五金衝壓模具設計之若幹（gàn）經（jīng）驗之談！

　　

★衝壓（yā）模具的概（gài）念

衝壓模具，也稱衝模、五金（jīn）模（mó）具、五金衝壓模（mó）具，意（yì）思差不多都是一（yī）樣的。是指利用固（gù）定在衝床或壓力機上的模具對金屬（shǔ）或非金屬板材施加一定的壓力，使材料產生分離或成型，從而獲得一定尺（chǐ）寸要求、外觀質量合格的零件的壓力加工方法（fǎ）。模具分為很多種，我這裏主要是針對我熟（shú）悉的五（wǔ）金衝壓模具來講。

 

通過模具加工出來的產品，尺寸、外觀都基本（běn）一樣，沒什麽（me）大的區別，因為能快速成型，生產效率高，產品質量穩定，精度符合要求，材料利（lì）用率高，操作簡單、工人勞動強度低（dī），對操（cāo）作工人（rén）技術要（yào）求不高（gāo），一（yī）般人隻要一進來，跟著別（bié）人學習操作一兩天，很快就能上手，有的甚至（zhì）不用一兩天，幾分鍾（zhōng）就能學會。如（rú）果是產線主（zhǔ）機手，要學（xué）會操作衝床、送料（liào）機、整平機、拆模架模等，都是一（yī）些很簡（jiǎn）單的活，有力氣、肯吃苦耐勞就行。

 

平時注意（yì）安全不要隨便往模具（jù）裏麵放任何的東西在裏麵，扳手啊、剪刀啊、其它工具等（děng）不要放模具裏（lǐ）邊，有模修來修過模具(專業術語（yǔ）：修模)之後，你打之前就要看好了，看（kàn）他們有沒有（yǒu）把東西忘記在模具裏麵，當然一般模修是不（bú）會犯這樣的錯誤的，不過你也要注意（yì）一下。別把模具打壞了、或者（zhě）把身上手上哪裏傷著了，幹這個切記注意安全，一不小（xiǎo）心模具裏麵（miàn）東西（xī）忘記拿（ná）出來了，衝床打下來就有可（kě）能把模具打壞，萬一裏麵的東西要是飛出來了?，人有可能也會受傷。

 

有時候叉車叉（chā）模具的時候，沒（méi）叉好，模具（jù）掉下來了（le），這個時候千萬別用手去扶，讓遠一點，模具摔壞了沒事，別把人砸到（dào）了；天車吊模具的時候也要注意離模具遠（yuǎn）一（yī）點，小心模（mó）具晃過來碰著了就不好了（le）。

 

搞模具這行、或與模具打交道經常容易（yì）出事，新人進廠特別要注意這些安全事項。

 

★衝（chōng）壓模（mó）具的結構介紹

 

衝壓模（mó）具的結構、衝模的結構，模具（jù）結構大同（tóng）小異，根據不同的產（chǎn）品（pǐn）特點及需（xū）求設計相應的模具，不同的模（mó）具結（jié）構，它（tā）的（de）功能也不同，生產出來的產品也不同，總的來說有簡單的，有複雜的。但是不管結構怎麽複雜，它的基本結構是不變的，無外乎（hū）是若幹個模板、入塊和標準件。

 

模具一般是由若幹模板和零（líng）件（我們稱之為入塊、或入（rù）子）還有（yǒu）標準件組（zǔ）裝而成（chéng）。

 

一般的衝（chōng）壓模具結構，具體的模（mó）板從上到下（包括代碼編號（hào））是：

 

上（shàng）模的模板有：

上托板，上墊（diàn）腳，上模座（UPU），上墊板（UBU），上夾板（bǎn）（PHU）止擋（dǎng）板（PPS），脫料板（PSU）；

 

下模的（de）模板有：

下模板（DIE），下墊板（LBD），下模座（LPD），下墊腳（jiǎo），下托板；

 

 

其它的比較不（bú）常用的模板：

上蓋（gài）板（CVU），擊出板，上模板，下脫料板，下止擋板，下夾板，公模（mó），母模等；

 

一些模具零件（jiàn）有：

上（shàng）模（mó）的入子（zǐ），入塊：夾板入塊、脫料板入塊、衝頭等；

 

下模的入子，入塊：下模（mó）入（rù）塊、下模刀口等；

 

標準（zhǔn）件：彈簧、六角螺絲（sī）、止付（fù）螺絲、線簧、等高套、導柱、導套、等高套墊片、兩用銷、頂料銷等；

 

非標準件（jiàn）：外定位、內定位、節距定（dìng）位（wèi）、外限位（wèi）柱、內（nèi）限位柱等；

 

★衝壓模具的編號

 

衝壓模具編（biān）號，一般是這樣寫的（舉例）：

 

工程模：90-KNMF0125RAH，90-KNMF0125RAA，90-KNMF0125RBB

 

連續模：90-KNMF0125SAA，90-KNMF0125SBB

 

後麵的RAH，R代表工程模，H代表總（zǒng）共有八（bā）套（tào）（從A-H，分別是RAH、RBH……RHH），A代表第一套；RAA或RBB代表鉚合模，比（bǐ）如鉚螺柱（zhù）、鉚彈片等；

 

SAA、SBB中的S代表連續模，0125代表模具編號，前麵的F代表（biǎo）年份，哪一（yī）年生產出來的模具，就用代表哪一年的編號說明，如：F0125、G0125，如果F代（dài）表2010年，那麽2010年生（shēng）產的模具F0125可（kě）以簡稱：125模具，接下來（lái）2011年（nián）生產的模具，則是G開頭，此時（shí）你再說125模（mó）具，那別人多（duō）半以為是G0125模具了。

 

其它的比如上夾板（PHU），編號則是90-KNMF0125SAAPHU，夾板入（rù）塊90-KNMF0125SAAPHPA001；

 

如果（guǒ）這個連續模有兩段（duàn）的話，則在（zài）90-KNMF0125SAAPHU編號後麵用（yòng）A和B來說明，那麽第一（yī）段的夾板應該是90-KNMF0125SAAPHUA，第二段90-KNMF0125SAAPHUB，夾板入塊（kuài）90-KNMF0125SAAPHPA001、90-KNMF0125SAAPHPB001；

 

下模板（DIE）：90-KNMF0125SAADIE，90-KNMF0125RAHDIE

 

關於其它的編號（hào），這（zhè）裏沒有解釋到的，簡單（dān）做一下說明：

 

一（yī）套完整的衝（chōng）壓模具（jù）結構從上到下應該是：

 

加（jiā）工代號

 

模板

 

其（qí）它

 

編號 中文名稱 編號 中文名稱 M：銑床 U1U 上托板 UDE 上模板 G：磨床 U2U 上墊腳 PS2 下脫料板 GD：大磨床 UPU 上模座 PH2 下夾板 WC：線切割 UBU 上墊板 ?PUN 衝頭 W/E：放電 PHU 上夾（jiá）板 PHP 夾板入塊 Y：外發 PPS 止擋板（bǎn） UDP 上模板入塊 HT：熱處理 PSU 脫料板 PSP 脫料板入塊 L：車床 AXD 上模板入塊 D：搖（yáo）臂鑽床 DIE 下模板 DPI 下模入塊 LBD 下墊板 － － LPD 下模座 － － B2D 下墊腳 － － B1D 下托板（bǎn） － －

 

“－”代替的表示這個編號不常見或很少用到

 

★衝（chōng）壓常用材料及選用

 

衝壓所用（yòng）材料的性質與衝壓生產的關係非常密切，其性質直（zhí）接影響衝壓工藝設計（jì）、衝壓件質量和產（chǎn）品使用壽（shòu）命，還影響組織均衡生（shēng）產和衝壓件生產成本。

 

在選定衝壓件的材料時，不僅要考慮使用性能，還（hái）應滿足衝壓加工（gōng）和後續工藝性能要求。衝壓加工對材料的基本要求如下。

 

1、具有良好的衝壓成型性能

對於成型工序，比如（rú）拉伸、折彎、打段（duàn）差、凸包（bāo）等，材料應（yīng）具有良好的衝壓成型性能，即應有良好的抗破（pò）裂性、良好的貼（tiē）模性和定形性，否則產品容易產（chǎn）生（shēng）變形、破裂（liè）等，造成（chéng）修模的困難。對於分離工序，則要求材料具有一定的（de）塑性。

 

2、具有較高的表（biǎo）麵（miàn）質量

材料表麵應光潔平（píng）整，無缺（quē）陷損傷。表麵質量好的材料，成型時不易破（pò）裂，不（bú）易擦傷模具，製件的表麵（miàn）質量也好。

 

3、材料的厚度公差應符合國家（jiā）標準

因為一定的模具間隙僅適用於一定厚（hòu）度範圍的材料，若材料（liào）厚度公（gōng）差太（tài）大；不僅直接影響製件的質量，還可能（néng）導致廢品的出現。在校正彎曲、整形等工序中，有可能（néng）因厚度正偏差過大而（ér）引起模具或壓力機的損壞（huài）。

 

衝壓常用（yòng）材料及選用

 

1、衝壓常用材料

 

衝壓生產中最（zuì）常用的材（cái）料是金屬材（cái）料（包括黑色金屬和有色金屬），但有時也用非（fēi）金屬材料（liào）。其中黑（hēi）色金屬主要有普通碳素結構鋼、優（yōu）質碳素結構鋼、合金結構鋼、碳素工具鋼、不鏽鋼、電工矽鋼等；有色金屬主要有純銅、黃銅（tóng）、青銅、鋁等；非金屬材料有紙板（bǎn）、層壓板、橡膠板、塑料板、纖維板和雲（yún）母等。

 

衝壓用金屬材料的供應狀（zhuàng）態一般是各種規格的板料和帶料。板料可用於工程模的生產，帶料（卷料）用（yòng）於連續模的生產，也可（kě）以用於工程（chéng）模（mó）的生產。板（bǎn）料的尺寸較大，可用於大型零件的衝壓（yā），也可以將板料按排樣尺寸剪裁成條料（liào）後用於中小型零件的衝壓；帶料（又稱卷料）有各種規格的寬（kuān）度，展開長度可達幾十米，成卷狀供應，適應於連續模大（dà）批量生產的自（zì）動送料。

 

關於（yú）各種材（cái）料的牌號、規格和（hé）性能，可查閱有關手冊和標準。

 

2、衝壓材料的合理選用

衝壓材料的（de）選用要考慮衝壓件的使用要求、衝壓工藝要求（qiú）及經濟性等。

 

(1)按衝壓件的使用要求合理選材

所選材料應（yīng）能使（shǐ）衝壓件在機器或部件中正（zhèng）常工作，並具（jù）有一定的（de）使用壽命。為（wéi）此（cǐ），應根據衝壓件的使用條（tiáo）件，使所選（xuǎn）材（cái）料滿足相應強度、剛（gāng）度、韌性、耐蝕性和耐熱性等力（lì）方麵的要（yào）求。

 

(2)按衝壓工藝要求合理選材

對於任何一種衝（chōng）壓件，所選的材料應能按照其衝壓（yā）工藝的要求，穩定地（dì）成形出不至於開裂或起皺的合格產品，這是（shì）最基本也是最重要（yào）的選材要求。為此，可用以下方法合理選材。

 

①試衝。根據以往的生產經驗及可能條件，選擇幾種基本能滿足衝壓件使用要求的板料進行試衝，最後選擇沒有開裂（liè）或（huò）皺折的（de）、其廢品率低的一種。這種方法結果比較直觀，但帶有較大的 盲目性。

 

②分析與對比。在分析衝壓變形性質（zhì）的基礎上，把（bǎ）衝壓（yā）成型時的最大變形程度（dù）與板料衝壓成（chéng）型性（xìng）能所允許（xǔ）采用的（de）極限變形程度進行（háng）對比，並以此作為依據，選取適合於該種零件衝壓工藝要求的板材。

 

另外，同一種（zhǒng）牌號（hào）或同一厚度的板（bǎn）材，還有冷軋和熱軋之分。我國國產板材中，厚板（bǎn）( t>4mm)為熱軋板，薄板（t<4mm）為冷軋板（也有（yǒu）熱軋板）。與熱軋板相比，冷軋板尺（chǐ）寸精確，偏差小，

 

表麵缺陷少，光亮（liàng），內部組織致密，衝壓性能更優。(注：t在模具中一般代表厚度，例如模板的厚度、材料（liào）的（de）厚度均可（kě）以用t來表示（shì）。)

 

(3)按經濟性要求合（hé）理選材

所選材料應在滿足使用性能及衝壓（yā）工藝要求的前（qián）提下，盡量價格低廉，來源（yuán）方便，經濟性好（hǎo），以降低衝壓件（jiàn）的成本。

 

★衝（chōng）壓模具的分類

 

衝壓模具的分類，一般我（wǒ）們可以簡單的把它分為（wéi）兩種，即工程模和連續模；

 

工程（chéng）模又（yòu）可以分（fèn）為複合（hé）模、拉（lā）伸模、鉚合模等，下麵簡單介紹一下這些模具（jù）的結構和作（zuò）用；

 

工程模：也稱為“單工序模”，是指在衝壓的一（yī）次（cì）行程中，隻能完成一個衝壓工序的（de）模具。這一工程打完了之後，需（xū）要人工或（huò）用（yòng）機械手（shǒu）把產品從模具裏麵取出來，然（rán）後放到下一站的（de）模具裏麵繼續生產，直到模具（jù）的最後一個工序打完，整（zhěng）個產品才算完（wán）成。這種模具維修起來簡單，但生產起來費時費力，需要花費較（jiào）多的人工和時（shí）間成（chéng）本，產品（pǐn）報廢率較高。

 

複合模：常見的複合模具結構有有（yǒu）複合下料、複合拉伸等，這種模具結（jié）構和（hé）別（bié）的工程模結構略有不（bú）同。其凸模(也稱為公模或衝頭)設計（jì）在下模（mó），其它幾塊模板依次是下夾板(固定（dìng）凸模衝頭)、下止擋板和下脫料板(外脫（tuō）)，上模依次（cì）是母模(或刀口)、內脫板和上墊板構成，內脫使用等高套筒掛在上（shàng）墊（diàn）板上麵，然後用打杆或彈簧頂著。比如用來下料的複合模，其內脫一般脫出來母模0.50mm即可，不可以低於母模，要不然母模（mó）刀口容易（yì）崩掉或者不脫料。內脫的力量要足夠大，才能把產品從母模裏麵頂出來（lái），一般如果材料比（bǐ）較厚的（de）話，我們上麵裝的是氮氣（qì）彈簧。

 

連續模：也稱“級（jí）進模”，是指（zhǐ）在衝壓的一次行程（chéng）過程中，在不同的工位上同時完成兩道或兩道以上衝（chōng）壓工序的模具，這種模具維修難度（dù）較大，需要經驗豐富的鉗工師傅來操作，但是生產起來（lái）效率很高（gāo），打（dǎ）得速度快的話一個小（xiǎo）時可以生產上千個產品，節省人工和（hé）時間（jiān）成本（běn），產品報（bào）廢率較低。

 

★彈簧的壓縮量和計算

在一套衝壓模具中，需要用到比較多的彈性材（cái）料，其中包括各種（zhǒng）不同規格的彈簧、優力膠、氮氣（qì）彈簧（huáng）等，按（àn）照不同的需要選用不同的彈性材料（liào）。像折彎、衝孔一般用普通的扁線彈簧就可以了，比如（rú）棕色（sè）彈簧，也稱為咖啡色彈（dàn）簧；如果力量不夠（gòu）就加氮氣彈簧，當然成本要高一點；優力（lì）膠一般用於（yú）拉深模具、整形模具、或整平麵度用。

 

拉深模具用優力膠（jiāo）非常不（bú）錯（cuò），當然也可以選用（yòng）氮氣彈簧。其（qí）他的像頂料銷、浮塊、兩用銷等一般用線簧或黃色彈簧，隻要可以脫料、不把產品頂出印子、頂變形就好了。優力膠的特（tè）點就是力量比較均衡，然而其壽命比較短，生產一段時間就可能裂掉（diào）了、不行了（le）、萎掉了，因此一般比較少用（yòng），通常比較常用氮氣彈簧。整平麵度優力膠用的多。

 

彈簧包括扁線彈簧、線簧等，彈簧的（de）目的就是脫（tuō）料、壓料，彈簧力度的大小（xiǎo），關係著模具生產是否順利、打（dǎ）出來的產品是否合格（gé）等。彈簧力量小了，有可能（néng）會（huì）造成產品變形、模具不脫料、產品不好（hǎo）從模具裏麵拿出來、帶料，刀口、衝（chōng）頭容易磨損等各種問題。

 

扁線彈簧一般按（àn）顏（yán）色劃分為：棕色、綠色、紅色、藍色、黃色，力（lì）量也依次（cì）減弱，顏色不同，力量大小就不同，壓縮（suō）量（liàng）也不同。

 

有（yǒu）一個土方法可以計算（suàn）彈簧的壓縮量，那是我剛進廠學模（mó）具不久，對（duì）模具還不怎麽懂，我師父教我的：事先測量一下彈簧（huáng）的總高度，再（zài）把彈簧放台虎鉗（qián）中，鎖死，然（rán）後用卡尺測量一下彈簧被夾死之後剩下（xià）的長度，再用彈簧的總長度減去這個（gè）數，再（zài）除以總長度即可，此（cǐ）方法任何彈簧（huáng）通用，比如棕色（sè）彈簧長度為（wéi）60mm，被虎鉗夾死後應（yīng）該還剩下45.6左右，然後你再用60減去（qù）45.6等於14.4，再用14.4除以60，結果等於（yú）0.24，這就是它的壓縮量。

 

彈簧按照不同生產次數，比如100萬次、50萬次、30萬次，壓（yā）縮量選的越大，彈簧壽命越（yuè）短，模具壽命也就（jiù）越短（當然彈簧打（dǎ）壞了是可以（yǐ）換的），模具生產一段時間可能彈簧就沒力了，質量差一點的彈簧還有（yǒu）可能（néng）斷在（zài）模具裏麵。一般（bān）按（àn）照30萬（wàn）次來計算彈簧的壓縮量，也就是說模具打30萬次彈簧可能就沒力了，當然一般的衝（chōng）壓模具壽命都沒那麽長，也可以按最大壓縮量來計算，按最大壓縮量來計算的話，隻能保證彈簧不打爆（bào）在模具裏麵。模具壓得死一點，對產品平麵（miàn）度也有好（hǎo）處。

 

具體的壓（yā）縮量如下表：

顏色（sè） 100次 50萬次 30萬次 最大壓縮量 棕色（sè）彈簧 16% 18% 20% 24% 綠色彈簧 19.20% 21.60% 24% 28% 紅色彈簧 25.60% 28.80% 32% 38% 藍色彈簧 32% 36% 40% 48% 黃色彈簧 40% 45% 50% 58%

 

最大壓縮量（這個彈簧可以壓下去多少），彈簧的最大壓縮量等（děng）於彈簧的自由高度（dù）乘以彈簧的最大壓縮比，例（lì）如棕色彈簧，長度為60mm，那麽它的最大壓縮量為：60*24%約等於14，這根彈（dàn）簧最大可以壓下去14個毫米，它的最大行程是14個毫米，模具的（de）行程必須小於14個毫米，超過14個毫米（mǐ），彈簧就可能會失效、變形，還有可能打斷在模具裏麵，或模具打爆，衝床（chuáng）壓不下去等。

 

模具組（zǔ）立之（zhī）前，也就是裝模之前，必須先計算（suàn）一（yī）下彈簧的壓縮量是否合適，這樣在試模的時候才不用擔心（xīn）模（mó）具會出問題、打（dǎ）爆等。