冲压模具概念

沖壓模具概念一.沖壓材料的認識。二.沖壓模具材料的介紹。三.常用模具用語。四.各種沖壓模具結構分類。五.沖壓設計應注意事項。六.如何拆解工程數。七.問題與討論。常用沖壓材料1.SPCC(冷軋鋼板):早期用在通訊產品,表面須電鍍,因環保問題,現較少使用。現一般用于網路設備外殼。(SPCE,SPCD)2.SECC(鍍鋅鋼板):近來大量用在通訊、PC產品,取代SPCC,唯一缺點,切斷面及折痕容易生銹。3.SPTE(馬口鐵):導電性強,外觀佳,因成本考量有些來取代SUS,非磁性材料,但沖壓加工次數越多,磁性越強。5.AL1050(鋁合金):材料含鋁較純,材質輕,散熱好;材質不易加工。6.AL5052(鋁合金):散熱好、材料較硬、強度強,但材質不易加工。7.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。8.SUS301(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力及硬度,其特性用途廣大,因彈性佳,現被廣汎運用在防EMI上,做接觸部份,但常用厚度在0.4T-0.07T之間。9.PBS(磷青銅PHOSPHORBRONZESPRING):導電性佳、彈性高、富耐磨耗;是電氣開關、端子等應用之彈片及導電材料,但沒有不銹鋼之強度。10.AL6063(鋁擠型):材質較硬,用來做散熱片。11.BECU(鈹銅BERYLLIUMCU):持性與PBS相似,但熱處理後,可得更好的硬度與彈性,用在多次擠壓、切換開關上,外觀須電鍍,但成本過高。12.Ticgrade/HRB70°/HRC36°Titanium13.MgALLOYMagnesium(MG)常用模具材料1.SS41(一般鐵板):因鐵板無法熱處理,材料較軟,使用於非切斷面刀口處,如上模板、下模板等等。2.S45C(中碳鋼):(1)淬硬:均勻加熱至820-870度,在水中淬硬。(2)回火:加熱至550-650度急冷卻。(3)硬度:HB201-269度。(4)拉力:70KG/MM平方以上。(5)可熱處理,但硬度較軟,可到達HRC38-42度。註:含炭量減0.05%時應增加熱度10度。(即S40C830-880度)3.FC25(鑄鐵):(1)原料經低週波電爐熔解調整成份後,進行連續鑄造,故無一般翻砂件常見之縮孔、氣泡、夾砂等缺陷。(2)表面至中心組織均甚緻密,故耐磨及耐油壓性極佳。(3)可做鹽浴軟氮化,及油、水淬木等處理。(4)常用於壓鑄用模、玻璃模、塑膠模等用鋼。4.YK30(碳素工具鋼):(1)熱處理鋼板,硬度可達HRC50-55度。(2)容昜加工,兼具一般高碳鋼之高硬度及耐磨性。(3)價格較低,硬度中等,常用於少量生產模具。(4)熱處理後變形較大,材質較不穩定。5.SKD11(合金工具鋼):(1)耐磨性大,淬火性佳,淬火變形少。(2)熱處理鋼板,硬度可達HRC58-62度。(3)價格中等,硬度高,最常使用之鋼板。(4)常用於大量生產模具。6.SKH(高速工具鋼):(1)耐磨性大,材質穩定,硬度極佳。(2)價格極高,使用不普遍。(3)常使用於深抽引、硬度較高之切斷面刀口。常用模具用語一.1.沖床…………………………….Press2.氣壓沖床……………………….Pncumatic3.油壓機………………………….Oilhydraulicpress4.數位式轉塔衝壓機…………….NumericalcontrolturretPunchpress5.雙曲軸沖床…………………….Doublecrankpress二.1.複式下料……………………….CompoundDie2.下料模…………………………..BlankingDie3.沖孔模………………………….PiercingDie/Punching4.折彎模…………………………..BendingDie5.成型模………………………….FormingDie6.連續模………………………….ProgressiveDie7.鉚合模.………………………..StakingDie8.鉚釘模.………………………..RivetingDie9.引伸模………………………….DrawingDie10.整形模………………………..SizingDie11.Z成型模……………………..OffsetDie12.簡模………………………….Softtooling13.去毛邊模…………………….DeburringDie複合模之構造1.模座。2.上模均力墊板。3.上模沖頭固定板。4.上模。5.剝料板。6.下模沖頭固定板。7.下模固定墊板。8.下模沖頭(兼模之用)。9.沖頭。10.頂料板(knockoutplate)。11.頂料桿(knockoutbar)。12.剝料板用彈簧。13.剝料板螺栓。可動式剝料板模之構造1.模座。2.上模均力墊板。3.沖頭固定板。4.剝料板均力墊板。5.剝料板。6.模板。7.下模均力墊板。8.副導柱(sub-guidepost)。9.副導柱用套筒。10.先導桿。11.沖頭。12.副導柱用套筒。13.扣模件(diebatton)。14.剝料板螺栓。15.彈簧。16.剝料板襯套。(註:零件號碼2、4、7有時僅部分使用或不使用。)V型彎曲模具之構造1.沖頭柄。2.沖頭固定板。3.沖頭。4.定位板W=5t~8t(標準)~12t。5.沖模。6.模座。附有凸緣之U型彎曲模具之構造1.沖頭柄。2.模座。3.沖頭固定板。4.沖頭。5.頂胚桿。6.定位板。7.緩衝墊。8.沖模。9.模座。其它如導柱、套筒、合梢、螺栓。U型彎曲模具之構造1.沖頭柄。2.模座。3.沖頭固定板。4.沖頭。5.剝料板。6.定位板。7.墊板。8.沖模。9.模座。其它如導柱、套筒、合梢、螺栓。模具設計規劃及設計檢核設計人員接到產品圖或樣品著手設計模具前應規劃之項目如下:1.找出圖面或樣品之重點尺寸及部位。2.決定所需工程數。3.決定模具型式及構造路圖、模具配置圖。4.成品胚料之佈置及胚料材質尺寸之決定。5.沖模所需工作壓力計算。6.確定生產機台及生產方式。7.決定模具外型尺寸(依模具標準規格選定)。8.製品之送料及取出方式。9.材料之定位方式,及第一次沖壓定位法,及進模定位法。10.選擇適當之模具材料,表面處理及熱處理條件。模具工程分析一.客戶的指定1.產量的考慮。2.單工程。3.ROBOT生產。4.連續模。二.廠內的考量1.機台噸數。2.生產線的安排。3.人數的需求。4.每一工程CycleTime是否平均。三.分析工程的原則1.先下料外形。2.沖內孔。3.再折彎,後成型。4.折彎是由外向內折曲。5.同一方向可同時折彎。四.影響分析之原因1.孔與孔的間距是否太近(模具強度)。2.孔離折彎邊是否太近(易造成拉料)。3.沖壓的穩定性(折單邊易產生拉力不均)。4.脫料是否困難(沒空間放彈簧)。5.如抽引會造成外形拉料(就需考慮先引伸再下外形)。沖剪孔與沖剪外形時製品之臨介尺寸彎曲件胚件展開尺寸計算概算法:以內測半徑(彎曲半徑)為基準。公式:假定彎曲部分材料未變薄。L=a+b+2πα/360?(R+λt0)L=展開長度(mm)。λ=查表。展開長度之計算。R/t00.10.250.51.02.03.04.0λ0.320.350.380.420.4550.470.475計算例:已知:90?彎形,R/t0〉0,a=b=20,R=10,t0=2L=20+20+2π×90/360×(10+0.5×2)=20+20+1.57×(10+0.5×2)=57.3mm彎形形式R/t0λ0.5以下0.20.5~1.50.3V彎形1.5~3.00.333~50.45以上0.50.5以下0.25~0.30.5~1.50.33U彎形1.5~5.00.45以上0.5沖模固定螺栓之尺寸距離之最小值與最大值單位:mmDEH固定螺栓最小值最大值厚度(參考)M5155010~18M6257015~25M8409022~32M106011527~38M126015035以上由長條材料(材料板)之厚度決定沖模之標準厚度沖頭所能沖孔之最小孔徑之臨介值P與t之關係板材之抗拉強度δz(kg/mm2)相當的板材料t=1.2mm以下t=1.2mm以上25銅、鋁P=0.45×tP=0.6×t36黃銅、青銅P=0.65×tP=0.8×t48軟銅P=0.85×tP=1.0×t60硬銅P=1.0×tP=1.2×t沖頭之材質為SK材、SKS材、SKD12材時,上表中t之係數各乘以1.3、1.2、1.1,依順次使用之。重負荷之沖小孔沖頭(P/t之值小的沖孔)之形狀,例:沖孔徑:0.4~1.5mm沖孔徑:1.3~12mm(註)此限界值以下沖頭能耐壓縮時,也會因彎曲而折斷,必須注意。關於沖頭刃尖之壓縮有下列關係存在αsc≧4×τ×t/P在此αsc:包括安全係數之沖頭材質壓縮強度(kg/mm2)τ:板材料之剪斷抵抗值(kg/mm2)沖頭之材質為模具鋼(SKD11)時,將αsc=180kg/mm2代入公式,欲求P之值可依以下之計算公式。P≧τ/45×t攻牙用孔凸緣成型時各部尺寸之標準螺絲之公稱尺寸S螺距板厚之區分t下徑孔D沖頭徑di沖模孔徑d0M2.30.40.81.01.21.31.51.71.932.73.03.4M2.60.450.81.02.21.41.41.61.71.92.193.03.23.53.9M30.51.01.21.41.71.82.02.483.53.74.0M3.50.61.21.41.62.02.22.42.944.14.44.8M40.71.41.62.02.32.42.73.354.74.95.4M50.82.03.14.306.4M61.02.03.55.107.1Burring高度的控制、端面要平整之方法……….外徑9.5mm以下單位:mm抗剪強度Ksm抗拉強度Ob材料(kg/mm2)(kg/mm2)軟質硬質軟質硬質鉛2~32.5~4錫3~44~5鋁7~1113~168~1217~22杜拉鋁22382648亞鉛12201525鉛16~2225~3022~2830~40黃銅22~3035~4028~3540~60青銅32~4040~6040~5050~75白銅28~3645~5535~4555~70銀1926熱軋鋼板(SPN1~8)26以上28以上冷軋鋼板(SPC1~3)26以上28以上深抽製用鋼板30~3532~28鋼造用鋼板(SS34)27~3633~44構造用鋼板(SS41)33~4241~52鋼0.1%C25323240鋼0.2%C32404050鋼0.3%C36484560鋼0.4%C45565672鋼0.6%C56727290矽0.8%C729090110矽1.0%C80105100130矽鋼板45565565不銹鋼鋼板525666~70鎳2544~5057~63皮革0.6~0.8雲母0.5mm厚8雲母2.0mm厚5纖維~18樺材2U、L型彎曲加工力之計算PA=C1/3×b×t×σP:彎曲力(kg)σB:材料之抗拉強度(kg/mm2)C1=1.0~2.0之範圍2L:模肩寬度(mm)通常若rp或rd之值小時b:板寬(彎曲線長度,mm)應選擇較大之值t:板厚(mm)PA=C2×b×σB×(0.4t)1.65×複合模之構造圖一為孔接近時沖頭之組合圖例,圖(a)為多支接近沖頭設定,其剪斷之順序,加工時,沖頭間之材料之對合可以減少。T為加工材料之厚度,以T×1/4~1/2之程度作為其差。此外沖孔沖頭細者附徑差,大者螺栓固定較為方便。圖(b)所示為沖細孔時沖頭具有徑差之組合。圖二所示為沖孔沖頭之6種型式,圖(a)為具有徑差,圖(b)為沖頭之橫向螺栓。定位銷之使用方法(1)若有定位銷說落之危險時,可將下方逸出孔製成較定位銷直徑為小之方式。(2)若以定位銷將淬火材互為固定時,多採用於另一淬火材中嵌入生鐵材襯套後,予以定位止動之方法。(3)若以定位銷固定厚板時,為便於鉸