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　　五金模具专题知识　　讲师：伍志葵：伍志葵五金工模与产品开发的关系 •五金工模与产品开发是严密相关的，随着冲压技术的广泛应有和开展，各个工业部门几乎都离不开冲模，尤其是汽车、电器、电机、仪表和日用品工业，其产质量量、消费效率、消费本钱及产品更新换代快慢，都在很大程度上取决于模具，因此，模具工业是带动各项工业产品开展的先行工业• 冲压加工的优点是消费率高、质量稳定、耗费低，特别适宜于大批量消费，易于机械化和自动化为了充分发扬冲压加工的优越性，扩展其运用范围，近年来，国内外都在研讨如何把冲压加工用于的种类，小批量消费，比如简易模具的采用、消费线的合理化、以及数控冲床和冲压中心等，就是这方面的详细运用•目前亿龙公司的产品主要由塑胶件、五金件两大部分组成几年前，公司着手开发不锈钢产品，并获得迅速开展，公司将继续扩展不锈钢产品的消费规模，亿龙公司几乎一切五金件都是经过冲模冲压成形，例如：不锈水壶壶身、发热盘、不锈钢外壳装饰片、保温板主其它五金配件可以说公司的开展有赖于塑胶件、五金件两大部分的开展 五金工模分类•冲模构外型式很多，可以根据以下特点分类：•一．     按冲压工序性质分，落料模、冲孔模、切边模、拉深模、弯曲模、胀形模、成形模、翻边模等。

•二．     按冲压工序组合方式分，单工序模、复合模、延续模、延续复合模等•三．     按模具构外型式分，根据上、下模的导向方式，有无导向模、导向模；根据卸料安装，可分为带有弹性卸料板和刚性卸料板模；根据挡料方式，可分为固定挡料钉、活动挡料销、导正销和侧刃定距冲模•四．     按凸、凹模资料分，可分为硬质合金模、钢质硬质合金模、钢皮冲模、橡胶冲模冲裁模 •冲裁模是利用模具使板材分别的冲压工序，包括落料、冲孔、切口、修边等工序〔图1〕1、冲裁过程：冲裁即是分别工序，工件受力时必然从弹、塑性变形开场，以断裂告终当凸模下降接触板料，板料即遭到凸、凹模压力而产生弹性变形，随着凸模下压，模具刃口压入资料，内应力形状满足塑性变形条件时，产生塑性变形，冲件塑性变形从刃口开场，随着切刃的深化，变形区向板料的深度方向开展、扩展，直到在板料的整个厚度方向上产生塑性变形，板料的一部分相对于另一部分挪动2  冲裁零件的断面外形及分析：如以下图所示，由于冲裁变形的特点，使冲出的工件断明显地分成三特征区，即圆角带、光亮带与断裂带圆角带、光亮带与断裂带三部分在冲裁件断面上所占的比例随资料的机械性能、凸与凹模间隙、模具构造等不同而变化。

要想提高冲裁件切面的光洁程度与尺寸精度，可经过添加光亮带的高度或采用整修工序来实现3  冲裁间隔：模具间隙系指凸、凹模刃口间缝隙的间隔，间隙对冲裁件质量、冲裁力、模具寿命的影响很大影响冲裁件质量的要素有：凸、凹模间隙大小及分布的均匀性，模具刃口形状、模具构造与制造精度，资料性质等，其中间隙值大小与均匀程度是主要要素1〕冲裁间隔值对冲裁质量的影响   间隙过小时，将产生二次剪切，制件断面的中部留下撕裂面而两头为光亮带，在端面出现挤长的毛刺毛刺虽有所增长，但易去除，且制件穹弯小，断面垂直间隙过大时，资料的弯曲与拉伸增大，资料易被撕裂，致使制件光亮带减小，毛刺大而厚，难以去除间隙在一定范围内[z=〔14~24%〕t]变化时，毛刺高度小，且变化不大，这称为毛刺稳定区，可供选择合理间隙值时参考2〕间隙对尺寸精度的影响  当凸、凹模间隙较大时，资料所受拉伸作用增大，冲裁完后因资料的弹性恢复使落料尺寸小于凹模尺寸，冲孔孔径大于凸模直径在间隙较小时，由于资料受凸、凹模挤压力大，故冲裁完后，资料的弹性恢复使落料件尺寸增大，冲孔孔径变小，此外，尺寸变化量的大小还与资料性质、厚度、轧制方向等要素有关软钢的弹性变形量较小，冲裁后的弹性恢复量也就小，硬钢的弹性恢复量较大。

3〕间隔对冲裁力的影响  间隙Z减小，那么Fmax增大其缘由是间隙小，资料所受拉应力减小，压应力增大，资料不易产生撕裂，故使冲裁力Fmax增大4〕间隔对模具寿命的影响  冲裁凸、凹模的损坏有磨损、崩刃和折断等方式间隔减少，模具磨损加快，容易崩刃和折断，减短模具寿命4、、 冲裁件冲裁件间隔确隔确实定：定：实际计算法算法 由裂由裂纹重合构成几何三角形重合构成几何三角形计算阅历确定法确定法 软资料：料： T<1mm Z=〔〔6~8%〕〕T T=1~3mm Z=〔〔10~15%〕〕T T=3~5mm Z=〔〔15~25%〕〕T硬硬资料：料：T<1mm Z=〔〔8~10%〕〕T T=1~3mm Z=〔〔11~17%〕〕T T=3~5mm Z=〔〔17~25%〕〕T 5 、冲裁凸、凹模刃口尺寸计算原那么： 冲孔件以凸模为准，在凹模放冲裁间隔，而凸模以工件尺寸和公差要求计算。

落料以凹模为准，在凸模放冲裁间隔，而凹模以工件尺寸和公差要求计算〔如以下图所示〕6 6、冲裁件排、冲裁件排样：冲裁件在条料或板料上的布置方法叫：冲裁件在条料或板料上的布置方法叫排排样合理的排合理的排样能提高能提高资料的利用率下面两种排料的利用率下面两种排样比比较：： 7 、、 冲裁件工冲裁件工艺性：〔如以下性：〔如以下图表所示〕表所示〕R1引荐4mm或2tR22t〔min〕D1或D2t有色金属黑色金属1.59以下1.6~9.733或1.5t，用大数3    2t　D3除合金钢用3min以外,其他用1.0t或2minD4或D5t宽0.8以下0.85~3.183.2~9.71.532t2.5接上接上冲裁件的外形冲裁件的外形应能符合能符合资料合理排料合理排样，减少，减少废料冲裁件各直冲裁件各直线或曲或曲线衔接接处宜有适当的宜有适当的圆角冲冲裁裁件件凸凸出出或或凹凹入入部部分分宽部部不不宜宜太太小小，，并并应防防止止过长的的悬臂与狭槽臂与狭槽冲冲孔孔时，，由由于于遭遭到到凸凸模模强度度的的限限制制，，孔孔的的尺尺寸寸不不宜宜过小小，，其其数数值与与孔孔的的外外形形、、资料料的的机机械械性性能能，，资料料的的厚厚度有关。

度有关冲冲裁裁件件的的孔孔与与孔孔之之间、、孔孔与与边缘之之间的的间隔隔受受模模具具强度和冲裁度和冲裁质量的限制，其量的限制，其值不能不能过小在在弯弯曲曲件件或或拉拉深深件件上上冲冲孔孔时，，其其孔孔壁壁与与工工件件直直壁壁之之间的的间隔不能隔不能过小8 、、 冲裁件常冲裁件常见问题及及处理方案：理方案：冲冲裁裁件件毛毛刺刺出出现及及处理理方方法法，，在在冲冲裁裁过程程中中，，由由于于凸凸凹凹模模之之间间隙隙的的不不合合理理性性会会出出现毛毛刺刺或或凸凸凹凹模模在在冲冲压过程程中中有有磨磨损景景象象，，其其间隙隙会会增增大大，，从从而而出出现毛毛刺刺，，所所以以在在设计冲裁模冲裁模时根据根据资料厚度、性能合理料厚度、性能合理选取凸凹模取凸凹模间隙弯曲模弯曲模弯曲是将板料、弯曲是将板料、棒料、管料或型棒料、管料或型材等弯成一定的材等弯成一定的外形和角度零件外形和角度零件的成形方法，是的成形方法，是板料冲板料冲压中常中常见的加工工序之一的加工工序之一一、板料的弯曲景象及一、板料的弯曲景象及缘由由1、、 弯弯曲曲件件的的回回弹：：回回弹是是弯弯曲曲成成形形时常常见的的景景象象，，弯弯曲曲件件弹性性回回跳跳的的结果果，，其其弯弯曲曲半半径径r和和弯弯曲曲角角与与模模具具发生生差差别，，与与弯弯曲曲件件要要求求的的外外形形和和角角度度不不一一致致。

这种种差差别，，将将影影响响板板料料的的弯弯曲曲质量量弯弯曲曲件件回回弹值，，与与板板料料性性质、、相相对弯弯曲曲半半径径r/t〔〔t--板板厚厚〕〕和和模模具具构构造造等等要要素素有有关关变形形物物体体在在外外力力去去除除后后，，弹性性变形形部部分分会会立立刻刻消消逝逝，，产生生弹性回复2、中性、中性层位置的内移位置的内移3、弯曲区板料厚度的、弯曲区板料厚度的变薄4、板料、板料长度的添加度的添加5、板料横截面的畸、板料横截面的畸变、、翘曲和拉裂曲和拉裂 二、弯曲件展开二、弯曲件展开长度度计算：薄板算：薄板90°90°弯曲两种尺寸弯曲两种尺寸标注注阅历计算法：算法： 1) 外侧标注〔图1〕展开    L=L1＋L2－C当有多个弯角时     L=L1＋L2＋…＋Ln－(n－1)×C系数系数C数数值资料厚度mm11.21.622.33.2c1.51.82.533.552) 内侧标注〔图2〕展开    L=L1＋L2＋a·T                        当T=0.5~1   R=0.2~0.5时                        a=0.453) 弯曲件展开长度用Pro/E扳金展开更准确和方便。

三、弯曲件的工三、弯曲件的工艺性：性：弯曲件的弯曲件的圆角半径不宜小于最小弯曲半径角半径不宜小于最小弯曲半径弯弯曲曲件件的的弯弯边长度度不不宜宜过小小，，其其值h>R+2t，，当当h较小小时，，弯弯边在在模模具具上上支支持持的的长度度过小小，，不不容容易易得得到到外外形形准准确确的的零件弯弯曲曲部部位位不不应位位于于零零件件宽度度突突变处，，防防止止撕撕裂裂如如必必需需在在宽度突度突变处，弯曲，弯曲应事先冲工事先冲工艺孔或工孔或工艺槽有有孔孔的的毛毛坯坯弯弯曲曲时，，假假设孔孔槽槽位位于于弯弯曲曲附附近近，，弯弯曲曲时孔孔会会变形形，，为了了防防止止这种种景景象象，，必必需需使使这些些孔孔分分布布在在变形形区域之外区域之外对称称弯弯曲曲件件，，左左右右弯弯曲曲半半径径应一一致致，，以以保保证弯弯曲曲过程程中中受力平衡，防止受力平衡，防止产生滑力工工艺孔有利于弯曲件毛坯的准确定位孔有利于弯曲件毛坯的准确定位弯曲弯曲线最好与最好与资料扎料扎纹方向垂直，特方向垂直，特别对弹性性夹类零件四、影响回四、影响回弹的要素的要素R资料的力学性能料的力学性能T资料的相料的相对弯曲半径弯曲半径 越小，相越小，相对回回弹力越小。

力越小弯弯曲曲工工件件的的外外形形，，普普通通说来来，，U形形工工件件的的回回弹比比V形形工工件件的回的回弹要小模模具具间隙隙，，U形形弯弯曲曲模模的的凹凹凸凸模模每每侧间隙隙，，Z/2越越大大，，那那么回么回弹越大；越大；Z/2

形件等非非轴对称拉深件称拉深件二、拉深件构造工二、拉深件构造工艺性：性：拉拉深深件件侧壁壁与与底底面面或或凸凸缘衔接接处的的圆角角应尽尽量量放放大大，，放放大大这些些圆角半径，可以减少拉深次数或使零件容易拉深成形角半径，可以减少拉深次数或使零件容易拉深成形矩形拉深件周矩形拉深件周围的的圆角也角也应放大除除非非构构造造上上有有特特殊殊需需求求，，必必需需尽尽量量防防止止异异常常复复杂及及非非对称称外形的拉深件外形的拉深件 三、拉深零件的毛坯尺寸：三、拉深零件的毛坯尺寸： 旋旋转体体零零件件系系采采用用圆形形毛毛坯坯，，其其直直径径按按面面积相相等等的的原原那那么么计算算〔〔不不思思索索板板料料的的厚厚度度变化化〕〕对于于异异形形件件，，先先进展展试片再定毛坯尺寸片再定毛坯尺寸       四、拉深系数和次数的决议             圆筒件的拉深系数为M=d/D当M≥M1时，那么可一次拉成，假设M＜M1时，要n次拉深                                         M1·M2·M3··Mn≤M       其中：M1、M2、M3、··Mn为资料每次极限拉深系数                   M为工件总拉深系数                    d为工件直径                    D为坯料尺寸                  为了每次拉深顺利进展，实践每次拉深系数应比极限拉深系数小。

五、五、 圆筒件拉深筒件拉深过程中出程中出现的的问题起起皱及及其其防防止止措措施施：：拉拉深深过程程中中，，毛毛坯坯法法兰在在切切向向压应力力作作用用下下，，能能够产生生塑塑性性失失稳而而起起皱，，甚甚至至使使毛毛坯坯料料不不能能经过凸凸、、凹凹模模间隙隙而而被被拉拉断断，，细微微起起皱的的毛毛坯坯虽可可经过间隙隙，，但会在筒壁上留下但会在筒壁上留下皱痕，影响的外表痕，影响的外表质量 圆筒筒件件拉拉深深时产生生破破裂裂的的缘由由，，能能够是是由由于于法法兰起起皱，，坯坯料料不不能能经过凸凸、、凹凹模模间隙隙，，由由于于压边力力过大大，，变形形程程度度太大凸凸耳耳的的出出现：：拉拉深深后后的的圆筒筒端端部部出出现凸凸耳耳，，产生生凸凸耳耳的的缘由是毛坯的各向异性会使筒壁由于由是毛坯的各向异性会使筒壁由于应力腐力腐蚀而开裂剩剩余余应力力：：拉拉深深后后的的圆筒筒中中留留有有大大量量剩剩余余力力这种种周周向向拉拉伸伸应力力的的存存在在，，会会使使筒筒壁壁由由于于应力力腐腐蚀而而开开裂裂可可添添加加中中间退火工序消除剩余退火工序消除剩余应力 六、开裂的能六、开裂的能够缘由及由及处理理1〕〕 资料太薄，料太薄，应选用合格厚度用合格厚度资料；料；2〕〕 资料料硬硬度度，，金金相相组织或或质量量不不符符要要求求，，要要退退火火或或改改换资料；料；3〕〕 资料料外外表表不不清清洁，，带铁屑屑等等微微粒粒或或已已受受伤，，应坚持持外外表表完好清完好清洁；；4〕〕 凹模或凹模或压料圈任料圈任务外表不光滑，外表不光滑，应磨光任磨光任务外表；外表；5〕〕 凸模或凹模凸模或凹模圆角太小，角太小，应加大；加大；6〕〕 间隙太小，隙太小，应放大放大间隙；隙；7〕〕 间隙不均，要隙不均，要进展展调整；整；8〕 压料力过大，要进展调整；9〕 拉深系数过小，可添加工序，放大拉深系数；10〕 滑润缺乏或不适宜，应适宜光滑剂并充分光滑。

          七、起皱的缘由及处理：     1、凸缘起皱，主要因压料力太小，应添加压料力使皱纹消逝；     2、上口起皱〔无凸缘〕是因凹模圆角过大，间隙也过大，最后变形的资料未被压住，构成的少量皱纹因间隙过大不能整平，应减小凹模圆角和间隙，也可采用弧形压料圈，压住凹模圆角处资料；     3、上口或凸缘单面起皱，是压料力单面的结果，呵斥压料力单面的缘由有：A压料圈与凹模不平行；B坯料毛刺；C坯料外表有微粒杂物，应调整压料圈和凹模的平行底，去除毛刺，消除坯料外表杂物     4、锥形或半球形件等腰部起皱，是因压料力太小，拉深开场时大部分资料处于悬空形状，应加大压料力，采用压料筋或更改工艺，以液压拉深替代5、反拉深防止起皱，采用拉深筋或拉深槛，也是防起皱的有效措施 胀形和翻形和翻边 胀形是利用模具形是利用模具强迫板料厚度减薄和外迫板料厚度减薄和外表表积增大增大,以以获取取领件几何外形的冲件几何外形的冲压加加工方法胀形方法形方法 1、、起起伏伏成成形形，，包包括括压加加强筋筋、、压凸包、凸包、压字、印花字、印花2、、加加强筋筋能能否否一一次次冲冲成成形形，，与与筋筋的的外外形形和和资料料性性质有有关关，，假假设不不能能一一次次成成形形，，应菜菜用用多多次次冲冲压。

加加强筋筋能能提提高高工工件件的的钢性性,比比添添加加板板料料厚厚度度来提高工件来提高工件节省 3、、圆柱柱形形空空心心毛毛坯坯胀形形我我厂厂较多多采采用用假假设空空心心毛毛坯坯口口部部参参与与变形形，，应打打掉掉批批锋，，防防止止高高度度突突变和缺口！和缺口！圆孔翻边时(上图)，带有圆孔的坯料被压边圈压死，变形区根本上限制在圆角以内，随着凸模下行，毛坯中心圆孔不段扩展，凸模下面的资料向侧面挪动，直到完全凹模壁，构成直立的竖边在此过程中资料变薄，固模具设计时凸、凹模间隔应适当小于料厚才干得到高质量的翻孔 冲压模具的普通设计过程  一、分析冲一、分析冲压件工件工艺性性 根根据据设计内内容容，，要要求求来来分分析析冲冲压成成型型的的构构造造工工艺性性，，分分析析冲冲压件件的的外外形形特特点点、、尺尺寸寸大大小小、、精精度度要要求求及及所所用用资料料能能否否符符合合冲冲压工工艺要要求求假假设发现冲冲压工工艺性性差差，，那那么么需需求求对冲冲压件件产品品提提出出修修正正意意见，，经产品品设计者者赞同同后后才才可可以修正 二、制定冲二、制定冲压工工艺方案方案 在在分分析析冲冲压件件的的工工艺性性后后，，通通常常可可以以列列出出几几种种不不同同的的冲冲压工工艺方方案案〔〔包包括括工工序序性性质、、工工序序数数目目、、工工序序顺序序及及组合合方方式式〕〕，，从从产质量量量量、、消消费效效率率、、设备占占用用情情况况，，模模具具制制造造容容易易程程度度和和模模具具寿寿命命高高低低、、工工艺本本钱、、操操作作方方便便和和平平安安程程度度等等方方面面进展展综合合分分析析、、比比较，，然然后后确确定定适适宜宜工工厂厂消消费条件的最条件的最经济、合理的工、合理的工艺方案。

方案 三、确定毛坯外形，尺寸及下料方式三、确定毛坯外形，尺寸及下料方式 在在最最经济的的原原那那么么下下，，决决议毛毛坯坯外外形形、、尺尺寸寸和和下下料料方式并确定方式并确定资料的耗料的耗费量 四、确定冲模四、确定冲模类型及构造外形型及构造外形根根据据所所确确定定的的工工艺方方案案和和冲冲压的的外外形形特特点点、、精精度度要要求求、、消消费批批量量、、模模具具制制造造条条件件、、操操作作方方便便及及平平安安的的要要求求，，以以及及利利用用现有有通通用用机机械械化化，，自自动化化安安装装的的能能够，，选定定冲模冲模类型及构造方式型及构造方式绘制模具构造草制模具构造草图 五、五、进展必要的工展必要的工艺计算算1〕〕计算算毛毛坯坯尺尺寸寸以以便便在在最最经济的的原原那那么么下下进展展排排样和和合理运用合理运用资料2〕〕计算冲算冲压力3〕〕计算算或或估估算算各各主主要要零零件件的的外外形形尺尺寸寸及及卸卸料料橡橡胶胶或或弹簧的自在高度簧的自在高度4〕确定凸凹模〕确定凸凹模间隙，隙，计算凸凹模任算凸凹模任务部分尺寸部分尺寸5〕〕对于于拉拉深深模模，，需需求求计算算能能否否采采用用压边圈圈，，计算算拉拉深深次数，半次数，半废品的尺寸和各中品的尺寸和各中间工序模具的尺寸分配等。

工序模具的尺寸分配等     六、绘制模具图    在设计中要经一系列计算、绘图、修正等必要步骤，合理选择模具的构造尽量采用规范零部件，充分思索导向、定位、卸料、推件等问题，并尽能够方便操作在经济问题上，既要保证产质量量，完成所需求的产品数量，又要降低模具的费用使整个冲压的本钱得到降低，在工序分散和集中问题上，要思索其可行性 冲冲 压 设 备•1、曲柄压力机•优点：速度快，容易保养和维修，操作简一方便，本钱底•缺陷：噪音大，拉深时压边力随滑块而变化，不利于拉深，•2、四柱油压机：•优点：噪音小，压力稳定而可调，拉深时压边力衡压，适宜拉深•缺陷：速度慢，运作本钱高•3、 双动压力机：•优点：速度快，拉深时压边力衡压，适宜拉深•缺陷：噪音大，占用空间大                         4、气动压力机                        5、 剪板机                        6、公用压力机。