宽度A 窄槽宽度B 窄槽或悬臂长度L 常用不锈钢板（SUS301、SUS304等）A=(1.52.0)t（A0.8）B=(1.52.0)t（B0.6）L 5B
3、 铜、铝 A=(0.80.9)t（A0.6）B=(0.80.9)t（B0.5）L 5B 当悬臂宽度A 不能满足下述表格中的条件时，悬臂将会发生变形；当窄槽宽度B不能满足下述表格中的条件时，冲头强度太弱，容易断裂；A过小或L过长，悬臂弯曲或扭曲第4页，本讲稿共30页2023/2/14XXXX科技(深圳)有限公司52.冲孔的最小尺寸冲孔的最小尺寸冲孔的最小尺寸与孔的形状、板材力学性能和厚度有关，因受凸模强度的限制，冲孔的尺寸不能过小。材 料d b常用不锈钢（SUS301、SUS304等）d 1.5t（d0.5）b 1.35t（b0.5）铝d 0.9t（d0.3）b 0.8t（b0.3）铜d 0.8
4、t（d0.3）b 0.7t（b0.3）圆孔与方孔冲孔的最小孔径圆孔与方孔冲孔的最小孔径第5页，本讲稿共30页2023/2/14XXXX科技(深圳)有限公司6 长圆孔与长方孔的最小孔径长圆孔与长方孔的最小孔径材 料b c常用不锈钢SUS301、SUS304等）b 1.1t（b0.5）b 1.2t（b0.5）铝b 0.6t（b0.3）b 0.7t（b0.3）铜b 0.5t（b0.3）b 0.6t（b0.3）第6页，本讲稿共30页2023/2/14XXXX科技(深圳)有限公司73.孔间距与孔到料边距离的工艺要求孔间距与孔到料边距离的工艺要求 孔与孔之间或孔与边缘之间的距离，受模具强度和冲裁件质量的限
5、制，其值不能过小,见下表。冲裁材料 a/t b/t 分开冲 同时冲 分开冲 同时冲 L/t 10 常用不锈钢（SUS301、SUS304等)1.31.5（a1）22.3（b1）1.3+0.1L/t（b1.5）铜、铝 0.750.8（a1）1.11.2（b1）0.2+0.1L/t（b1.5）l冲裁件的最小孔边距第7页，本讲稿共30页2023/2/14XXXX科技(深圳)有限公司8当a/t不能满足表中的条件时：如果同时冲，凹模强度太弱，影响模具寿命；如果不同时冲，则另外一个孔将会被拉变形或起皱【见图（a）】；当b/t不能满足表中的条件时：如果先切边后冲孔，产品外形会出现变形或起皱【见图（b）】；如
6、果先冲孔后切边，则孔容易被拉变形或起皱【见图（c）】；如果同时冲孔切边，凹模强度太弱，影响模具寿命。此时不仅产品很难达到要求，而且对模具制造带来很大困难，所以应当合理设计a、b的值。被拉变形被拉变形被拉变形先冲此孔起皱第8页，本讲稿共30页2023/2/14XXXX科技(深圳)有限公司94.在五金冲压模具中，很难实现的几种冲孔形式在五金冲压模具中，很难实现的几种冲孔形式:在不同的断面上冲孔（此为先成形后冲孔），由于断面形状的不稳定性，决定了孔的质量，所以此时孔容易产生毛刺，且在后面的工序中也很难用倒面工序将毛刺去除，另外也大大增加了加工难度；如果此处孔尺寸要求不高，可先冲孔然后再成形，但允许孔
7、变形。在不同截面上冲孔在圆弧上冲孔第9页，本讲稿共30页2023/2/14XXXX科技(深圳)有限公司102弯曲件的工艺性（板材）弯曲件的工艺性（板材）弯曲是使材料产生塑性变形、形成有一定角度形状零件的冲压工序。具有良好工艺性的弯曲件，不仅能简化弯曲工艺过程和模具设计，而且能够提高弯曲件的精度和节省材料。1.影响弯曲成形的因素影响弯曲成形的因素 a)相对弯曲半径：R/t的值称为相对弯曲半径，在保证弯曲件外表面不发生拉裂的前提下，应尽量减小R/t的大小，建议取R/t0。当R/t越小时，弯曲越容易成形，角度尺寸越容易保证；当R/t越大时，弯曲边折弯后的回弹量也就越大，角度尺寸就更加难以保证。第10
8、页，本讲稿共30页2023/2/14XXXX科技(深圳)有限公司11b)材料力学性能：材料的塑性越好，相应的就越容易弯曲成形。c)材料的压延方向（主要针对不锈钢、铜或铝）：轧制的板料是各向异性的，顺着压延方向的塑性指标高于垂直于压延方向的塑性指标。当折弯线与压延方向平行时，弯曲件外侧最易拉裂，此时可适当的增大相对弯曲半径R/t的值【见图（b）】；当工件有多向弯曲边时，可以使折弯线与板料压延方向成一定角度，30【见图（c）】。当折弯线与压延方向垂直时，此时是最理想的状态，相对弯曲半径R/t可以取到最小值甚至为零，最容易弯曲成形，且尺寸较稳定【见图（c）】。易拉裂加大R角防止拉裂R=0最易弯曲第1
9、1页，本讲稿共30页2023/2/14XXXX科技(深圳)有限公司12d)冲裁件的毛刺面：冲裁件的断面一面是光亮面，另一面是毛刺面，弯曲件应尽量使其毛刺面作为折弯内侧，当必须将毛刺面置于外侧时，应尽量加大弯曲半径R，以避免拉裂;不易被拉裂容易拉裂第12页，本讲稿共30页2023/2/14XXXX科技(深圳)有限公司13e)弯曲件折弯边的宽度：弯曲件的相对宽度b/t应满足:b/t1.2t，当b/t1.2t时，折弯边很难弯曲成形或发生扭曲的现象;f)弯曲中心角：当弯曲中心角 90时，不利于弯曲成形，而且模具结构将非常复杂，增加模具难度；当弯曲中心角 90时，此时最易弯曲成形，角度尺寸和长度尺寸都易
10、保证，且方便测量；当弯曲中心角 90时，角度尺寸不稳定，容易回弹，角度越大回弹就越大。扭曲第13页，本讲稿共30页2023/2/14XXXX科技(深圳)有限公司142.最小弯曲高度最小弯曲高度(弯曲边直段高度弯曲边直段高度)：弯曲直角时，为了使弯边被折起，弯曲高度应满足：当h2.5t或ha2.5t；侧边的弯曲高度:ha1.5t；为了保证折弯角度，往往采用压筋。第14页，本讲稿共30页2023/2/14XXXX科技(深圳)有限公司153.弯曲零件的弯曲线位置弯曲零件的弯曲线位置：弯曲线位置应尽量避免在零件宽度突变处，以避免撕裂下图A处。若必须在宽度突变处弯曲，应事先冲工艺孔或工艺槽【如图（b）、
11、（c）】。另外，为了防止拉料，弯曲件形状应尽量对称。第15页，本讲稿共30页2023/2/14XXXX科技(深圳)有限公司164.弯曲零件孔距折弯边的最小距离弯曲零件孔距折弯边的最小距离：对带孔的零件进行弯曲时，如果孔位于弯曲线附近，弯曲时材料的流动会使原有的孔变形。因此，应当尽量使孔远离弯曲线.材料厚度孔壁到弯边距离s材料厚度折弯边上圆孔壁到弯边距离st0.5s t+R(s 1)t0.5s 2t+R(s 1)t=(0.51)s 1.2t+Rt=(0.51)s 2.5t+Rz 圆孔与折弯线的距离圆孔与折弯线的距离s较小时，圆孔被拉变形s较小时，孔壁不易被折起第16页，本讲稿共30页2023/2
12、/14XXXX科技(深圳)有限公司17 长圆形孔与折弯线的距离长圆形孔与折弯线的距离长圆形孔长L孔壁到弯边距离s长圆形孔长L折弯边上长形孔壁到弯边距离sL3s2t+R(s1.5)L3 s2t+R(s0.5)L=36s2.5t+R(s 2.5)L=36s2.5t+R(s1)L=610s3t+R(s 3)L6 10s3t+R(s2)s较小时，孔被拉变形s较小时，孔壁不易被折起RR第17页，本讲稿共30页2023/2/14XXXX科技(深圳)有限公司18弯曲件孔到弯边的最小距离不能满足上述条件时：可先折弯后冲孔，主要考虑模具的强度问题。如果工件折弯方向与毛刺要求方向相同时，模具强度太弱，可先折弯后再
13、反向冲孔（或侧冲孔），然后追加倒面工序。但是如果在连续模中反向冲孔或侧冲孔，则增加了模具难度和成本；可采取事先冲工艺孔然后再折弯的方法，以保证孔形不变（如下图a）。如果对孔的尺寸和形状要求不是很高，那么应允许此类的孔变形。第18页，本讲稿共30页2023/2/14XXXX科技(深圳)有限公司195.弯曲件尺寸标注方式及对模具的影响弯曲件尺寸标注方式及对模具的影响：弯曲件尺寸标注应明确注明需要保证的是折弯内侧尺寸还是折弯外侧尺寸，是根部尺寸还是肩部尺寸。标注方式的不同对对产品的检测以及模具的设计制造带来很大的影响：若使用折弯边内侧根部尺寸和角度尺寸进行管控，如下图中的尺寸B、角度，因为这些尺寸在
14、模具中比较容易保证，而且方便测量;若使用折弯边外侧肩部尺寸和角度尺寸进行管控，如下图中的尺寸A、角度，由于尺寸A不仅在模具中难以保证，而且受角度的影响，所以很难同时保证尺寸A和角度；不能够对折弯内侧尺寸和折弯外侧尺寸同时进行管控，建议不采用弯曲边肩部尺寸进行管控。第19页，本讲稿共30页2023/2/14XXXX科技(深圳)有限公司206.在冲压模具中，很难做到的折弯形式在冲压模具中，很难做到的折弯形式：折弯外侧R角为尖角的情况（如图a），只有一些硬度较低塑性较好的一些材料才可能做到，如铝等，但也难以做到很规则的尖角，而且在成形过程中常会遇到一些难以解决的问题，如折弯边变粗、难卸料和压痕等，同
15、时需要多步的工序来完成，增加了模具难度和成本；折弯边厚度t与材料厚度折弯后发生变化（如图b），只有一些硬度较低塑性较好的一些材料才可能实现。尖角折弯边折弯边材料厚度变化第20页，本讲稿共30页2023/2/14XXXX科技(深圳)有限公司213拉深件的工艺性拉深件的工艺性拉深是利用冲压模具和设备把具有一定形状的板料或空心件毛坯制成各种回转形、矩形或其它复杂形状的空心零件的工艺。1.拉深件圆角拉深件圆角：拉深件的圆角半径应合适，则有利于拉深成形和减少拉深次数。材料rRR1R2R3t0.50.5 t 1常用不锈钢SUS301、SUS304等rtR 2t(510)t(46)t rt0.24H铜rtR
16、 2t(57)t(35)trt0.24H铝rtR 2trt0.24H第21页，本讲稿共30页2023/2/14XXXX科技(深圳)有限公司222.一次拉深成形的条件一次拉深成形的条件拉深形式一次成形条件圆筒形拉深件H（0.50.7）d矩形拉深件H（0.50.7）B带凸缘的圆筒拉深件d/D0.4 一次拉深成形的条件一次拉深成形的条件第22页，本讲稿共30页2023/2/14XXXX科技(深圳)有限公司233.拉深件的其它工艺拉深件的其它工艺a)拉深件各边厚度变化：由于拉深时各处受力变形程度不同，故厚度变化也不同，一般底部厚度不变，底与侧壁间的圆角处变薄，口部和凸缘处变厚，各处厚度变化量约为（0.
17、61.2）t；b)拉深件的表面：经多次拉深的零件，其内、外壁上或带凸缘拉深件的凸缘表面，应允许有拉深过程中所产生的印痕。第一次拉深圆角与侧壁变薄表面易划伤第二次拉深第23页，本讲稿共30页2023/2/14XXXX科技(深圳)有限公司244.拉深件的尺寸标注拉深件的尺寸标注 拉深件的图纸中，应明确注明保证内形尺寸还是外形尺寸，或者是所需要的底面平面的尺寸，不能要求同时保证内、外形的尺寸，建议以内形尺寸为基准，因为拉深件侧壁往往变薄，所以外形尺寸是不确定的【见图（a）、（b）】；拉深件的高度尺寸最好以凸缘部平面为基准，尺寸容易保证【见图（c）】；拉深件侧壁应允许有工艺斜度，不仅容易成形，而且模具
18、比较稳定【见图（c）】。第24页，本讲稿共30页2023/2/14XXXX科技(深圳)有限公司255.五金模具中很难实现的拉深件形式五金模具中很难实现的拉深件形式拉深件内侧折弯角为尖角拉深件外侧折弯角为尖角难以实现两种情况容易实现两种情况内侧R3t内侧r t自然成形第25页，本讲稿共30页2023/2/14XXXX科技(深圳)有限公司265连续模简介连续模简介1.连续模特点连续模特点：.a)一套连续模可以完成冲裁、弯曲、成形、拉深等多道工序，提高生产效率；b)可以减少设备、模具数量和车间面积；c)容易实现自动化，操作方便安全；d)模具结构复杂，制造精度高，周期长，成本高，维护困难；e)由于各工
19、序在不同的工位上完成，故累计误差较大。第26页，本讲稿共30页2023/2/14XXXX科技(深圳)有限公司272.连续模冲压的工艺连续模冲压的工艺a)连续模的定位与工步（步距）：一般采取导正销的定位方式（见下图）。连续模是由很多工步组成的，在每一个工步都需要至少两个导正销来进行定位，故在步距长度或条料宽度发生变化的情况下，原有的模具往往有报废的可能。导正孔工序第27页，本讲稿共30页2023/2/14XXXX科技(深圳)有限公司28b)冲压件的毛刺面：由于连续模料带平面在冲压过程中始终是不变的，所以其毛刺面也总是向下不变的，但如果最终是以落料方式出产品时，连料的部分（即最终连料切断的部分）毛
20、刺是向上的（见下图）。但如果产品对某些孔要求毛刺反向或无毛刺，此时可追加倒面工序或反向冲孔，如果采用反向冲孔，模具结构将非常复杂，成本也要很高。以落料方式出产品，连料处毛刺向上料带的毛刺方向是向下的第28页，本讲稿共30页2023/2/14XXXX科技(深圳)有限公司29c)接刀：连续模中产品的外形或复杂的孔是在多步工序中切出来的（主要考虑冲头和凹模强度），在两次刀口相接的地方最易产生毛刺，故接刀处要选择合适的方式和位置。常用有两种接刀方式（如下图）：在直边上接刀：如上图单一的过切方式接刀，在连接处会产生毛刺，因此应采用合理的工艺方式（见下图）第二刀第一刀过渡处产生毛刺工件边缘第29页，本讲稿共30页2023/2/14XXXX科技(深圳)有限公司30在直边上接刀：方式不易产生毛刺，但接刀处有接刀槽，影响外观【见下图（a）】；方式不易产生毛刺，但有材料凸出或有凹槽，影响外观【见下图（b）、（c）】；在圆弧上接刀：虽没有工艺槽，但有尖角产生，且尖角处容易产生毛刺【见下图（d）】。第一刀第二刀凹槽第一刀第二刀材料凸出第一刀第二刀凹槽第二刀第一刀尖角且有毛刺工件边缘第30页，本讲稿共30页