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1、 模具基礎知識及技能培訓模具基礎知識及技能培訓1.關閉手機2.團結合作3.作好筆記培訓要求 前前 言言 模具是產品批量生產的工具它已涉及社會生產的几乎所有領域并與我們的日常生活密切相關如日常用具手機家電交通工具等等可以說沒有模具就沒有我們今天丰富多彩的生活。我們目前所從事的機箱模具只是模具大家族中一個小小的分支。沖裁與彎曲是本司產品主要加工工藝方法這次課程我們將從制圖知識入手以進一步加強我們的識圖技巧然后了解一些常用的CAD命令在此基礎上重點學習產品沖壓基礎知識沖壓基礎知識以期達到加強模具問題加強模具問題的分析能力的分析能力提高模具制作的工作效率提高模具制作的工作效率保証沖壓生產的順保証沖壓生
2、產的順利進行利進行的目的。其實所謂模具理論知識大多數只不過是前人長期實踐經驗的總結我們學習的是前人的工作經驗以此來提高我們的技能。課程內容第一章第一章.機械制圖基礎機械制圖基礎-3小時小時(647)一圖樣二投影三三視圖的形成四三視圖應用五零件的各種表達方法.第二章第二章.AutoCAD基礎基礎-0.5小時小時(4850)一繪圖命令二編輯命令三標注命令第三章第三章.五金模設計與制造主要過程五金模設計與制造主要過程.-0.5小時小時(51)第四章第四章.沖壓基礎知識沖壓基礎知識-6.0小時小時(52143)一沖壓有關朮語二沖裁三彎曲四成形五產品展開六產品圖確認第五章第五章.模具沖壓工作過程描述模具
3、沖壓工作過程描述-0.5小時小時(144147)一沖孔模二復合模第六章第六章.五金產品加工工藝性要點及實例分析五金產品加工工藝性要點及實例分析-4小時小時(148170)第七章第七章.機箱類五金產品分工序一般方法及工序編排實例機箱類五金產品分工序一般方法及工序編排實例-4小時小時(171196)第八章第八章.總結總結-2小時小時(197203)第九章第九章.考試考試-2.0小時小時培訓目的加強模具問題的分析能力加強模具問題的分析能力提高模具制作的工作效率提高模具制作的工作效率保証沖壓生產的順利進行保証沖壓生產的順利進行第一章第一章.機械制圖基礎機械制圖基礎一一圖樣圖樣（1）圖紙幅面和格式）圖紙
4、幅面和格式6(2)圖線圖線7圖線的表示法舉例&1.3 比例比例圖樣的比例是圖中圖形與其實物相應要素的線性尺寸之比。比例符號以比例符號以“:”表示。表示。注意同一機件的各視圖應采用相同的比例否則應 在視圖名稱的下方或右側標注比例。&1.4標注尺寸基本規標注尺寸基本規則則1 真實大小應以圖上所注尺寸數字為依據真實大小應以圖上所注尺寸數字為依據與圖形大小與圖形大小 比例及繪圖的比例及繪圖的准確性無關。准確性無關。2 尺寸以尺寸以mm為單位時為單位時不需標注不需標注如采用其它計量單位時如采用其它計量單位時 須注明。須注明。3 每一個尺寸每一個尺寸一般只標注一次一般只標注一次并且應標注在表示該結構最清楚
5、的圖并且應標注在表示該結構最清楚的圖形上。形上。4 所標注的尺寸為該最后完工的尺寸所標注的尺寸為該最后完工的尺寸否則應另加說明。否則應另加說明。5 水平方向的尺寸水平方向的尺寸 注在尺寸線的上方注在尺寸線的上方字頭向上字頭向上垂直方向的尺寸垂直方向的尺寸 注注在尺寸線的左側在尺寸線的左側字頭朝左。角度的尺寸字頭朝左。角度的尺寸 一律寫成水平方向一律寫成水平方向注在尺寸線注在尺寸線的中斷處的中斷處30以以內內的角度的角度 須引出標注。須引出標注。6 大于半圓大于半圓 的圓弧的圓弧 應注直徑尺寸應注直徑尺寸并在數字并在數字 前前 加加 直徑直徑 符號符號“”半圓半圓 或或 小于半圓小于半圓 的圓弧
6、的圓弧 注半徑尺寸注半徑尺寸數字前數字前 加加 半徑符號半徑符號“R”“R”球或球面球或球面 直徑直徑 和和 半徑半徑 前分別前分別 標注標注 符號符號“S“S”“SR”“SR”。標注尺寸練習標注尺寸練習15070505010060125150706010070讀圖並判定標注錯誤點讀圖並判定標注錯誤點150707050501006012515070601006012510040150二投影物体的影子和投影在日常生活中，物体在灯光或日光的照射下，在墙面或地面上就会显现出 该物体的影子,它不能表现清楚物体的完整形象。为了表示物体的形状，我们假定光线能够穿透物体，并使构成物体的点、线、面每一要素在平
7、面上都有所表达，并用清楚的图线表示，形成一个由图线组成的图形，这样绘出的图形称为物体在平面上的投影。为了得到物体的投影，必须具有投射线、物体和投影面三个条件，其中投影线可自一点发出，也可是一束与投影面成一定角度的平行线，这样就使投影法分为中心投影法和平行投影。投影法基本知识定义：将投射线通过物体，向选定的平面投射，并在该平面上得到图形的方法称为投影法。根据投影法所得到的图形称为投影图（投影）；投影法中得到投影的平面称为投影面。2.投影的基本知识投影的基本知识2.12.1投影法介绍投影法介绍投影方法投影方法中心投影法中心投影法平行投影法平行投影法正投影法正投影法斜投影法斜投影法画透视图画透视图画
8、斜轴测图画斜轴测图 画正轴测图画正轴测图单面投影单面投影多面投影多面投影画工程图样画工程图样投影法的分类投影法的分类1.中心投影法中心投影法2.2.平行投平行投影法影法多面正投影应用多面正投影应用组合体组合体2.22.2正投影的基正投影的基本性质本性质2.投影的基本知识投影的基本知识2.22.2正投影的基本性质正投影的基本性质2.2.1全等性全等性又叫真又叫真实实性性 当空间直当空间直线或平面平线或平面平行于投影面行于投影面时，其投影时，其投影反映直线的反映直线的实长或平面实长或平面的实形，这的实形，这种投影性质种投影性质称为称为全等性全等性。2.22.2正投影的基正投影的基本性质本性质2.投
9、影的基本知识投影的基本知识2.22.2正投影的基本性质正投影的基本性质2.2.2积聚性积聚性 当直线或平面当直线或平面垂直于投影面时，垂直于投影面时，其投影积聚为一其投影积聚为一点或一条直线，点或一条直线，这种投影性质称这种投影性质称为为积聚积聚性性。2.投影的基本知识投影的基本知识2.22.2正投影的基本性质正投影的基本性质2.2.3类似性类似性当空间直线或平面倾斜于当空间直线或平面倾斜于投影面时，其投影為类似的投影面时，其投影為类似的平面图形，其投影的长度变平面图形，其投影的长度变短或面积变小，短或面积变小，这种投影性这种投影性质称为质称为类似类似性性。正投影的基本特性正投影的基本特性1、
10、真实性、真实性2、积聚性、积聚性3、类似性、类似性三三視圖1.三视图的形成【一个视图的不定性】物体的一个视图只能反映出两个方向的尺寸情况，不同形状物体的某一视图可能会相同。所以，一个视图不能准确的表达物体的形状。在机械图样上有时也采用一个视图表达机械零件的形状，但是，这是必须附加说明，圆柱的直径标注“”，球体的直径标注“S”，板的厚度标注“t”等。在装配图上大家都非常熟悉的标准件，如螺栓、轴承等也只画一个视图。【两个视图的不定性】用互相垂直的两个平面作投影面，得到的两个正投影能表达物体长、宽、高三个方向的尺寸，所以，一般情况下两个视图能表达清楚物体的形状，但有些物体用两个视图也不能准确的表达其
11、形状，这时要用三个视图来表达物体的形状。将物体放入由V、H、W面组成的投影体系中，用正投影的方法分别得到物体的三个投影，在V面上的投影称为主视图，在H面上的投影称为俯视图，在W面上的投影称为左视图。将三个视图面展平到一个平面内，并调整三个视图的相对位置，即得到物体的三视图。2.三视图形成及其投影关系三视图的形成三视图的形成将物体正放在三投影面体系中，将物体正放在三投影面体系中，用正投影法向三个投影面投影，用正投影法向三个投影面投影，就得到了物体的三面投影，就得到了物体的三面投影，也叫三视图。也叫三视图。V主视图主视图H俯视图俯视图W左视图左视图直观图直观图3.三面投影体系及三视图的形成三面投影
12、体系及三视图的形成三视图的形成三视图的形成展开投影面展开投影面规定规定:V面保持不动，面保持不动，H面向下向后绕面向下向后绕OX轴旋转轴旋转90，W面向右向后绕面向右向后绕OZ轴旋轴旋转转90。展开后的三视图展开后的三视图三视图的形成三视图的形成三视图三视图 在三投影面体系中摆放形体时，应使形体的多数外表在三投影面体系中摆放形体时，应使形体的多数外表(或或主要外表主要外表)平行或垂直于投影面平行或垂直于投影面(即形体正放即形体正放)。形体在三投影面体系中的位置一经选定，在投影过程中形体在三投影面体系中的位置一经选定，在投影过程中不能移动或变更。不能移动或变更。4.三视图的对应影规律三视图的对应
13、影规律三视图间的位置关系三视图间的位置关系 俯视图俯视图(H H面面)在主视图在主视图(V V面面)的正下方；的正下方；左视图左视图(W W面面)在主视图在主视图(V V面面)的正右方，这的正右方，这种位置关系，在一般情况下是不允许变动的。种位置关系，在一般情况下是不允许变动的。直观图直观图 W位置关系位置关系俯视(产生H面投影)左视(产生W面投影)主视(产生V面投影)三视图间的对应关系三视图间的对应关系三视图间的对应关系三视图间的对应关系 V V面、面、H H面（面（主、俯视图）主、俯视图）长对正。长对正。V V面、面、W W面（面（主、左视图）主、左视图）高平齐高平齐。H H面、面、W W
14、面（面（俯、左视图）俯、左视图）宽相等宽相等。直观图直观图总体三等总体三等局部三等局部三等形体与视图的方位关系形体与视图的方位关系 V V面面(主视图主视图)反映了形体的反映了形体的上、下、左、右上、下、左、右方位关系；方位关系；H H面面(俯视图俯视图)反映了形体的反映了形体的左、右、前、后左、右、前、后方位关系；方位关系；W W面面(左视图左视图)反映了形体的反映了形体的上、下、前、后上、下、前、后位置关系。位置关系。直观图直观图三视图的方位关系三视图的方位关系小小 结结机械制图主要采用机械制图主要采用“正投影法正投影法”，它的优点是能准确，它的优点是能准确反映形体的真实形状，便于度量，能
15、满足生产上的要求。反映形体的真实形状，便于度量，能满足生产上的要求。三个视图都是表示同一形体，它们之间是有联系的，三个视图都是表示同一形体，它们之间是有联系的，具体表现为视图之间的位置关系，尺寸之间的具体表现为视图之间的位置关系，尺寸之间的“三等三等”关系以及方位关系。这三种关系是投影理论的基础，必关系以及方位关系。这三种关系是投影理论的基础，必须熟练掌握。须熟练掌握。画三视图时要注意，除了整体保持画三视图时要注意，除了整体保持“三等三等”关系外，关系外，每一局部也保持每一局部也保持“三等三等”关系，其中特别要注意的是俯关系，其中特别要注意的是俯.左视图的对应左视图的对应,在度量宽相等时在度量
16、宽相等时,度量基准必须一致度量基准必须一致,度量度量方向必须一致。方向必须一致。三视图的投影规律三视图的投影规律长对正长对正高平高平齐齐宽相等宽相等1.用圆规量取2.用45度辅助线三視圖舉例三視圖舉例例例1.根據下圖所示的立體圖根據下圖所示的立體圖在物體的三視圖上標出在物體的三視圖上標出 AB直線段的投影直線段的投影并說明它們是什么位置的直線。并說明它們是什么位置的直線。AB垂直B C 面平行 C F 面與 D E 面MABCDFENa(b)例例2.根據下圖所示的立體圖根據下圖所示的立體圖在物體的三視圖上在物體的三視圖上標出標出 AB/CD/BC/EF直線段的投影直線段的投影并說明它們是并說明
17、它們是什么位置的直線。什么位置的直線。CD垂直 面平行 面與 面CDABEF例例3.在物體的三視圖中在物體的三視圖中根據已給出的平根據已給出的平面投影面投影p找出平面找出平面P的另外兩個投影的另外兩個投影在立在立體圖上標出其位置體圖上標出其位置并說明它們是什么位置并說明它們是什么位置平面。平面。QMNRP平面垂直 面傾斜 面與 面p第三視角法-就是想象空間實體處于一個透明的六面體內而觀測者在透明的六面體外透明的六個面同樣為投影面。方法是觀測者觀測者-投影面投影面-空間實體空間實體.以下是第一視角與第三視角的位置比較四零件的各种表達方法表達零件外形方法有如下幾種:(1)基本視圖主視圖,俯視圖,左
18、視圖,右視圖,仰視圖,后視圖.基本視圖在一張圖紙上放置,如按基本視圖的展開位置放置,各視圖名稱一律不加標注,否則應在視圖的上方標出視圖名稱“X向”,并在相應的視圖附近用箭頭指名投影方向,並注上同樣的字母.(2)斜視圖當零件的外表与投影面傾斜時,附加一与零件外表平行的輔助投影面並進行投影所得視圖叫斜視圖.(3)局部視圖將零件的某一局部向基本投影面投影所得視圖稱局部視圖.(4)識別局部視圖和斜視圖時注意:a.找帶字母的箭頭,看清所示范部位及投影方向,然后找對應相同字母的視圖“X向”.b.通常視圖是放在箭頭所指的方向,特殊情況下也可放在其它位置.c.局部視圖按投影位置放置,中間又沒有其它視圖隔開時,
19、可省略標注.d.局部視圖應用波浪線表示所示部位的范圍,當所示部位有封閉的輪廓線時,則不必再用波浪線.e.看斜視圖時應注意,投影方向是斜的,假设視圖轉正位置則在斜視圖上方標有“旋轉”二字.(5)旋轉視圖當零件的傾斜局部具有明顯的回轉軸線時,可假想將該傾斜局部旋轉到与某一選定的基本投影面平行后再向該投影面投影.(6)剖視圖零件內部結构复雜,視圖中虛線也將增多,不利看圖,假想用剖切面剖開机件,移去剖切局部后投影.a.半剖視圖用于表達物体有對稱平面的外形与內部結构(以對稱線分界)b.局部剖視圖用于表達物体局部內形並保存物体的大局部外形(局部的剖切).c.階梯剖切几個平行的剖平面,作階梯剖切.四制圖基本
20、步驟(1)確定圖幅及作圖比例(產品大小及結構);(2)按規定尺寸要求打好邊框;(3)視圖規劃:根據產品大小及結構復雜性,規劃視圖分布,特別是剖視圖的數量及分布,技術要求位置,並留出標題欄的空間;(4)產品分析及繪圖;(5)尺寸標注;a.尺寸標注的基本要求:i.正确:尺寸數值要正确,尺寸注法要符合机械制圖國家標准的規定.ii.完整:尺寸要完整,暨不遺漏,也不重复.iii.清楚:尺寸的佈局要整齊清楚,便于讀圖.iv.合理:所標尺寸不但要滿足机件在使用時的質量要求,而且應有利于加工和測量.b.尺寸標注的基本原理:i.机件的真實大小應以圖樣上所標注尺寸數值為準,與繪圖的大小和繪圖的准确度無關.ii.圖
21、樣中的尺寸以毫米為單位時,不需標注計量單位或名稱,假设以其它單位,則必須注明相應的計量單位.iii.圖樣中所注尺寸為該圖所指示零件的最后完工尺寸,否則應另加說明c.尺寸的种類:i.定形尺寸:确定物体各局部形狀,大小的尺寸ii.定位尺寸:确定物体各結构之間相對位置尺寸.iii.總体尺寸:确定物体總長,總高,總寬的尺寸.d.尺寸標注三要素:尺寸線,尺寸界線,尺寸數字.e.尺寸布置的要求:i.數字一般標注在物体之外尺寸線的上方(如圖1);ii.盡量防止在30度范圍內標注(如圖1),否則可采用圖2形式標注;iii.應防止尺寸線和尺寸界線相交,相互平行的尺寸線,使小尺寸靠近圖形,大尺寸依次遠離圖形;串聯
22、尺寸應使箭頭排在一直線上.iv.表示同一結构的相關尺寸,應盡可能標注在同一視圖上(如下圖).(6)尺寸標注舉例a角度標注:數字一律保持水平;b.小尺寸的注法c.標注尺寸不能交叉;d.正方形標注c.標注尺寸不能交叉;d.正方形標注斷面為正方形的結构可在尺寸數字前注符號“口”或邊長X邊長e.重復要素的標注f.間隔相等鏈式注法g.同一基准的注法:h.外表粗糙度注法i.形狀和位置公差注法:j.尺寸鏈及參考尺寸:(a).防止封閉尺寸標注;(b).參考尺寸使圖面易讀.k.注意事項:(a).防止在圖面上對同一尺寸作重復標注;(b).標注的尺寸應便於量測;(c).標注時要根據實際使用選擇正確標注基准;(d).
23、不要注成封閉的尺寸鏈.第二章第二章.AutoCAD基礎基礎一繪圖命令如直線(LINE),圓(CIRCLE),圓弧(ARC),橢圓(ELLIPSE),矩形(RECTANGLE),等邊多邊形(POLYGON),多義線(POLYLINE),樣條線(SPLINE)等.二編輯命令如復制(COPY),偏移(OFFSET),移動(MOVE),縮放(SCALE),鏡像(MIRROR),陣列(ARRAY),拉伸(STRETCH),伸展(EXTEND),斷開(BREAK),倒直角(CHAMFER),倒圓角(FILLET),剪切(TRIM),分解(EXPLODE),旋轉(ROTATE),改變長度(LENGTHEN)
24、,炸開(EXPLODE)修改特性(PROPERTIES)等,三標注命令,有長度尺寸標注(LINEAR),坐標尺寸標注(ORDINATE),直徑標注(DIAMETER),半徑標注(RADIUS),基線尺寸標註(BASELINE)引線標註(LEADER),中心標記(CENTER-MARKER),排列尺寸文本(ALIGN-TEXT),設置尺寸式樣(STYLE),連續尺寸標註(CONTINUE),角度標注(ANGULAR),對齊標注(ALIGNED)等.第三章第三章.五金模具設計與制造主要過程五金模具設計與制造主要過程一.五金模具設計與制造主要過程如下圖所示二.五金模具設計基本過程如下1.確定模具型式
25、a.單沖-生產量較小產品量小且結構簡單產品較大且多波位產品很大。單沖制模難度低調較靈活方便模具多用機多用人多生產速度慢b.順送-生產量較大產品較小且結構較復雜薄片;無法做防反的工件.順送模具少用機少用人少生產速度快制模難度高2.分工序及排樣.-首先考慮材料的利用率再考慮工序的合理性.3.就工件的設計缺陷導致的模具制作問題或將來可能會出現的品質問題向工程部提出合理建議.4.確定模具結構及噸位并繪制結構圖同時制訂模料采購單.5.繪制模具結構總圖及模具零件加工圖.6.主管或經理級人仕審核后將模具圖投入工場加工制作.7.模具設計員需跟進后續模具加工制作過程中出現的與設計相關的問題直至模具投入生產.第四
26、章第四章.沖壓基礎知識沖壓基礎知識一一.沖模有關術語沖模有關術語1.1 1.1 沖壓工序術語沖壓工序術語1.1.下下料料:將材料沿封閉輪廓分離的一種沖壓工序,被分離的材料成為工件或工程料片.2.2.沖沖孔孔:將廢料沿封閉輪廓從材料或工程料片上分離的一種沖壓工序,在材料或工程料片上獲得所需要的孔.3.3.切切舌舌:將材料沿敞開輪廓局部而不是完全分離的一種沖壓工序被局局部離的材料,具有工件所要求的一定位置,不再位於分離前所處的平面上.4.4.切切斷斷:將材料沿敞開輪廓分離的一種沖壓工序,被分離的材料成為工件或工程料片.即無廢料下料5.5.切切邊邊:利用沖模修切工程料片的邊緣,使之具有一定直徑一定高
27、度或一定外形尺寸的一種沖壓工序.包括平面切邊和旋切6.沖沖裁裁:利用沖模使局部材料或工程料片與另一局部材料工件或工程料片分離的一種沖壓工序包括下料沖孔切舌切斷切邊等工序.7.折折彎彎:利用壓力迫使材料產生塑性變形,從而被彎成有一定曲率,一定角度形狀的一種沖壓工序.8.壓壓平平:利用壓力迫使材料產生塑性變形,從而使折彎的竪邊反方向打平到折彎前的平行平面上,形成雙層材料從而去除了鋭邊.(圖1-8)9.成成形形:依靠材料流動而不是依靠材料分離使工程料片改變形狀和尺寸的沖壓工序的統稱10.半半剪剪:用沖子擠入工程料片一面,迫使材料流入對面凹坑以形成凸起的一種沖壓工序.11.11.壓壓線線:強行局部排擠
28、材料,在工程料片上面擠出一條溝槽,以利於折彎成形確保工程料片精度的一種沖壓工序.12.12.壓壓毛毛邊邊:強行局部排擠材料,從而使工程料片沖裁毛刺去除的一種沖壓工序.13.13.抽牙抽牙:沿內孔周圍將材料翻成側立凸起的一種沖壓工序.14.14.抽抽凸凸:強行局部材料參與變形,而其他材料不產生明顯的塑性流動,從而成形出低淺的凸包的一種沖壓工序.15.15.鉚鉚合合:使兩局部材料結合成一個整體的一種沖壓工序(它包括工件自鉚和多個工件對鉚)16.16.壓壓印印:強行局部排擠材料,在工序件外表形成淺凹花紋圖案文字或符號等的一種沖壓工序,被壓印外表的反面並無對應淺凹和凸起.17.17.整整形形:依靠材料
29、流動,少量改變(工序件)形狀和尺寸,以保證工件精度的一種沖壓工序.18.回回壓壓:把前工程抽凸壓到產品所需要的尺寸,以消除工序件的內應力,提高工序件的平整度,從而達到產品要求的一種沖壓工序.1.2 1.2 沖模和沖模零件術語沖模和沖模零件術語1.1.沖模沖模:安裝在壓力機上用于生產沖件的工藝裝備,由相互配合的上下兩局部組成.2.2.上模上模:整副沖模的上半部,即安裝于壓力機滑塊上的沖模局部.3.3.下模下模:整副沖模的下半部,即安裝于壓力機工作台面上的沖模局部.4.4.氣墊氣墊:以壓縮空氣為原動力的彈頂器.5.5.導正銷導正銷:伸入材料孔中導正其在模具內位置的銷形零件.6.6.導柱導柱(導套導
30、套):):為上下模座相對運動提供精密導向的零件.7.7.導料板導料板:引導條(帶卷)料進入凹模的板狀零件.8.8.凸凸(凹凹)模模:沖模中起直接形成沖件作用的工作零件.即以外形為工作外表的零件是凸模,以內形為工作外表的零件是凹模.9.9.沖孔模沖孔模:指沖孔,落料,切邊等一類模具的統稱.(見圖1.2-1)10.復合模是在壓力機一次行程中,在同一工位上完成兩道或更多工序的沖模.(見圖1.2-2)11.11.連連續續模模:是具有兩個或更多工位的沖模,材料隨壓力機行程逐次送進一工位,從而使沖件逐步成形.連續模其結構與標準沖孔模具相同.12.成成型型(彎彎曲曲)模模:利用壓力使材料產生塑性變形,使工件
31、彎曲成不同形狀,從而達到客戶所要求的產品.1.3 1.3 沖壓工藝術語沖壓工藝術語1.1.下死點下死點:壓力機滑塊上下運動的下端終點.2.2.上死點上死點:壓力機滑塊上下運動的上端終點.3.3.行程行程:壓力機滑塊上下運動兩端終點間的距離.4.閉閉模模高高度度:沖模在工作位置下死點時上托板(或上模座)上平面與下托板下平面的距離.5.送送料料裝裝置置:利用機械氣壓或液壓機構的夾緊,放鬆的往復動作,將原材料送入沖模的裝置.6.出料裝置出料裝置:使已沖過的工(序)件從模具中取出的裝置.7.沖沖件件:材料經過一道或多道沖壓工序后的統稱.也即工序件和工件的統稱.8.間隙間隙:相互配合的凸模和凹模相應尺寸
32、的差值或其間的空隙.9.中性層中性層:指彎曲沖件中應變為零的一層材料.10.中性層系數中性層系數:用以確定中性層位置的系數.11.毛刺毛刺:沖裁后沖件斷面邊緣鋒利的凸起.12.毛刺面毛刺面:邊緣有毛刺的沖裁件平面.回回彈彈:分為兩種,一是成形沖件從模具內取出后尺寸與模具相應尺寸的差值.對於彎曲件,一般以角度差或尺寸差來表示.二是從模具中逸出的沖裁件外形尺寸與凹模相應尺寸的差值,或內形尺寸與凸模相應尺寸的差值.14.壽壽命命:指沖模每修磨一次能沖壓的次數或模具報廢前能沖壓的次數.前者稱為刃磨壽命,后者稱為總壽命.15.步距步距:可用于屡次沖壓的原材料每次送進的距離.16.條料條料:可用于屡次沖壓
33、的條狀原材料.17.卷料卷料:可用于屡次沖壓的成卷原材料.18.試試模模:指模具初裝完成后進行的試驗性沖壓,以考核模具性能及沖件質量.19.拉拉痕痕:沖件在成形過程中,材料外表與模具工作外表的摩擦印痕.20.彎曲半徑彎曲半徑:沖件材料受壓彎曲處的內半徑.21.最小彎曲最小彎曲半徑半徑:指能成功地進行彎曲的最小的彎曲半徑.22.展開尺寸展開尺寸:與成形沖件尺寸相對應的平面工序件尺寸.23.展開圖展開圖:與成形沖件相對應的平面工序件圖形.24.跳料跳料(屑屑):沖模工作表面與材料粘合,被帶起的現象.排排樣樣圖圖:描述沖件在條(帶,卷)料上逐步形成的過程,最終占有的位置和相鄰沖件間關係的布局圖.26
34、.排樣排樣:完成排樣圖的沖模設計過程.27.搭搭邊邊:排樣圖中相鄰沖件輪廓間的最小距離,或沖件輪廓與條料邊緣的最小距離.28.崩刃崩刃:凸模或凹模刃口小塊剝落的現象.29.塌塌角角:一個指沖裁件外緣近凹模面或內緣近凸模面呈圓角的現象.另一指沖裁件斷面呈塌角局部的高度.30.塌角面塌角面:邊緣呈塌角的沖裁件平面,即毛刺面的對面.二二.沖沖 裁裁2.1 2.1 沖裁概述沖裁概述1.1.沖裁的定義沖裁的定義沖裁是利用沖裁模在壓力機的作用下,使板料分離的一種沖壓工藝方法.2.2.沖裁的分類沖裁的分類按照切斷面的粗糙程度,或沖件的精度,沖裁分為一般沖裁和精密沖裁.一般沖裁就是當工件分離時,由於受到沖模壓
35、力作用.在凸凹刃口之間的材料除了受剪切變形外,還存在著拉伸彎曲橫向擠壓等變形,材料最終以撕裂的形式實現分離.因此,一般沖裁工件的斷面比較粗糙,而且有一定的錐度,其精度較低.精精密密沖沖裁裁由於采用了特殊的沖模結構,使凸、凹模刃口處的材料最終以塑性剪切變形形式分離.精密沖裁的零件,斷面光潔且與板面垂直,精度較高.目前,一些精度要求高的沖裁零件,如儀器儀表照像機鍾表等零件多數是用精密沖裁的方法加工的.3.3.變形特點變形特點根據金屬塑性變形原理分析可知.塑性金屬材料在變形過程中引起金屬材料破壞的主要方式是拉斷和剪斷,這就是說拉應力及拉應變.剪應力及剪應變是造成金屬材料斷裂破壞的主要因素.而壓應力和
36、壓應變只能引起塑性材料的形變,不會導致材料的破壞.沖裁分離過程雖然是一瞬間完成的,但變形分離是很復雜的,沖裁時板料的變形分離分三個階段:a.彈性變形階段.板料在凸模壓力的作用下,刃口處的材料首先產生彈性壓縮拉伸等變形,凸模略有擠入材料的內部,板料的下面也略微擠入凹模洞口內,凸模下面的材料略有彎曲.凹模上面的材料開始上翹,如果凸凹模之間的刃口間隙越大,變曲和上翹越嚴重,但這時,材料內部應力尚未超過極限.當去掉外力后,材料仍可恢復原狀.這一階段稱為彈性變形階段(如圖2.1-1)b.塑性變形階段隨著凸模的下降,對板料的壓力不斷增加,材料內部的應力也隨之加大.當內應力達到材料的屈服極限時,便開始進入塑
37、性變形階段,隨著凸凹模刃口進一步擠入材料內部.由於凸凹模刃口之間的間隙存在,使材料內部的拉應力和彎曲成分增大,壓應力成分減小,金屬材料被進一步彎曲和拉伸,使變形區的材料硬化加劇.當沖裁力不斷增大直到刃口附近的材料開始產生微裂紋時,沖裁力也達到最大值.微裂紋的出現說明有材料開始破壞,塑性變形階段也告結束.(如圖2.1-2)c.分離階段.凸模繼續下降,使板料產生上下裂紋不斷擴大.並向材料內部延伸,如圖2.1-3.當板料上下裂紋相重合時,說明材料纖維被全部撕裂拉斷,零件斷面開始分離.當凸模再往下降時,將板料的沖落局部推出凹模洞口,同時將初始形成的毛刺進一步拉長,如圖2.1-4.至此,凸模上升完成整個
38、沖裁過程.4.4.一般沖裁零件的斷面特征一般沖裁零件的斷面特征對一般沖裁件的斷面分析,我們可發現這樣的規律.零件的沖裁斷面和零件的外表並非垂直,而是帶有一定的錐度;除很窄一局部光亮帶外,其餘均粗糙無光澤.並有毛刺和塌角.我們把沖裁件斷面上的各區域分別稱為塌角帶(又稱圓角帶)光亮帶(又稱剪切帶)斷裂帶和毛刺.(如圖2.1-5)高質量的沖裁件斷面應該是:光亮帶較寬,約占整個斷面的1/3以上;塌角斷裂帶毛刺和錐度都很小,整個沖裁件平直無變彎現象,但是影響沖裁沖斷面質量的因素十分復雜,它隨材料的性能厚度刃口間隙模具結構及沖裁速度的不同而變化.2.2 2.2 沖裁件的工藝性沖裁件的工藝性1.沖裁件的形狀
39、和尺寸沖裁件的形狀和尺寸(1)形狀盡可能設計成簡單,對稱,使排樣時廢料最少.(2)沖裁件的外形或內孔應防止尖角連接.除屬於無廢料沖裁或采用鑲拼模結構外,宜有適當的圓角.其半徑最小值參見下表2.2-1.表2.2-1(3)沖裁件凸出臂和凹槽的寬度不宜過小.其合理數值參見下表2.2-2.(4)沖孔時,孔徑不宜過小.其最小孔徑與孔的形狀材料的機械性能材料的厚度等有關.見表2.2-3,表2.2-4(5)沖裁件的孔與孔之間,孔與邊緣之間的距離不應過小.其許可值見下圖2.2-1(6)在彎曲件或拉伸件上沖孔時,其孔壁與工件直壁之間應保持一定的距離.假设距離太小沖孔時會使凸模受水平的推力而折斷,見圖2.2-22
40、.沖裁件精度和粗糙度沖裁件精度和粗糙度(1)沖裁件的內外形經濟精度不高於GB1800-86IT11級.一般要求落料件精度最好低於IT10級,沖孔件最好低於IT9級.公差值參見表2.2-5,2.2-6,3.沖裁件的尺寸基准沖裁件的尺寸基准(1)零件結構尺寸的基准應盡可能與制造時的定位基准重合,這樣可以防止尺寸基准不相符而產生的誤差.(2)沖孔件的孔位尺寸基准應盡量選擇沖壓過程中自始至終不參加變形的面或線上,切不要與參加變形部位聯系起來.2.3 沖裁間隙沖裁間隙1.定義定義沖裁模的凸模橫斷面,一般都小於凹模孔,凸模和凹模間有適當的空隙,稱為間隙.見圖2.3-12.間隙對沖裁斷面質量的影響間隙對沖裁
41、斷面質量的影響從沖裁變形過程分析可知,當沖裁間隙合理時能夠使板料在凸凹模刃口處產生的上下微裂紋相互重合於一線.這樣所得的沖裁斷面光亮帶較大,而塌角和毛刺較小,斷面錐度適中,零件外表也比較平整.沖裁件的質量可達到滿意效果.見圖2.3-3.沖裁時如果間隙過小,則在沖裁件的斷面上會出現2條光亮帶,上端的毛刺也較大,這主要由於沖裁間隙過小,便在凸模刃口處產生上微裂紋的位置.比在凹模刃口處產生下微裂紋的位置向外錯開一段距離(見圖2.3-2),這樣上下裂紋不能重於一線.夾在兩裂紋中間的材產隨著凸模下降產生第二次剪切,因此形成第二條光亮帶,毛刺也將進一步拉長,使斷面質量較差.沖裁時如果間隙過大,則會使在凸模
42、刃口處產生上微裂紋的位置.比在凹模刃口處產生下微裂紋的位置向里錯開一段距離,這樣上下裂紋也不能重於一線.夾在兩裂紋中間的材產隨著凸模下降受到很大拉伸,最后被撕裂拉斷,沖裁沖斷面上出現較大的斷裂帶使光亮帶變小,毛刺和錐度較大.塌角有所增加,斷面質量更差(見圖2.3-4).由以上分析可推知,在模具設計時,即使選用了合理的間隙值,但由於加工或組立沖模時,沒能保証沖模間隙的均勻分布.同樣會得不到理想的斷面質量,間隙小的一邊.將出現如前所述間隙過小的斷面特征,間隙大的一邊將出現間隙過大的斷面特征,這一點對無導柱沖模尤為突出.這是在生產中必須注意的.3.間隙對其它方面的影響間隙對其它方面的影響(1).沖裁
43、間隙對沖裁尺寸精度的影響前面我們講過,在沖裁過程中,金屬件會出現彈性變形和塑性變形.這就是說材料在塑性變形時一定會有彈性變形存在.由於沖裁時材料內部有彈性變形存在,當沖裁結束后,材料彈性變形即行恢復,這種彈性變形的恢復,這就使得沖裁件的實際尺寸與凸凹模刃口尺寸間產生一定的偏差.在落料時我們從沖裁件尺寸變化曲線中可以發現,當沖裁間隙逐漸增大時,由於變形部位拉應力的增加,使變形金屬的拉伸變形也增加.當沖裁結束后受壓縮金屬便要彈性恢復,從而使落料件尺寸變小,這種回彈量隨沖裁間隙的增加而增加.當沖裁間隙逐漸減小時,落料件尺寸變小的程度也減小,當間隙小到一定的程度時,沖裁部位的變形性質也會發生變化.材料
44、內部除了剪切以外,還有擠壓變形使變形區由原來的受拉狀態變成受壓狀態.當沖裁結束后,壓縮金屬便彈性恢復,從而使落料沖件尺寸比凹模刃口尺寸要大.沖孔時,變形過程及彈性的恢復原理與上面的情況相同,這里指出.沖裁件的尺寸精度主要決定于沖裁模的設計及加工精度,上述分析是在一定的模具制造精度下進行的,間隙對精度的影響比沖模本身制造精度的影響要小得多.(2)沖裁間隙對沖裁力的影響.間隙越小材料變形區中的壓應力成分越大,材料的變形抗力就增加,沖裁時需要的沖裁力就越大.反之83,間隙越大,材料變形區的拉應力成分也越大,使材料變形抗力降低,沖裁時需要的沖裁力就小.不過實踐証明,當間隙(單面)在材料厚度的5%20%
45、范圍內逐漸增大時沖裁力降低已很不明顯.(3)沖裁間隙對卸料力和推件力的影響.間隙越小,變形區中的材料彈性恢復量就增大.使沖孔尺寸變小,落料尺寸變大因此卸料力和推料力都增加,當間隙增大時,由於材料彈性恢復的作用,使沖孔尺寸增大,落料尺寸縮小,於是從沖頭上卸下料或從凹模洞口推出零件都省力一般當間隙(單面)增大到料厚的10%20%時,卸料幾乎為零.(4)沖裁間隙對模具壽命的影響.實踐証明,沖裁間隙是影響模具壽命諸多因素中最主要的一個因素.沖裁過程中,凸模與被沖孔之間,凹模與落料件均有劇烈摩擦,而且間隙越小摩擦越嚴重所以過小的間隙對模具壽命極為不利,而較大的間隙會使凸模和凹模刃口側面與材料間的摩擦減小
46、,並可減緩由於模具制造和安裝誤差造成的間隙不均勻的不利影響,從而提高模具的使用壽命.4.間隙值的確定間隙值的確定所謂合理的間隙,就是采用這一間隙進行沖裁時,能夠得到令人滿意的工件斷面質量,較高的尺寸精度和使沖裁力(卸料力和推件力)最小.並使模具有較長的使用壽命.但是如果采用一個間隙的數值要求同時滿足以上諸多要求是不可能的因此,生產上根據零件的具體要求,綜合考慮各種因素影響,恰當選擇個適當的間隙范圍作為合理間隙,其上限為最大合理間隙,其下限為最小間隙,即合理的間隙指的是一個范圍值,在具體設計沖模時,根據零件和生產上的具體要求可按下述原則進行選取.(1)當對沖裁件斷面質量無特殊要求時,為了提高模具
47、的使用壽命和減小沖裁力,以獲得較大的經濟效益,可以選擇較大間隙值.(2)當對沖裁件斷面質量有較高要求時,應選擇較小間隙值.(3)在設計沖裁模刃口尺寸時,考慮到模具在使用過程中會磨損,會使刃口間隙增大的實際,應按最小間隙值來計算刃口的尺寸.在實際的工作中模具行業對各種沖壓材料的不同厚度的沖件都積累了大量的經驗數值.所以理論上的間隙計算方法僅作為參考來用.2.4 2.4 沖裁件的沖裁件的凸、凹模尺寸計凸、凹模尺寸計算算凸、凹模尺寸計算原則凸、凹模尺寸計算原則沖裁時,沖孔直徑和落料外形尺寸均取決於光亮帶的尺寸,該尺寸通常用通用量具實測得到,也是確定沖件尺寸精度的唯一依據,實踐証明,落料件的尺寸接近凹
48、模刃口尺寸;沖孔的尺寸接近於凸模刃口的尺寸.所以落料時以凹模作為設計的基准;沖孔時取凸模作為設計的基准.計算凸凹模尺寸時就遵守的原則如下:(1)落料時,先確定凹模刃口尺寸,其大小應取接近於或等於制件外形的最小極限尺寸.以保証凹模磨損至一定尺寸范圍內.也能沖出合格制件.凸模刃口的基本尺寸應比凹模刃口基本尺寸小一個最小合理間隙.(2)沖孔時,凸模刃口尺寸其大小應接近於或等於沖件孔的最大極限尺寸.以保証凸模磨損至一定尺寸范圍內,也能沖出合格的孔.凹模刃口的基本尺寸應比凸模刃口基本尺寸大一個最小合理間隙.2.5 2.5 沖壓力沖壓力計算計算1.1.沖裁力的定義及計算沖裁力的定義及計算沖壓力是指沖裁時,
49、壓力機應給出的最小壓力.沖壓力是沖裁力,卸料力,推件力和頂出力的總稱.它是沖裁時選擇沖床吨位,進行模具強度,剛度校核的重要依據.沖裁力就是使板料分離所需的最小力,對沖裁力直接影響的因素主要是材料的強度、厚度與沖裁件的輪廓周長.但是沖裁間隙刃口銳利情況,沖裁速度,潤滑情況等也對沖裁力有較大影響.沖裁力的計算公式:P=KLt(N)P-沖裁力(N)L-沖裁件周邊長度(MM)-材料的抗剪程度(MPA)t-料的厚度(MM)k-系數通常k=1.3系數上的引用是考慮實踐生產各種因素的影響而給出的,如間隙的不均勻,刃口純化程度和厚度的波動,潤滑及沖裁速度的變化等.2.2.降低沖裁力的方法降低沖裁力的方法在沖制
50、高強度材料或者材料厚度大,周邊很長的工件時,需要很大的沖裁力,當現場沖壓設備吨位不夠時,為了不影響生產充分利用現有的沖壓設備,研究如何降低沖裁力是一個很重要的現實問題.分析沖裁力計算公式可知,當材料厚度t一定時,沖裁力的大小主要與工件的周邊長度和材料的強度成正比,因此降低沖裁力主要從這兩個因素著手.我們采用一定的工藝措施和改變沖模結構,完全可以達到降低沖裁力的目的.同時還可以減小沖擊振動和噪音,對改善沖壓環境也有重要的意義.目前降低沖裁力主要有以下幾種方式:(1)斜刃口及波形刃口沖裁法:就是將凸模或凹模刃口,由一平直刀口改制而成具有一定的傾斜角的斜刃口,如下圖2.5-1:由於沖模刃口具有一定的