冲压模具材料、螺钉、销钉、加工精度的选用
冲压模具设计
冲压模具设计1. 冲压的概念、特点与应用冲压是利用安装在冲压设备〔主要是压力机〕上的模具对材料施加压力，使其产生别离或塑性变形，从而获得所需零件〔俗称冲压或冲压件〕的一种压力加工方法。
冲压通常是在常温下对材料进展冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。
冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程术。
冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。
冲模是将材料〔金属或非金属〕批量加工成所需冲件的专用工具。
冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进展；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。
冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。
与机械加工与塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还济方是经面都具有许多独特的优点。
主要表现如下。
(1) 冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。
这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。
〔2〕冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的外表质量, 而模具的寿命一般较长, 所以冲压的质量稳定, 互换性好, 具有“一模一样〞的特征。
〔3〕冲压可加工出尺寸X 围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。
〔4〕冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的本钱较低。
但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形，且模具制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品。
所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分表达，从而获得较好的经济效益。
《冲裁的基本原理与冲压模具的结构》
二、 普通冲裁件的断面特征：
<1>塌角带 由主单性变形阶段产生初始塌角，带动边塑性变形阶段。 <2>光亮带 产生于塑性变形阶段，断面较光洁平整，是质量最佳的一段。 <3>断裂带 撕裂造成的，表面粗糙而无光泽，并带有锥度。 <4>毛刺区 产生微裂时便产生毛刺。
断面质量受冲裁条件的不同而不同，如：刃口间隙，刃口形状，锋利 程度，冲裁力、润滑条件，板料质量（表面质量），板料种类（性能）。 冲压生产要求冲裁件有较大的光亮带，尺量减少断裂带区域的宽度。 材料塑性愈好，光亮带愈大，断裂带愈小，同时，圆角毛刺亦增大。
沖壓加工的特點：冷冲压的生产率高，操作简便，便于实现机械化与自动化。而且冲 压产品的尺寸精度主要是由模具保证的，质量稳定。
1，按加工的形式或內容分為： ①，沖裁模--------將一部分材料與另一部分材料分離的模 具。(切邊﹑下料模) ②，彎曲模--------將坯料彎曲成一定形狀的模具。(折彎模) ③，拉延模--------將坯料拉延成開口空心的零件或進一步改變空心工件形狀或尺
螺钉，销钉 键 其他
一、工作零件
1，凸模： 结构形式主要根据冲裁件的形状和尺寸来定的。 1.1、圆形凸模 <1>标准式：分AB两种形式。 其中B型适合于冲裁8-30mm的孔径。 A型适合于冲1-20mm的孔径。 要保证凸模的刚性及强度，增加过渡段及采用滑过渡。 <2>护套式：凸模结构，用于冲小孔（孔径与料厚较接近） <3>大型落料凸模。采用凹座螺钉紧固、或镶配式。 工作部分用模具钢，非工作部分用一般钢，节省材料，端部做成凹形，减少与工 作的接触面积、防止由于端部不平造成成对板料的不平衡冲击。侧边做成凹型，防止增加 凸模与凹模及工作的磨擦力。 1.2、 非圆形凸模：对于复杂冲裁件。 其中装配部分做成圆形或方形，以方便装配，工作部分由冲裁件决定开头如果采 用线切割，则安装部分开头与工作部分一样。
冲压模具标准及技术要求
JB/T 6959-1993 JB/T 4381-1999 JB/T 7713-1995 JB/T 6058-1992 GB/T2851—2008 GB/T2852—2008 JB/T 7181.1～7181.4-1995 JB/T 7182.1～7182.4-1995 JB/T 8070-2008 JB/T 8071-2008 JB/T 8050-2008 GB/T2855.1-2008 GB/T2855.2-2008 GB/T2856.1- 2008 GB/T2856.2- 2008 JB/T 7643.1～7643.6-2008 JB/T 7644.1～7644.8-2008 JB/T 7645.1～7645.8-2008 JB/T 7646.1～7646.6-2008 JB/T 7647.1～7647.4-2008 JB/T 7648.1～7648.8-2008 JB/T 7649.1～7649.10-2008 JB/T 7650.1～7650.8-2008 JB/T 7651.1~7651.2-2008 JB/T 7652.1～7652.2-2008 JB/T 7653-2008 JB/T 5825-2008 JB/T 5826-2008 JB/T 5827-2008 JB/T 5828-2008 JB/T 5829-2008 JB/T 5830-2008
沿不封闭轮廓将半成品制件切离为两个或数个制件的 冲模。 沿半成品制件被冲裁的外缘或内孔修切掉一层材料，以 提高制件尺寸精度和冲裁截面光洁度的冲模。 使板料处于三向受压的状态下进行冲裁，冲裁出冲切面 无裂纹和撕裂、尺寸精度高的制件的冲模。 将板料沿不封闭的轮廓分离的冲模。 将毛坯或半成品制件沿弯曲线弯成一定角度和形状的 冲模。 把板料端部弯曲成接近封闭圆筒的冲模。 给毛坯以扭矩，使其扭转成一定角度的制件或半成品制 件的冲模。 把毛坯拉压成空心体，或者把空心体拉压成外形更小而 板厚没有明显变化的空心体的冲模 凸模从初拉深所得空心毛坯的底部反向加压，完成与初 拉深相反方向的再拉深，使毛坯内部表面转为外表面， 从而形成更深的制件的拉深模。 凸、凹模之间间隙小于空心毛坯壁厚，把空心毛坯加工 成侧壁厚度小于毛坯壁厚的薄壁制件的拉深模。 使板料发生局部的塑性变形，按凸模与凹模的形状直接 复制成形的冲模。 使空心毛坯内部在双向拉应力作用下，产生塑性变形， 取得凸肚形制件的冲模。 校正制件成准确的形状和尺寸的冲模。 使空心毛坯或管状毛坯端部的径向尺寸缩小的冲模。 使空心毛坯或管状毛坯端部的径向尺寸扩大的冲模。 使毛坯的平面部分或曲面部分的边缘沿一定曲线翻起 竖立直边的成形模。 在预先制好孔的半成品上或未经制孔的板料上冲制出 竖立孔边缘的成形模。 在室温下，使金属坯料在凸模压力作用下通过凹模产生 塑性变形，使金属材料产生体积转移而挤压成形的冲模 在挤压成形时，金属的流动方向与凸模的运动方向相同 的挤压模。 在挤压成形时，金属的流动方向与凸模的运动方向相反 的挤压模。 在挤压成形时，金属的一部分流动方向与凸模的运动方 向相同，而另一部分流动方向与凸模的运动方向相反的 挤压模。 在挤压成形时，金属在凸模压力的作用下沿径向流动的 挤压模。 上、下模座、导柱、导套的组合体。 上、下模依靠导板导向的模架。
冲压模具材质选择准则
冲压模具材质选择准则冲压模具是工业生产中常用的加工工具，选择合适的材质对于提高模具的使用寿命、减少生产成本具有重要意义。
本文将结合冲压模具的特点，从硬度、强度、韧性、耐磨性等方面介绍冲压模具材质选择的准则。
1.硬度：冲压模具需要具备较高的硬度，以保证在冲击力的作用下不易变形或损坏。
一般来说，模具硬度越高，使用寿命越长，但也会增加加工难度和成本。
常用的模具材料有高碳工具钢、合金工具钢、超硬合金等。
2.强度：冲压模具还需要具备较高的强度，在工作过程中能够承受较大的冲击力而不发生断裂或变形。
强度高的材料一般具有较好的韧性和抗拉强度，能够承受较大的载荷。
常用的高强度材料有合金工具钢、高速钢等。
3.韧性：冲压模具在工作过程中往往承受较大的应力和变形，因此需要具备较好的韧性。
韧性高的材料能够在受力时发生一定的塑性变形，而不易发生断裂。
常用的韧性较好的材料有合金工具钢、工具用高速钢等。
4.耐磨性：冲压模具在加工过程中往往与工件直接接触，因此需要具备较好的耐磨性。
耐磨性好的材料能够减少模具表面的磨损和摩擦，延长模具的使用寿命。
常用的耐磨材料有合金工具钢、高速钢、镀TiN等。
5.成本：模具材质的选择还需要考虑成本因素。
高性能材料一般都对成本要求较高，因此需要根据实际工况来选择合适的材料。
在一些对模具性能要求不高的场合，可以选择一些性能和成本兼具的材料。
需要注意的是，不同的冲压模具在工作条件、承载能力和要求等方面有所不同，因此在选择模具材质时，需要综合考虑以上因素，并根据实际情况进行合理的选择。
此外，冲压模具的制造工艺、热处理工艺等也对模具的质量有重要影响，应结合实际生产情况对加工和处理工艺进行合理设计。
最后，对于一些特殊要求的冲压模具，也可以考虑采用合金化技术、表面处理技术等进行改进，以提高模具的性能和使用寿命。
冲压模具设计规范标准
一、目的：本标准是根据公司产品结构特点及模具设计、制作实际需要，统一模具设计标准，提高冲压模具设计质量,为模具设计提供指导。
二、适用范围：公司所有冲压模具；三、具体规定：第一节模具制作流程标准工艺/项目/生产提模具开发电子流相关主管审核批准模具设计出图相关主管审核批准模具制作试模品管检验、开合格证生产验收！第二节图纸审核标准拿到设计任务时，首先应对产品图纸作一个全面的审核、确认，主要从以下几方面入手：1.图框內容确认产品名称、版次、视图投影角法、视图比例、材质、料厚(英制需转换为公制)。
2.图面注解內容确认依图面注解逐项确认3.视图正确性确认三视图画法、尺寸标注、各主要视图和各局部视图是否一致,特殊公差要求确认。
4.特殊要求確認a. 有无表面处理要求b. 不锈钢、铍銅、铝等材质产品需注意片纹方向要求。
c. 是否有压毛边，方向，范围?d. 产品的重点管控尺寸，公差等?e. 压铆钉的规格、工序等？f. 若有抽牙，须了解抽牙功用，重点尺寸(内径、外径、高度)g. 产品如果有工艺缺口处，连续模连料,接刀须客户确认回复。
h. 产品有没有标注尺寸公差的地方,能否做到?i. 一些孔和产品的外形可否圆整?j. 产品有没有外观要求，如平面度，垂直度等?k. 现有的工艺槽是否太窄?l. 产品若有半剪,则半剪要保证的尺寸是位置还是高度等?m. 产品若有凸点,则其功用,重要尺寸是什么?n. 产品的批量大小?o. 产品压沙拉的尺寸确认?p. 产品折弯展开可否依内R为零展开?q. 产品有包角若因高度原因可能会造成拉裂或起皱可否做工艺处理?经仔细审核确认后即可对产品进行展开，排工序等后序作业。
第三节展开图标准1.展开图中必須包含产品图中的所有內孔,內部成型和外部成型的展开的图元1）展开图的毛刺面必须向下.2）展开图中所有图元须串取成复线.3）冲裁尖角(除特殊情況外)均要倒圓角R=0.3或R=0.5（具体可根据产品料厚定）4）成形工位折线位置必须画出及注意虚实线。
冲压模具材料的选用原则
冲压模具材料的选用原则字体大小：大| 中| 小2007-05-11 10:52 - 阅读：71 - 评论：0冲压模具材料的选用原则在冲压模具中，使用了各种金属材料和非金属材料，主要有碳钢、合金钢、铸铁、铸钢、硬质合金、低熔点合金、锌基合金、铝青铜、合成树脂、聚氨脂橡胶、塑料、层压桦木板等。
制造模具的材料，要求具有高硬度、高强度、高耐磨性、适当的韧性、高淬透性和热处理不变形(或少变形)及淬火时不易开裂等性能。
合理选取模具材料及实施正确的热处理工艺是保证模具寿命的关键。
对用途不同的模具，应根据其工作状态、受力条件及被加工材料的性能、生产批量及生产率等因素综合考虑，并对上述要求的各项性能有所侧重，然后作出对钢种及热处理工艺的相应选择。
1. 生产批量当冲压件的生产批量很大时，模具的工作零件凸模和凹模的材料应选取质量高、耐磨性好的模具钢。
对于模具的其它工艺结构部分和辅助结构部分的零件材料，也要相应地提高。
在批量不大时，应适当放宽对材料性能的要求，以降低成本。
2. 被冲压材料的，性能、模具零件的使用条件当被冲压加工的材料较硬或变形抗力较大时，冲模的凸、凹模应选取耐磨性好、强度高的材料。
拉深不锈钢时，可采用铝青铜凹模，因为它具有较好的抗粘着性。
而导柱导套则要求耐磨和较好的韧性，故多采用低碳钢表面渗碳淬火。
又如，碳素工具钢的主要不足是淬透性差，在冲模零件断面尺寸较大时，淬火后其中心硬度仍然较低，但是，在行程次数很大的压床上工作时，由于它的耐冲击性好反而成为优点。
对于固定板、卸料板类零件，不但要有足够的强度，而且要求在工作过程中变形小。
另外，还可以采用冷处理和深冷处理、真空处理和表面强化的方法提高模具零件的性能。
对于凸、凹模工作条件较差的冷挤压模，应选取有足够硬度、强度、韧性、耐磨性等综合机械性能较好的模具钢，同时应具有一定的红硬性和热疲劳强度等。
3. 材料性能应考虑材料的冷热加工性能和工厂现有条件。
4. 降低生产成本注意采用微变形模具钢，以减少机加工费用。
冲压模具制作技术要求
附件二：冲压模具制作技术要求1、基本要求1.1、基准体系：采用GD&T图规定的定位基准。
模具以设计基准点为主基准,保证设计、制造、检测基准三者相统一。
1.2、所有工艺方案图、模具图可采用2D或3D进行设计,文件类型为*.dwg或*.prt、*.CATPart格式；1.3、视图投影法：优先采用第一角法；1.4、图幅要求：最大采用A0号图纸图幅可加长；1.5、图型比例：1:1、1:2、1:3、1:4；1.6、图面文字：中文；1.7、尺寸表示：公制；1.8、标题栏和明细表：投标方的标准；1.9、上模画法和方向：翻转向右；1.10、对镶拼结构的镶块资料应单独出图,并标识清楚；2、工艺方案图及模具结构图2.1、工艺方案图2.1.1 能充分反映冲压零件各工序的工作内容、冲压方向、送料方向,以及各工序所使用压机的规格等；2.1.2 标示出各工序冲压方向、模具基准点、零件车身坐标值。
当冲压方向相对零件车身坐标发生旋转时,应注明清楚；2.1.3 各工序零件送出料方向及拉延工序补充部份的详细结构；2.1.4 拉延整形工序CH孔、到位标记位置；2.1.5 零件板材毛坯尺寸标注,中间工序的切边线；2.1.6 废料切刀的布置位置及切边、冲孔废料的排除方式；2.1.7 斜楔加工方向、加工范围；2.1.8 顶杆布置图、废料流向示意及方案图中各种符号说明。
2.1.9 标明零件材料利用率。
2.2、模具结构图2.2.1 模具图应充分表达模具的工作状态,反映零件的送出料方向、所用的压机型号、顶杆位置与顶杆行程等。
2.2.2 模具图应准确注明模具中心、机床中心。
模具中心应加注车身坐标系坐标值。
2.2.3 每工序模具图应有工序内容简图。
2.2.4 模具结构中含弹簧/氮气缸的应有弹力工作示意图。
2.2.5 模具使用斜楔机构的应做出斜楔行程图及斜楔断面图。
2.2.6 模具如果配备气缸顶出机构,模具图中应附加气路图。
2.2.7 工艺方案图、模具图及数模文件的命名规则如下：×××项目代号 -×××零件代号 -×××零件版本– OPx/y x表示10、20…；y表示总工序数,如共五序则为50 。
冲压模具基础知识
冲压模具基础知识1.引言1.1 概述冲压模具是在工业生产中广泛应用的一种工具，用于在金属材料上进行冲压加工，以获取所需的形状和尺寸。
它是由若干零件组成的复杂装置，可以用于加工各种金属材料，如钢、铁、铝等。
冲压模具的分类主要包括单工位模具、联合模具和连续模具。
单工位模具用于单次冲压操作，适用于批量生产小型产品；联合模具结合了多个工位，可以实现多次冲压操作，适用于大批量生产产品；连续模具则可以连续进行冲压操作，适用于大规模连续生产。
冲压模具的基本组成部分包括模具底板、模具柱、导柱和导套等。
模具底板是模具的基础部分，用于承载和支撑其他零部件；模具柱和导柱用于定位和支撑模具的上下部分；导套则用于使模具零件之间的配合更加紧密，并减少磨损。
冲压模具具有高效、精确和经济的特点，被广泛应用于汽车制造、电子设备、家用电器等工业领域。
它可以实现高速运动和精确定位，能够在短时间内完成复杂的金属加工操作，提高了生产效率和产品质量。
在未来，随着工业的不断发展和技术的进步，冲压模具的应用前景将更加广阔。
人们对产品的要求越来越高，冲压模具的精度和稳定性需求也将提升。
同时，随着新材料的不断涌现，冲压模具的设计与制造也将面临更多的挑战和机遇。
综上所述，本文将介绍冲压模具的基础知识，包括其定义和分类，以及基本组成部分。
同时，本文还将展望冲压模具的重要性和应用前景，希望能够为读者提供有关冲压模具的全面了解。
1.2 文章结构文章结构部分内容如下：文章结构部分旨在简要介绍本文的章节安排和主要内容，为读者提供阅读指南。
本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分首先概述了冲压模具的基本知识，并介绍了本文的目的。
在这一部分，读者可以了解到冲压模具的基本概念和分类，以及本文将要讨论的内容。
正文部分是本文的核心内容，包括两个主要章节。
首先，第2.1节将详细介绍冲压模具的定义和分类。
这一节将从理论和实践的角度出发，对冲压模具的基本概念、工作原理和分类方法进行讲解。
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表1 冲模零件的材料和热处理硬度
表2 冲压模零件的加工精度及其相互配合
表3 冲模零件的表面粗糙度
冲模用螺钉的选用原则
在模具设计中，选用螺钉时应注意以下几个方面。
1）螺钉主要承受拉应力，其尺寸及数量一般根据冲压力大小、凹模厚度和其他的设计经验来确定，中、小型模具一般采用M6、M8、M10或M12等螺钉，大型模具可选M12、M16或更大规格的螺钉，但是选用过大的螺钉会给攻螺纹带来困难，螺钉的规格可根据凹
凹模厚度H/mm ≤13 13~19 19~25 25~32 >32 螺钉规格M4、M5 M5、M6 M6、M8 M8、M10 M10、M12
一般采用3~4个螺钉，当为矩形时，一般采用4~6个。
2）螺钉拧入深度不能太浅，否则紧固不牢靠；也不能太深，否则拆装工作量大。
一般对钢制或铸铁材料零件间的螺钉连接，其螺钉拧入深度分别为d及1.5d(d为选用的螺钉连接螺纹直径)。
螺钉之间，螺钉与销钉之间的距离，螺钉、销钉距离刃口及外缘距离，均不应过小，以防降低强度，其最小距离参表
螺纹孔、销孔之间及至刃口边的距离
螺钉孔M4 M6 M8 M10 M12 M16 M20 M24
A
淬火8 10 12 14 16 20 25 30
6.5 8 10 11 13 16 20 25 不淬火
B 淬火7 12 14 17 19 24 28 35
C
淬火
不淬火
5
3
螺钉孔φ2 φ3 φ4 φ5 φ6 φ8 φ
10
φ
12
φ
16
φ
20
φ
25
D
淬火 5 6 7 8 9 11 12 15 16 20 25
3 3.5
4
5
6
7
8 10 13 16 20 不淬火
3）螺栓用来连接两个不太厚的，并能钻成通孔的零件，一般的连接方式是将螺杆穿过两个零件的通孔，在套上垫圈。
冲模常用销钉及选用原则
冷冲模常用销钉按类型来说主要有圆柱销和圆锥销两类。
圆柱销按照制作材料可分为不淬火硬钢和奥氏体不锈钢圆柱销以及淬硬钢和马氏体不锈钢圆柱销两类；按照有无内螺纹可分为普通圆柱销和内螺纹圆柱销两类。
圆锥销则分为普通圆锥销和内螺纹圆锥销。
冷冲模中的销钉用于连接连个带通孔的零件，起定位作用、承受一般的错移力。
同一个组合的圆柱销不少于两个，尽量置于被固定件的外形轮廓附近，一般离模具刃口较远且尽量错开布置，以保证定位可靠。
对于中、小型模具，一般选用d=6mm、8mm、10mm、12mm 等几种尺寸。
错移力较大的情况可适当选大一些的尺寸。
圆柱销的配合深度一般不小于其直径的2倍，也不宜太深。
圆柱销钉孔的形式及装配尺寸参见表。
圆柱销钉孔的形式及其装配尺寸
装
配
形
式
说明
两板厚均不超过
50mm时，采用直
通销孔，销孔在板
1中可全长配合，
在板2中的长度
L=（1.5~2）d
板2厚超过50mm
时，采用半通销孔，
取D2=0.5d+0.5
~1mm,
L=(1.5~2)d,
S=3~5mm
板1厚超过50
mm时，采用
阶梯销孔，取
D2=d+0.5~1mm,
L≥(1.5~2)d
当板2较厚或其下表
面不允许有通孔时，
采用盲孔形式，此时
最好采用带螺纹的销
孔，L=（1.5~2）d。