冲压模具常用材料介绍:铝材、镀锌板、不锈钢的特点与用途?

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冲压模具常用材料

冲压模具(也称五金模具)常用的冲压材料有:

铝材:铝质材料,通常用于制作外观部件,例如笔记本电脑或上网本的键盘,还有其他一些附属物品等

锌层覆盖的冷轧板称为镀锌板,这种板在冷轧基材上增加了锌保护层,因此得名。镀锌板包含SECC、SGCC等类型,它具有很强的防锈和抗腐蚀能力。由于增加了锌层,其价格相对较高。通常使用的厚度范围是0.4毫米到3.2毫米。这种材料具有出色的涂装效果,不易留下指纹痕迹,同时具备良好的抗腐蚀性能,并且保留了冷轧板的加工特性。在制造机箱和产品下盖时,常选用厚度为0.80毫米的SGCC材料。它的硬度处于中等水平,略高于铝材,但比不锈钢要软一些。这种材料质地坚硬,延展性欠佳,若要对其进行拉伸加工,模具表面必须打磨得极为光滑,否则极易出现开裂、内部裂纹等问题。

不锈钢:能够制造多种规格弹片及外观零件,例如:台式电脑机箱后部用于固定各类接口的弹片便采用不锈钢制成,经由冲压模具加工而成,这种零件通常选用不锈钢材料,因为其硬度较高,在模具维护过程中若缺少垫片,可临时使用不锈钢片替代,加工不锈钢的模具其冲头和刃口必须频繁维护,以确保生产顺畅,否则,将频繁需要进行模具修复,确实如此。

大多数垫片必须借助点焊设备将其固定在工件表面,否则在后续模具拆卸时容易遗失造成不便。部分工厂禁止使用垫片,这种情况下可以采用焊接方法将其熔接上去,待焊接完成后再通过砂轮机精确打磨至所需规格。

市面上常见的含镍不锈钢品种涵盖SUS301、SUS304等牌号。此外,SUS200系列也颇受欢迎,其中具体型号有201、202等

SUS300系列涵盖301, 304, 310S, 321, 316L这些牌号,以及

SUS400系列涵盖了409、410、420J1、420J2、430、436L、444这些牌号,都属于这一类别。

这种金属材质,有人称它为马口铁,初次听到时确实容易混淆。我之前在工厂里,师傅们管它叫马口铁,我差点也跟着叫错成“麻口铁”。确实弄不清楚,但听到的发音就是麻口铁。因此,我就认定它是麻口铁了。这种材料延展性很强,但硬度不大,质地比较柔韧。通常用来制作形状复杂的部件,比如需要拉伸的上盖这类零件,不容易产生裂纹。像一些小型的弹片,也适合用这种材料来加工。

锡层是马口铁的表面覆盖物,这种材料也被称为镀锡铁,是电镀锡薄钢板的别称,英文简称为SPTE,具体是指两面覆盖着商业纯锡的冷轧低碳薄钢板或钢带。锡的主要功能是防止金属被腐蚀和生锈。这种材料将钢的强度和成型能力与锡的耐腐蚀性、易于焊接的特点以及光亮的外观结合在一起,因而具备耐腐蚀、无毒性、强度大以及延展性佳的优点。

节距定位是什么?

什么是节距?节距定位又是指什么意思呢?

节距这个概念,从字面上看,节代表约束,节距就是指限定距离。节距定位,则是利用控制距离来达到定位的目的。通过管理送料距离,可以防止过量送料或送错,避免损坏模具,或者制造出有缺陷的产品。

在冲压模具中,节距定位一般用在连续模。

知道的人就会说:“废话,工程模哪有用节距定位的?”呵呵。

什么原因造成连续模会采用节距定位,而工程模通常不采用节距定位呢?

那是由于通常的模具是用来成型片材的,这些片材的尺寸、形状较为一致,可以直接置入模具中进行加工,这也是它被称为“工程模”的原因;当然,也有配备自动进给功能的工程模,一般都安装有预设的进给装置,当冲床完成作业时,进给装置会自动将材料送入相应位置。

连续模生产通常配备专用自动进料设备,否则无法正常作业。采用人工进料时,由于操作不够精确,容易导致产品大量作废。而自动进料装置能够规避这一弊端。通常只有规模较小的工厂才会使用人工进料,规模稍大的企业基本都配备了自动进料系统。人工操作人员只需按照规范将物料放置在自动进料设备上,并完成相关参数设定即可。

然而,自动进料装置未必完全精确,偶尔也会出现轻微偏差,此时间距校准就显得极为关键。有人认为“间距校准:就是两个定位销的间隔”,这个看法真的恰当吗?实际上,这种说法并非全无道理,从原理上分析确实如此。不过,两个定位销的间隔究竟是什么?又是如何计算得出的呢?这个问题相当复杂,建议你咨询一位专注于五金模具制造的技术人员,或许能获得解答。

下面我给一张图,简单讲下什么叫做节距定位。

那个蓝色部分就称作带料,接下来有两个红色圆圈,代表冲头安装点,关于冲头安装点,我暂且不细说,待下次有机会写文章时再向大家说明。这次的核心内容是关于定位间距,现在继续阐述。这边有个定位间距装置,我们暂时称它为定位间距,因为我们在模具制作中经常这样简称,例如会问“定位间距装置放在什么位置?””“需要执行节距调整了。”此处的节距调整,即指那个节距调整的特定任务。

节距定位一般装在下模,不装在下模还能装到上模吗?太荒谬了。它通常安装在物料带刚开始进入的位置,物料带首先从连续模最前端进入,然后冲出两个定位孔,接着经过一个称为靠刀的部件,这个靠刀的作用稍后再解释,物料带会经过靠刀部位,在这里进行边缘切割,将物料带的一部分剪掉,最后通过节距定位装置,用来阻挡物料带,避免错误输送。

留意到两个标有圆圈的位置了吗?那是什么物件?为何要将其圈出?需要好好思量。

那个初始的红色圈圈,上面有个小破口,为何要保留这个缺口,而不是做成标准的直角呢?值得琢磨一下。

不清楚后面是啥,后面是间隔调整,间隔调整那里通常是形成90度角,琢磨一下,要是前面切边地方也是90度角会怎样呢

边缘是直角,那么模具的顶头也必须采用直角设计,因为直角属于锐角形态,而通常模具顶头的材质特性是易碎,尽管它的抗压能力很强(抗压能力越强往往越易碎,我这样表述是否准确,请勿因此产生误解)。

它非常易碎,稍有不慎就会碎裂,经过反复加工,最初那个微小的尖端可能就消失了,那么切割下来的部分还是精确的直角吗?即便勉强保持直角,也会产生明显的粗糙边缘,在节距校准时就会失准,导致最终成品出现偏差,现在明白了吧?那个小缺口究竟是怎么形成的呢?

节距定位那里与材料接触的地方需要保留尖角吗?

当然有必要,其他部位可以打磨圆滑,避免接触时划伤,防止皮肤破损,但这个位置绝对不能处理,一旦破坏就会失去定位功能,必须重新焊接修复,接着打磨成直角,如果觉得过于尖锐,可以用锉刀略微修整,但绝不能磨得太圆。

送料设备通常施加的推力相当可观,而切割边缘往往仅去除细微部分,倘若该处发生倒角且材料变薄,材料或许会直接穿过间隙定位装置进入模具内部,此时间隙定位装置将失去其功能。

通常大型连续模具会采用双作用销结合节距定位块,定位块会单独设置在靠刀和切边部位,但在模具尺寸较小、材料较薄时,这种设计就不太合适了。究其原因是什么呢?

当模具尺寸不大、材料厚度较轻时,常以压板取代两用销,由于材料较薄,用压板送料更为便捷,而两用销则操作复杂。这种情形下,通常采用压板搭配节距定位入块,或者直接省略节距定位入块,既然已有压板,再使用节距定位入块又有什么必要呢?设计者是不是思路不清,设计出如此糟糕的模具!真是荒唐可笑。

若你构思一个简易模具,采用压板与节距定位入块组合方式,那么装配工人在组合模具时,定会像上文中那样责备你。为何我对此如此明了?由于曾经存在一个愚笨方案,打造了一套拙劣模具,接着我们的装配同事便如此指责他、私下讥笑他。哈哈。

采用压板进行间距调整时如何确定距离呢,具体方法如下,如果材料原宽为10毫米,经过边缘切割后减少了2毫米,那么第一组压板间的距离可以设定为10毫米,不过要预留缝隙,切记不可忽略,当刀具边缘切割造成同样2毫米的宽度减少,那么第二组压板间的距离,也就是切割后的实际距离,就可以设置为8毫米,这样就能实现间距的精确控制。

冲压模具跳废料的原因分析,冲压模具跳料怎么修

什么是跳废料?跳屑又是指什么?可能有些同学不懂,先讲下。

废料和碎屑的含义大致相同,指的是废弃物向上弹起,弹落在下模板上,或者弹到其他位置,核心是废弃物从刀具边缘弹开。

冲头首先将多余的材料去除,不过,后续可能由于模具维修人员、设计者,或者生产线工人的某些失误,使得先前已经去除的某些残留物,竟然又从下模刃口位置弹了出来,这种情况着实令人担忧。

轻微时会毁坏几个物件,稍重些可能损毁模具,极端状况甚至可能危及生命之类,思及此实属令人心惊。从事模具制造行业本就如此,稍有不慎,便可能失去肢体或导致残疾者不在少数。若非专门从事模具设计工作,或从事其他相关领域,只要与模具有所接触,危险便无时无刻不潜伏着。

话题偏离了,接下来探讨下冲压模产生跳废的因素,以及应对措施。

(一)、引起跳废料(跳屑)的原因

冲切废弃物或裁剪下来的零件轮廓比较简单,重量又很轻,就很容易被冲头一起抬走,这个问题会对零件的形状产生影响。

由于磁性效应,冲头或刀口可能带有磁性,这种磁性可能源于材料固有属性,也可能由研磨或冲击作用产生,这些因素都容易吸附废料,尤其是含铁材料,例如马口铁、SECC、SGCC等,加工这些材料的模具零件时必须进行退磁处理,否则模具会频繁出现跳屑现象,需要不断进行维修,这实在令人头疼。

冲压模具常用材料_节距定位是什么_冲压模具设计摘要

冲裁间隙的大小,若过小或过大,都可能导致毛刺在冲头返回时附着在模具表面上,进而造成加工精度下降,并引发加工误差问题。

冲裁速度过高时,冲头和刀口内壁以及废料之间可能会形成类似活塞的结构,进而引发真空吸附现象,表现为冲头将废料从下模刀口处吸起。为了解决这个问题,可以在冲头中心位置开设一个小孔,同时垫板上也需要制作相应的凹槽,确保空气能够顺畅流通,以此避免真空吸附的发生。或者让冲头的刀口变成非平整形态,这种非平整构造会降低其与材料结合的概率,详细情况参考下图所示。

切削油的搭配和施用量不适宜,油量过多,或者所用的油过于浓稠,碎屑会黏附在冲头上难以脱落,从而引发跳屑现象

刃口边缘的锐利状况,过于尖锐,亮痕较宽而毛边较少,与模口凹面间的阻力不大,易被顶针吸引;对此情形,只能另寻途径整修模具,无法从刀口顶针两端着手处理。

冲头尺寸大小,通常我们讲冲裁用的“冲头”尺寸应当是:固定板的厚度,加上限位板的厚度,再算上卸料板的厚度,然后加上材料本身的厚度,最后加上一到两毫米,只要这个尺寸达标就行,但如果冲头过长,材料还没被压紧,冲头就已经开始动作,这样容易导致冲头刃口被快速磨损,而如果冲头过短呢?废料可能无法完全进入刀口下方的斜面或者小段差区域,也容易弹回上来。

下模刀口之所以会出现问题,是因为它通常带有倾斜度或者存在高度差,这种倾斜度一般介于三度到五度之间,具体数值需要结合实际需求以及模具的承压能力来决定。如果研磨过度,会导致冲裁的缝隙变得更大,进而引发材料在切割过程中跳跃的现象。

9、其他原因,如:异物粘在材料上面被带入模具;

当冲头尺寸足够、强度达标时,可以在其中心部位开一个孔洞,在冲头底部安装锁紧螺丝,锁紧螺丝与弹簧和顶出销配合使用,将废弃物向下推,顶出销需略高于冲头表面一至两毫米,若其长度过长,则可能导致工件变形。

也可以在冲头正面涂抹少量502胶水,或者焊接一个小焊点,但前提是冲头尺寸足够且焊接技术熟练,否则容易损伤冲头,进而削弱其承重能力。

冲压模具拉伸件产品质量分析

冲压模具拉伸件产品质量分析

产品在拉伸阶段,常见缺陷包括褶皱、断裂、厚度差异、表面损伤、形态变形以及弹性回缩等。其中,褶皱和断裂对产品性能危害最为严重,一旦出现这两种状况,产品必定无法通过检验,必须进行修正,通常只能作废处理,客户不会接受这样的产品。

一、起皱

材料在伸展时,它的周边地带因为切向力量太强,导致材料变得不稳定,使得物件在周边地带沿切向出现凹凸不平的褶皱,这种现象叫做起皱。

当褶皱问题变得十分突出,材料在拉伸时会遇到凹模和凸模之间空隙的阻碍,使得拉伸变形的力度增大,严重时甚至会造成材料断裂。

不稳定状态的成因,一方面关联到材料侧边线应力值的强弱,另一方面则关联到受拉构件的厚度尺寸。

通常情况下,选用氮气弹簧或优力胶作为拉伸模具的支撑部件较为适宜,这样不容易出现褶皱、断裂等情况。主要原因在于,这两种材料的支撑力度分布较为均匀,不会存在受力不均的现象。

氮气弹簧比优力胶更胜一筹,其动力更强劲,而且分布相当均匀,不过其成本远超优力胶,许多企业都难以负担,通常只有资本相对雄厚、规模较大的制造公司才能够配置氮气弹簧。

优力胶经过一段时间使用,会出现收缩现象,其性能不如刚使用时强劲,需要及时更换新的产品,尽管它的费用远低于氮气弹簧。

为了防止材料褶皱,可以使用压边圈,这种装置在某些领域被称为压料筋,其实际作用完全相同,就是在不干扰后续加工的前提下,在材料边缘设置一圈凸起的线条,这种线条也常被称作压料筋,它的功能是固定材料的四周,这样做能够使拉制出的产品形态更加完整,同时也能有效避免出现褶皱现象。

试模时必须对压边力进行适当调整,因为设计结果往往不够理想,需要根据实际成型的产品,对压料筋的高度进行合理修正。如果压边力设置得过高,会显著增加材料与凹模及压边圈之间的摩擦阻力,从而造成材料壁厚减薄,严重时可能发生破裂现象。相反,若压边力设定得过低,就难以有效防止材料发生起皱问题。

第二个问题是拉裂,这个是拉伸过程中经常碰到的问题。

当筒壁承受的拉力超越了材料所能承受的最大值,产品就会发生拉断,断裂口通常位于凸模圆弧部位上方一点的位置。

决定制品出现开裂状况的原因包括:构成材料的延展程度,物件本身的粗细与薄厚,成形比率,模具边角的弧度大小,施加的夹持力度,以及接触面之间的阻力等。

模具的圆角尺寸过小,形状过于尖锐,容易导致工件被撕裂,通常采用调整模具的方法来改善,即设法增大圆角,使圆角部位更加平滑,并提高其光洁度,如果这些措施仍然无法解决问题,在加工过程中可以涂抹润滑剂,尤其是针对拉伸工序的专用油,效果显著。

构思冲压模时,若客户产品规格许可,宜将弧度做得更圆润些,避免过于陡峭,部分设计人员对工艺不甚明了,导致拉伸模试制时出现严重破裂,让模具师傅们备受煎熬,反复调试模具令人心烦意乱。

施力拉长时,应当施加适当的润滑,这有助于拉制过程顺畅进行,使管壁变薄状况获得改善。不过必须留意,润滑液只能涂抹在凹模的接触面上,而在凸模与材料相接的部分绝对不能涂油,因为凸模同坯料表面之间的摩擦是有益的,它能够阻止材料移动、避免拉断以及减薄。

修冲压模具需要会的技术和用到的加工设备?

冲压模具的各个零件必须先经过这些程序:

得先备料才行,没有材料没法继续后续处理了。备料,就是进行初步加工。通常单个板件得先上刨床大致整平,接着进入大型磨床实施粗磨和初步加工,需预留适当空间(通常保留五十丝余量,准确度控制在十丝正负即可),凡需加热处理的就送去做热处理,热处理完成后,再由大型磨床进行精密加工,此时对精确度的要求会显著提升,比如板件厚度为二十五毫米,那么精确度须维持在零点零一毫米正负范围之内。模板的作用很关键,通常少一两条也不影响使用,只要最终成品上没有模具留下的痕迹就行。

加工任务完成后,工件被送往专门位置开设穿线通道,接着进行线切割工序,随后又移交至铣床以及CNC设备等继续加工。

小零件的加工流程是这样的:先看尺寸,用锯床锯切,或者用铣床加工,粗加工后用磨床打磨,把多余的边角料去除,基本成形后视情况选择,要么进行线切割,要么交给CNC(也就是高速铣床)继续加工,若需放电加工就进行放电处理。最后由品质部门进行检测。

概括来说,包括刨床、车床、铣床、钻床、磨床,这些是模具钳工人员必须精通的,不过现在稍具规模的工厂基本不再使用刨床、车床,因为它们都有专人负责加工,根本无需钳工人员费心,撇开刨床、车床,还有哪些加工工具是钳工人员必须熟悉的呢?

制作一套冲压模具需要借助众多加工设备,那么对于模具的维修呢?为何要对模具进行修理?

产品无法生产,是由于设备出现故障;设备故障的原因,可能是设计环节存在缺陷,也可能是模具老化,导致维修人员操作失误,或者是生产线上工人疏忽所致。

修模主要修哪些东西呢?

故障部位要针对处理,例如脱料问题,或许是因为弹簧弹力不足、或者脱料部件构造不妥当,这种情况下可能要调换弹簧、或者加设弹簧,又或者优化脱料构造、增设顶出装置,那么就必须用到钻床进行钻孔、或者铣床进行沉头孔加工,也可能需要焊接,这就要求掌握氩弧焊设备的操作、以及进行氩弧焊接,焊接完成后或许还要进行打磨、铣削等工序。

现在就不再多说,总而言之,从事冲压模具维修工作的技术人员,必须掌握以下技能:

必须精通各类模具的运作机制,以及它们的加工精准度标准;一旦负责一套冲压模具,首先必须彻底掌握它的构造、运作机制,设计理念等,必须了解每个零件的功能、特性,这样模具发生故障、生产时损坏后,才能迅速判断问题所在,明确具体需要修复部位。每套模具构造和设计理念各不相同,因此每套模具的调整方式也各有差异,大体上相似但细节有别。技艺精湛了,任何一套模具到你手中都能自信应对,不必担忧它会产生何种故障,因为所有难题你都能设法解决,只是耗费时长和精力而已。即便你经验再深厚,也难以始终充满把握。模具行业进步速度很快,新方法和新想法会不断涌现,昨天适用的修模手段,如今可能效果就差了些。当然有些言辞略带夸张,希望别因此削弱你钻研模具技术的决心。

精通磨床、铣床、钻床和氩弧焊,制造出的部件必须满足模具的精确标准,刨床和车床几乎不用,即便不会操作也并非什么大问题,过去是必须掌握的技能,如今科技进步迅速,已经不再必需了,此外,修磨钻头和铣刀等工具也需要有所了解,偶尔在模具维修时会用到,如果自己不擅长,只能无奈等待他人协助。

还有放电加工、线切割加工、CNC加工,明白它们各自的功能吗?了解它们能实现的加工精度有多高吗?必须清楚在不同情况下应该选择哪一种,这一点至关重要。这样在修改模具时才能随机应变,节省时间,提升修改效率。

总而言之,到此为止,一旦掌握了模具运作机制,就没什么能难住人了,一旦模具发生故障,就能迅速判断问题所在,知道该调整哪个部位。

设计者需精通绘图工具及三维造型技术,例如CAD,或UG、Pro/E、3DMAX、Mastercam等,具体以目标工厂的标准为准,能够完成模具的绘制即可。使用CAD能够完成基础模具的构思,但面对结构繁复的模具时,则必须借助三维建模技术,立体化造型更为清晰明了,这样就能有效减少设计偏差,毕竟单纯依靠CAD进行构想,即便个人空间感知能力很强,也很难将复杂模具的构造完全构想透彻,无法避免出现绘制失误、遗漏细节、构造不合理的情况,进而延长模具制作周期,导致模具项目整体耗时增加,造成资源浪费,并带来人力与物力的损耗。钳工人员同样需要掌握一些制图软件的基础技能,比如测量直线距离,确定零件宽度规格等,这些你应该熟练操作。由于模具维修过程中有时会涉及这些操作,如果对零件的尺寸参数不明确,就难以开展加工和维修工作。