五金模具常识 我国模具制作工业的展开大致阅历了一下几个阶段： 1）20世纪50年代：手艺业作坊年代。 2） 20世纪60年代：通用机械年代，出产工具为车床、铣床、刨床、磨床等。 3） 20世纪70年代：仿形机械年代，出产工具为仿形车床、仿形铣床、仿形刨床 等。 4） 20世纪80年代：数控机械年代，出产工具为NC车床、NC铣床、NC电火花 加工机床、NC电火花线年代：核算机数控及CAD/CAM运用年代，出产工具为CNC车床、 CNC铣床、CNC磨床、CNC线切割机床、CNC电火花加工机床、柔性主动化、加 工中心等。 在冲压工艺及模具规划方面， 20世纪70年代末,由于错过了国际经济发 展的大浪潮，模具工业也没有跟上国际的展开，坚持了“几十年一贯制”。 首要距离为：标准化程度低，模具品种少，功率低，模具制作精度低，周 期长，模具寿数短，资料利用率低，技能水平落后，管理水平较差。到20 实践80年代，随同家电、轻工、轿车、出产线的模具很多进口和模具国产 化的呼声日益高涨，先后引入了一批现代化的模具加工机床。在此根底上， 参照已有的进口模具，成功地仿制了一些替代品。 至1990年多工位级进模已达57个工位，精度达微米级，寿数达上千万 次。一些大型、超小型及多动能模具的制作技能都有了必定的展开，如成 功地仿制了一些轿车掩盖件模具，缩小了与国外的距离。 我国冲模CAD/CAM从20世纪80年代起步，根本上归于低水平重复开 发，所需根底软件业靠引入（如图形软件、数据库软件、NC软件等）， 缺少有用和商品化价值。由于人员素质低、不配套，对引入的许多 CAD/CAM体系缺少二次开发才能，不能取得显着效益。由于国产核算 机不能满意运用要求，很多引入的核算机和工作站品种繁复，价格昂贵， 硬件修理和软件沟通都很困难。到20世纪90年代初，全国具有数控加工 设备近万台，绝大部分没有装备主动编程体系，机床利用率极低，针对 上述情况，应首先在现有数控机床上广泛选用主动编程，削减手艺编程， 进步数控机床的开工率。国内高等院校及研讨所展开了冲裁模、拉深模 和冲裁、弯曲多工位级进模CAD的研讨。但迄今为止，只需冲裁模 CAD/CAM技能较好一地运用于实践出产。 1、冲压工艺的分类： 由于冲压件的形状、尺度、精度要求、原资料功能等的不同，意图 在出产中所选用的冲压工艺办法是多样的，归纳起来能够分为别离工 序与成形工序两大类。别离工序又可分为落料、冲孔和剪切等，意图 是在冲压进程中，使冲压件与板料沿必定的轮廓线彼此别离。别离工 序如表1-2所示。成形工序可分为弯曲、拉深、翻孔、翻边、胀形、缩 口、旋压等，意图是是冲压毛坯在不决裂的条件下，发生塑性变形而 取得必定形状和尺度的冲压件。 2、影响金属塑性和变形抗力的首要要素 影响金属塑性和变形抗力的首要要素有两个方面，一是变形金属自身 的晶格类型、化学成分和金相安排等内部性质；其二是变形时外部条件， 如变形温度、变形速度和变形方式等。 （1）化学成分和安排对塑性和变形抗力的影响，化学成分和安排对塑性和变 形抗力的影响十分显着也很扣头。下面以钢为例来阐明。 1）化学成分的影响。在碳钢中，铁和碳是根本元素。在合金钢中，除了铁 和碳外，还有硅、锰、铬、镍、钨等。在各类钢中还有些杂质，如磷、硫、 氨、氢氧等。 碳对钢的功能影响最大。碳能固溶到铁里构成铁素体和奥氏体固溶体， 他们都具有杰出的塑性和低的变形抗力。当碳含量超越铁的溶碳才能，多 余的碳便与铁构成具有很高的硬度而塑性简直为零的渗碳体。渗碳体对基 本的塑性变形起阻止效果，下降塑性，抗力进步。可见碳含量越高，碳钢 的塑性成形功能就越差。 2）安排的影响。钢在规则的化学成分内由于安排的不同，塑性和变形抗力 亦会有很大的不同。单相安排比多相安排塑性好，变形抗力低。多相组 织由于各相功能不同，使得变形不均匀，一起根底细往往被另一相机械 的切割，故塑性下降，变形抗力进步。 晶粒的细化有利进步金属的塑性，但一起也进步了变形抗力。这是由于 在必定的体积内细晶粒的数目比粗晶粒的数目要多，塑性变形时有利于 滑移的晶粒就较多，变形均匀地涣散在更多的晶粒内，别的晶粒越细， 晶界面越弯曲，对微裂纹的传达越晦气。这些都有利于进步金属的塑性 变形才能。另一方面晶粒多，晶界也越多，滑移变形时位错移动到晶界 邻近会遭到阻止并堆积，若要位错穿过晶界则别有用心很小的外力，从而提 高了塑性变形抗力。 3、应力与应变联系 由上述可知，应力情况与应变情况具有相似性。关于小变形而言（不超越 10-3~10-2数量级），两者的主坐标系是共同的。 关于应力与应变联系，子音无妨从方向和巨细两方面进行叙说。 对切应力和切应变，可用图2-8来表明。图2-8a的切应力方向对应于图2-8b的切 应变方向，这很简略了解。而关于正应力和正应变的方向，就不是这样简略了。正 应力为正值（受拉）时，正应变未必是正值（未必伸长）；正应力为负值（受压） 时，正应变未必是负值（未必缩短）；正应力为零时，正应变未必为零（有可能伸 长或缩短）。 为阐明正应力和正应变方向的对应联系 也为阐明应力重量与应变重量数值巨细之间的关 ，它可叙说为：小变形时的应变重量正比于应力 偏量。即 ? yx 式中 λ—常数； ?1 ? 2 ? 3 ? ? ?? ?1 ? 2 ? 3 ? xy (2-3) ?1 ? 2 ? 3 ——3个主应变值； ——3个主应力偏量值。 由（2-3），按照份额规律又可导出以下公式： ?1 ? ? 2 ? 2 ?? 3 ? 3 ? ?1 ? ? ?? ?1 ? ? 2 ? 2 ? ? 3 ? 3 ? ?1 4、冲裁空隙 （2-4） 式(2-3) 、式（2-4）也适用于全量应变理论的应力应变联系。 冲裁凸模和凹模之间的空隙，不只对冲裁件的质量有极重要的影响，并且 还影响模具寿数、冲 裁力、卸料力和推件力等。因而，空隙是冲裁模规划的一个十分重要的参数。 4.1 空隙对冲裁件质量的影响 冲裁件的质量首要经过堵截面质量、尺度精度和外表平直度来判别。 在影 响冲裁件质量的许多要素中，空隙是首要的要素之一。 （1）空隙对断面质量的影响 冲裁件的断面质量首要指塌角的巨细、光面约 占板厚的份额、毛面斜角的巨细及毛刺等。 空隙合当令，冲裁时上、下刃口场所发生的剪切裂纹根本重合。这时光面约占 板厚的1/2~1/3，堵截面的塌角、毛刺和斜人丁均很小，完全能够满意一般冲裁的 要求。 空隙过小时,凸模刃口处的裂纹比合理空隙时向外错开一段距离。上、下裂纹之 间的资料，随冲裁的进行将被第2次剪切，然后被凸模挤入凹模洞口。这样，在冲 裁件的堵截面上构成第二个光面，在两个光面之间构成毛面，在端面呈现挤长的毛 刺。这种挤长毛刺虽比合理空隙时的毛刺高一些，但简略去除，并且毛面的斜度和 塌角小，冲裁件的翘曲小，所以只需中建撕裂不是很深，仍可运用。 空隙过大时，凸模刃口处的裂纹比合理空隙时向内错开一段距离。资料的弯 曲与斜度增大，，构成厚而大的拉长毛刺，且难以去除；一起冲裁件的翘曲 现象严峻，影响出产的正常进行。若空隙散布不均匀，则在小空隙的一边形 成双光面，大空隙的一边构成很大的塌角及斜度。一般冲裁毛刺答应的高度 见表3-1。 表3-1 料厚 出产时 试模时 ≈0.3 ≤0.05 ≤0.015 一般冲裁毛刺的答应高度 0.3~0.5 ≤0.08 ≤0.02 0.5~1.0 ≤0.1 ≤0.03 1.0~1.5 ≤0.13 ≤0.04 1.5~2 ≤0.15 ≤0.05 (2)空隙对尺度精度的影响 冲裁件的尺度精度是指冲裁件的实践尺度与基 本尺度的差值，差值越小，则精度越高。从整个冲裁进程来看，影响冲裁件 的尺度精度有两大方面的要素：一是模自身的制作误差；二是冲裁完毕后冲 裁件相关于凸模或凹模尺度的误差。 4.2 冲裁模空隙值的确认 凸模与凹模间每侧的空隙称为单面空隙，两边空隙之和称为双面空隙。 如无特别阐明，冲裁空隙就是指双面空隙。 （1）空隙值确认准则 从上述的冲裁剖析中可看出，找不到一个固定的间 隙值能一起满意冲裁件断面质量最佳，尺度精度最高，翘曲变形最小，冲模 寿数最长，冲裁力、卸料力、推件力最小等各方面的要求。因而，在冲压实 际出产中，首要依据冲裁件断面质量、尺度精度和模具寿数这几个要素给间 隙规则一个规模值。只需空隙在这个规模内，就能得到合格的冲裁件和较长 的模具寿数。这个空隙规模就称为合理空隙，合理空隙的最小值称为最小合 理空隙，最大值称为最大合理空隙。规划和制作时，应考虑到凸、凹模在使 用中会因磨损而使空隙增大，故应按最小合理空隙值确认模具空隙。 （2） 空隙值确认办法 确认凸、凹模合理空隙的办法有理论法和查表法 两种。 用理论法确认合理空隙值，是依据上下裂纹重合的准则进行核算。 式中 t——资料厚度（mm） h0——发生裂纹时凸模挤入资料深度（mm） h0/t——发生裂纹时凸模挤入资料的相对深度。 β——剪切裂纹与垂线.拉深系数的影响因数 （1) 资料相对厚度 （2）资料塑性 （3）拉伸时是否运用压边圈 （4）凹模圆角半径 (5) 模具情况 （6）拉深次数 6.拉深次数与工序尺度核算 1、无凸缘筒形件的拉深次数与工序尺度核算 （1）无凸缘筒形件的拉深次数 零件能否一次拉出，只需 比较实践所需的总拉深系数m总第一次答应的极限拉深系数m1 的巨细即可。 假如m总m1，阐明拉深该零件的实践变形程度比第一次容许 的极 限变形程度要小，所以零件能够一次拉成；不然别有用心屡次 拉深。 （2）无凸缘筒形件工序尺度的确认 无凸缘筒形件的工序 尺度的确认包含各次拉深半制品的直径dn、筒底圆角半径rn和 筒壁高度hn。 1）半制品的直径。拉深次数确认后，应对各次拉深系数进行 调整，总的准则是使每次实践选用的拉深系数大于每次拉深时 的极限拉伸系数。 2）半制品高度的确认。核算各次拉深后零件的高度前，应先定出各次半 制品底部的圆角半径，现取初次拉深r1=12，二次拉深r2=8，三次拉深 r3=5。核算各次半制品的高度可由毛坯直径的公式退出，即 r D2 H n ? 0.25( ? d n ) ? 0.43 n (d n ? 0.32rn ) dn dn 式中 dn——各次拉深的直径（中线值）（mm）； rn——各次拉深半制品底部的圆角半径（中线值）（mm）； Hn——各次拉深半制品高度（mm）； D——毛坯直径（mm）。