金属冲压件构造与规划 金属冲压件构造与规划 Kerry Li Kerry Li Kerry Li SNE2 SNE2 SNE2一. 金属冲压用板材说明 什么是金属冲压用板材？金属冲压用板材是指能够进行冲压成型工艺的板材，其特性包含板材硬度，抗拉能力，抗剪切能力等。成型工艺涵盖冲切加工，弯曲成型，拉伸成型等。常用金属材料有：热轧板、冷轧板、镀锌板、不锈钢板、马口铁板、镍铜合金板、磷青铜板、硬铝板、工具钢，BenQ保密文件（年份/月份/日期） 版权2005年，BenQ公司，1，热轧板，SPCC，SPCC是用酸洗过的热轧钢卷，在常温下压制成0.3到3.2毫米厚，再经过清洗、退火和调整组织等步骤加工而成。这种材料根据其用途可以分成几个种类：第一种是一般用途的，比如SPCC，它适用于加工步骤不多的物品，像简单的冲裁和弯曲作业；第二种是冲压用途的，即SPCD，它适用于需要拉伸加工以及进行深度成型的零件；第三种是用于深冲的，SPCE的拉延性能比SPCD更强，其表面通常要经过电镀处理，但实际应用中并不常见。BenQ机密（年份/月份/日期）©2005, BenQ公司 2. SECC (1).电镀锌钢板是将普通冷轧钢板放入连续电镀锌线上,经过除油、酸洗、电镀以及一系列后续加工而成的产品。SECC与SPCC类似，都依据抗拉强度级别区分为SECC、SECD、SECE这几种类型。SECC的一个显著特征是自带镀锌保护层，因此其抗腐蚀能力较强。由于这个优点，SECC可以直接用作产品的表面构件。近些年来，它被电子行业大量采用，并且正逐渐替代SPCC。不过，SECC的一个不足之处在于其断裂面容易发生锈蚀现象。BenQ机密（年份/月份/日期）©2005, BenQ公司 例子1: 18B1006 BenQ机密（年份/月份/日期）©2005, BenQ公司 例子2: 20B1153 BenQ机密（年份/月份/日期）©2005, BenQ公司 SECC的功能指标: SECC的功能除了抗拉性能外还包括许多其他指标: 1. 镀锌材料类型:纯锌电镀,合金锌电镀(Zn-Ni) 2. 镀锌厚度规格:E16/E16,E20/E20,E24/E24等 3. 成膜工艺不同: a.常规工艺：采用磷酸锌处理,实施铬酸盐处理 b.抗指纹处理：使用特殊铬酸锌涂层,应用树脂类涂层等 c.其他特殊涂层 4. 耐磨程度分级: S级,1/4H级,3/4H级等。BenQ 机密 (年/月/日) 2005, BenQ 公司 3. 磷青铜片PBS（磷青铜弹簧） 磷青铜属于铜锌合金，通过掺入脱氧元素（磷）以及其他微量成分如铁制成，这种材料具备出色的延展能力，并且抗疲劳性能优异。主要功能是作为电气开关部件，以及端子、EMI等弹片和导电材料，这类材料的强度不如不锈钢，通常需要电镀处理表面。按照金属成分和制造方法进行分类，常见的规格型号包括C5102、C5191、C5212、C5210。BenQ 机密 (yyyy/mm/dd) 2005, BenQ 公司范例 18B0643 BenQ 机密 (yyyy/mm/dd) 2005, BenQ 公司 4. 不锈钢 (1) 分类：不锈钢包含多种类型，依据含碳量与金属成分的差异，可细分为 SUS301、SUS302、SUS304、SUS410、SUS430、SUS434、SUS444等系列。性能方面，材料具备极好的硬度，同时拥有优异的强度表现，并且能够有效抵御腐蚀，适合进行焊接加工，此外还表现出良好的抗菌效果，具体牌号的选择需依据产品对功能的不同需求来决定。BenQ机密（年份/月份/日期）©2005, BenQ公司CLP常用不锈钢种类 1. SUS301 （1）这种材料含铬量不高，抗腐蚀能力相对较弱，不过借助热处理工艺，能够获得优异的抗拉强度和较高的硬度，同时弹性表现良好，因此被大量用于制作需要弹性的接触部件。热处理级别不同，SUS301 1/4H, 1/2H, 3/4H, H, EH就有区分。其中SUS301-EH的硬度最为突出，能超过520HV。需要留意的是，SUS301材料具有金属结晶的方向性特点。热处理等级越高，材料越坚硬，但同时脆性也越强。如果成型操作不谨慎，很容易导致出现折角和侧壁裂纹的问题。BenQ机密（年份/月份/日期）©2005, BenQ公司 2. SUS304的碳成分少于SUS301, 因此它的韧性和坚硬程度不如301, 不过因为加入了Ni, 它的耐侵蚀性能较为突出。采用热处理工艺可以提升材料的强度和硬度，这种材料常用于满足EMI标准要求的盖板和支架。对于具有特殊功能需求的不锈钢制品，其具体要求包括：外观方面，需要具备镜面、磨砂和抗指纹特性；性能方面，通过掺入特定元素来赋予产品特殊功能，例如加入银元素可增强其抗菌能力。BenQ机密 (yyyy/mm/dd) 2005, BenQ公司 5. 另一些常见物料 •铝制合金：AL5052 •碳质工具钢: SK3，SK5，SK7 •SPTE镀锡铁皮 BenQ机密 (yyyy/mm/dd) 2005, BenQ公司 二. 冲压模具分类 按功能区分: a. 切割用模（复合型） b. 弯曲用模 c. 孔洞冲制用模 d. 拉伸用模 按运作方式区分： a. 单工序模 b. 连续作业模 c. 自动连续模（机器人式） BenQ机密 (yyyy/mm/dd) 2005, BenQ公司 1. 切割用模构造 BenQ机密 (yyyy/mm/dd) 2005, BenQ公司 2. 孔洞冲制用模构造 BenQ机密 (yyyy/mm/dd) 2005, BenQ公司 3. 弯曲用模构造 BenQ机密 (yyyy/mm/dd) 2005, BenQ公司 三. 冲压模具基础说明 冲压工具开发主要包含以下环节： 1. 冲压技术评估 2. 产品图纸重构 3. 产品图纸展开 4. 基材安排 5. 模具组装 6. 图纸分解，注解说明 BenQ机密 (yyyy/mm/dd) 2005, BenQ公司 1. 冲压技术评估 冲压技术评估需重点考虑： 1. 冲压技术的实施可能性和安全保障 2. 模具精度等级设定 3. 模具耐用程度和产量等级设定 4. 模具构造选择 5. 模具部件材料选定 BenQ机密 (yyyy/mm/dd) 2005, BenQ公司 冲压可实现的工艺 BenQ机密 (yyyy/mm/dd) 2005, BenQ公司 2. 制作重构图 a. 外形尺寸重构目标值外形冲切加工其外形尺寸由母模决定，母模在冲切过程中会持续磨损，因此产品尺寸会逐渐减小，为提升产品尺寸准确度，延长模具使用寿命，重构值应取小于公差中心值，通常取公差负偏差的50%~70%。孔的最终加工尺寸由冲头规格决定，冲头会逐渐损耗，导致加工尺寸持续缩小，因此孔的最终加工尺寸设定在公差上限的50%到70%范围内。弯曲部分的最终加工尺寸受弯曲展开系数影响显著，为了提升产品尺寸精确度，通常弯曲部分的最终加工尺寸设定在公差范围的正中间位置。BenQ机密（年份/月份/日期）©2005, BenQ公司 BenQ机密（年份/月份/日期）©2005, BenQ公司 BenQ机密（年份/月份/日期）©2005, BenQ公司 产品图纸展开 弯曲件展开计算规范： 直线部分和弯曲部分分开处理,通过计算中性层长度总和来确定。BenQ机密 (年份/月份/日期) ©2005, BenQ公司 外形尺寸核算：当存在大量弯曲时,需将所有外部尺寸进行累加,然后从该总和里扣除一个因板材厚度和弯曲弧度所决定的伸展数值。BenQ机密（年份/月份/日期）©2005, BenQ公司 四. 模具通用规范构造 1. 线槽插入件构造 线槽作用： (1). 物料初步调整形态,降低弯曲时的摩擦力,确保弯曲尺寸精准。 (2). 防止弯曲过程中出现物料拉伸形变。BenQ机密（年份/月份/日期）©2005, BenQ公司板模)1.0-2/T(+H子入印線壓 料板 材模TnoitaroproCQneB,5002)dd/mm/yyyy(AlaitnedifnoCQneB 2,压筋部件构造 压筋作用在于,降低弯曲时的反弹现象,让弯曲后的尺寸更为精确。降低弯曲过程中出现的拉拔形变。BenQ机密（年份/月份/日期）©2005, BenQ公司2.1。~8.筋0压做要块2.0滑，时形noit成aropro弯CQneB折,500于2)dd/T子用mm/ 料y入y块yy(材la筋it滑ned壓ifn：oCQne注B 3. 压毛边入子 （1）压毛边的形态內孔压毛边﹐产品外缘压毛边。制作压毛边入子时，首先用线切割出入子的形状，然后把它放到模板的入子孔里，底部垫上0.22毫米高的东西，接着用直径四毫米的球刀沿着入子边缘进行加工，具体尺寸可以参考下图所示。厚度达到0.8T时，BenQ Confidential (yyyy/mm/dd) 2005, BenQ Corporation, BenQ Confidential (yyyy/mm/dd) 2005, BenQ Corporation, 在连续模带料部分，最终工位进行切断或剪切成型，产品表面及可接触区域必须平滑无毛刺，为此，模具需在剪切工序前执行预剪，该预剪也称作预先去除毛边。设计时，首先需要分辨毛边的走向，明确预剪是在上模还是下模进行，其构造以及详细规格如下，BenQ Confidential (yyyy/mm/dd) 2005, BenQ Corporation BenQ Confidential (yyyy/mm/dd) 2005, BenQ Corporation 5. 结合剪切与折弯的结构 作业指南：先剪切再折弯，刀口高度等于材料厚度，倾斜1.5度，这样做的目的是降低冲头与切口之间的接触区域，从而降低摩擦力。刀口底部厚度设定为2毫米，目的是确保其坚固程度，避免出现破损现象。折弯部位的高度是1.5T，这样的设计能够确保先完成切断工序，再进行弯折处理。BenQ机密（年份/月份/日期）©2005, BenQ公司 BenQ机密（年份/月份/日期）©2005, BenQ公司 6.顶料销的设计规范 一．选择的基本准则 1.通常采用直径为8.0毫米的LB型号顶料销。当空间有限时，可考虑采用直径为六毫米的支撑销，当所需支撑力较大且空间允许时，可选用直径为十毫米的支撑销，选择支撑销的长度时，应遵循以下准则，优先选用标准长度，同时评估是否可在模具上省略沉孔加工当顶出距离为十毫米，通常采用直径八毫米的顶料销，若顶出距离为十点零毫米，则应选用其他规格的顶料销。要防止模具开启时弹簧顶到模板台阶位置。LB型铁氟龙材质的顶料销可用于铝质材料，也可用于铜质材料等。尺寸为8.0毫米乘以25毫米, 8.0毫米乘以30毫米, 8.0毫米乘以35毫米, 8.0毫米乘以40毫米 BenQ保密文件（年份/月份/日期）©2005, BenQ公司 二．布局要求 （1）在抽孔和抽凸的周围均衡设置顶料销, 或者可以使用内脱料的方式完成脱料操作。在弯曲过程中若采用顶料销进行卸料，凸模上弯曲区域每隔20至30毫米需设置一个顶料销，弯曲转角位置必须配置一个顶料销，顶料销的四分之一处与弯曲边缘相距2.5毫米。在单边弯曲时，弯曲边缘的顶料销按照前述方法布置，未弯曲的边缘根据尺寸大小平均分布2到4个顶料销。顶料销的布局通常确保其逃逸孔边缘到材料边缘或模具对应刀口边缘的间距是四毫米，要留意其位置尺寸尽量调整为整数或保留一位小数。内孔精密定位销的两侧一般均等配置两个顶料销，而外形精密定位则根据实际需求决定是否设置顶料销。排配顶料销时，必须兼顾整个工件保持稳定，BenQ Confidential (yyyy/mm/dd) 2005, BenQ Corporation 6.沙拉孔设计规范 •沙拉孔的加工顺序有三种：a.先完成沙拉再进行冲孔 b.先进行冲孔再完成沙拉 c.先冲孔，完成沙拉，最后再冲沙拉过孔 •沙拉孔分为两类：a.浅沙拉孔 b.深沙拉孔 •1.浅沙拉孔包含三个环节，第一环节，先冲制底孔，第二环节，完成沙拉孔，第三环节，再冲制沙拉过孔，详细尺寸参见图示. BenQ Confidential (yyyy/mm/dd) 2005, BenQ Corporation 2.深沙拉孔包含两个环节，第一环节，先冲制底孔，第二环节，完成沙拉孔 BenQ Confidential (yyyy/mm/dd) 2005, BenQ Corporation 7.滑块结构规范 滑块固定方法主要有以下几种：a.适用于中小型滑块，依靠滑块的垂直边缘实现限位（如图1）；b.适用于采用共用方式加工的大型滑块，限位块采用嵌入形式（如图2）；c.适用于需要快速安装的大中型滑块，依靠滑块底部的限位板实现限位（如图3）；d.适用于需要滑块在接触料片前先进行回位的场景，依靠滑块内顶料销的作用，先完成滑块复位，顶料销的长度通常为7毫米，浮出端面2毫米，选用红色扁平弹簧。如图4所示，这种结构适用于需要中间垂直部件进行上下移动，同时左右滑块进行水平运动的场合，中间滑块通过内部导柱实现导向，左右滑块则依靠等高套筒进行限位，等高套筒的长度设定为夹板厚度加上0.5毫米。如图5所示，BenQ Confidential (yyyy/mm/dd) 2005, BenQ Corporation BenQ Confidential (yyyy/mm/dd) 2005, BenQ Corporation BenQ Confidential (yyyy/mm/dd) 2005, BenQ Corporation 这是滑块通用结构及尺寸的说明。配合部分大滑块及模板通常外角为R1.0，内角为R0.8，如图9所示；小滑块及模板外角取R0.5，内角取R0.3。图7和图8展示了滑块常用的结构形式。图6适用于滑块尺寸较小且无法设置燕尾的情况，或者采用图7和图8的形式，当模板在滑块W方向尺寸干涉时，图中尺寸A、B、C、D一般最小值为3毫米。滑块配合间隙，即图中影线部分：(1) 材料厚度大于或等于0.6时，模板相应单边需要增加0.03的间隙，而滑块不放间隙；(2) 材料厚度小于0.6时，模板相应处单边需要增加0.02的间隙，滑块同样不放间隙；(3) 大中型滑块共用时，设计者只需绘制滑块的理论形状，共用处的阶梯断面及间隙由加工部门自行处理，共用滑块配合间隙通常为0.02。滑块斜角P小于或等于15度时，角度可以随意选择，大于15度时，角度仅限于30度或45度，最大角度不能超过45度。滑块斜角通常优先采用5度、10度、30度、45度这些标准规格。BenQ内部机密（年份/月份/日期）©2005, BenQ公司03.00R5.0030.05.R0R)0900.8.1(0RR00800.1.RRF ° 0 7)a8W(LHnoitFaroDproBCQn)e CBa75,W(002LH)日期/月份/年份
