五金衝壓模具設計之若幹經驗之談！

　　

★衝壓模具（jù）的概念

衝壓模具，也稱衝模、五（wǔ）金（jīn）模（mó）具、五金衝壓模具，意思差不多都（dōu）是（shì）一樣的。是指利（lì）用固定在衝（chōng）床或壓力機上的模具對金屬或非金屬板材施加一定的壓力，使材料產生分離（lí）或（huò）成型（xíng），從而獲得一定尺寸要求、外（wài）觀質量合格的零件的壓力加工方法。模具分為很多種，我這裏主要是針對我（wǒ）熟悉的五金衝壓模具來講。

 

通過（guò）模具加工出來的產品，尺寸、外（wài）觀都基（jī）本一樣，沒什麽大的區別，因為能快速成型，生產效率高，產品質量穩定，精度符合要（yào）求，材料利用率高，操作簡單、工人勞動（dòng）強度低，對（duì）操作工人技術要求不高（gāo），一般人隻要一進來，跟著（zhe）別人學（xué）習（xí）操作一兩天，很快就能上手，有的甚至不用一兩天（tiān），幾分鍾就能（néng）學會。如（rú）果是產線主機手（shǒu），要學會操作衝床、送料機、整平機、拆（chāi）模架模等，都是一些很（hěn）簡單（dān）的活，有力氣、肯吃苦耐勞就行。

 

平時注意安全（quán）不要隨便往模具裏麵放任（rèn）何的東西在裏麵，扳手啊（ā）、剪刀啊、其它工具等不要放模具裏邊，有模修來修過模（mó）具(專業術語：修模)之（zhī）後，你打之前就要看（kàn）好了，看他們有沒有把東西忘記在模具裏麵，當然一般模修是（shì）不會犯這樣的錯誤（wù）的，不過你也要注意一下。別把（bǎ）模具打（dǎ）壞了、或者把身上手上（shàng）哪裏傷著了，幹（gàn）這個切記注意安全，一不小心模具裏麵東西忘記拿出來了，衝（chōng）床打下來（lái）就有可能把模具打壞，萬一（yī）裏麵的東西要是飛（fēi）出（chū）來了?，人有可能也會受傷。

 

有時候（hòu）叉車叉模具的時（shí）候，沒（méi）叉好，模具掉下來了，這個時候千萬別用手去扶，讓（ràng）遠一點，模具摔壞（huài）了沒事，別（bié）把人砸到了；天車吊模具的時候也要注意（yì）離模具（jù）遠一（yī）點，小心模具晃過來碰著了就不好了。

 

搞模具這行、或與（yǔ）模具打交道經（jīng）常容易出事，新人進廠（chǎng）特（tè）別要注（zhù）意（yì）這些安全事項（xiàng）。

 

★衝壓模具的結構（gòu）介紹

 

衝（chōng）壓模具的結構、衝（chōng）模的結構，模具結構大同（tóng）小異，根據不同的產品特點及需求設計相應的（de）模具，不同的模具結構，它的功能也不同，生產出來的產品也不同，總的來說有簡單（dān）的，有複雜的。但是不管結構怎（zěn）麽複雜，它的基本（běn）結構是不變的，無外乎是若幹個模板、入塊和（hé）標準件。

 

模具（jù）一般是由若幹模板和（hé）零件（我們稱之為入塊、或入子）還有標準件組裝而成。

 

一般的衝壓模具結構，具體的（de）模板從上到下（包括代碼（mǎ）編號）是：

 

上模的模板有：

上托板，上墊腳（jiǎo），上（shàng）模座（UPU），上墊板（UBU），上夾板（PHU）止擋板（PPS），脫料板（PSU）；

 

下（xià）模的模板有：

下模板（DIE），下墊板（LBD），下模座（LPD），下墊腳，下托板；

 

 

其它的比較不（bú）常用的模板：

上蓋板（CVU），擊（jī）出板，上模板，下脫料板，下止擋板，下夾板，公模，母模（mó）等（děng）；

 

一些模具零件有：

上模的入子，入塊：夾板入塊、脫料板入塊、衝頭等；

 

下模的入子，入塊：下模入塊（kuài）、下模刀口等；

 

標準件：彈簧、六角（jiǎo）螺絲、止付螺絲、線（xiàn）簧、等高套、導柱（zhù）、導套（tào）、等高套墊片、兩用銷、頂料銷等（děng）；

 

非標準件：外定位、內（nèi）定位、節距定位、外限位柱、內（nèi）限位柱等；

 

★衝壓模具的（de）編號

 

衝壓模具編號，一般是這樣寫（xiě）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代表總共有八套（從A-H，分別是RAH、RBH……RHH），A代表第一套；RAA或RBB代表鉚合模（mó），比如鉚螺柱、鉚彈片等；

 

SAA、SBB中的S代表連（lián）續模，0125代（dài）表模具編號，前麵的F代表年份，哪一年生產出來的模具，就用代表哪（nǎ）一年（nián）的編號說明，如：F0125、G0125，如果F代表2010年，那麽2010年生產的模具F0125可以簡稱：125模具，接下來2011年生產的模具，則是G開（kāi）頭，此時你再說125模具，那別人多半以為是G0125模具了（le）。

 

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

 

如果這個連（lián）續模有兩（liǎng）段的話，則在90-KNMF0125SAAPHU編號後麵用（yòng）A和B來說明，那麽第一段的夾板應該是90-KNMF0125SAAPHUA，第（dì）二段90-KNMF0125SAAPHUB，夾板入塊90-KNMF0125SAAPHPA001、90-KNMF0125SAAPHPB001；

 

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

 

關於其它的（de）編號，這裏沒有解釋到的，簡單做一下說明：

 

一套完整（zhěng）的衝壓模具結構從上到（dào）下應該是：

 

加工代號（hào）

 

模板

 

其它

 

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

 

“－”代替的（de）表示這個編號不常見或很少用到

 

★衝壓常用材料及選用

 

衝壓所用材料的性質與衝壓生產的關係非常密切，其性質直接影響（xiǎng）衝壓工藝設計、衝壓件（jiàn）質量和產品使用壽命，還影響組織均衡生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，還應滿足衝壓加（jiā）工和後續工藝性（xìng）能要求（qiú）。衝壓加工對材料的基本要求如下。

 

1、具有良好的衝壓成（chéng）型性能

對於成型工序，比如拉伸、折彎、打段差、凸包等，材料應具有良好（hǎo）的衝壓成型（xíng）性能，即應有良好的抗破（pò）裂性、良好的（de）貼模性和定形性（xìng），否則產品容易產生變形、破裂等，造成修模的困難。對於分離工序，則要求材料具有一定的塑性。

 

2、具有較高的（de）表麵質量

材（cái）料表麵應光（guāng）潔平整，無缺陷損傷。表麵質量好的材料，成型時不易破裂，不易（yì）擦傷模具（jù），製件的（de）表麵（miàn）質量也好。

 

3、材料（liào）的厚度（dù）公差應（yīng）符合國家標準

因為一定（dìng）的模具間（jiān）隙僅適用（yòng）於一定厚度範圍的材料，若材（cái）料厚度公差太大；不僅直接影響製件的質量，還（hái）可能導致廢品的出現。在校（xiào）正彎曲、整（zhěng）形（xíng）等工序（xù）中（zhōng），有可能因厚度正偏差過（guò）大而引（yǐn）起模具或壓力機的損壞。

 

衝壓常用（yòng）材料及選用（yòng）

 

1、衝（chōng）壓常用材料（liào）

 

衝壓生產（chǎn）中最常用的材料是（shì）金屬材料（包（bāo）括黑色金屬和有色金屬），但有時也用非金屬材（cái）料。其中黑色金屬主要有普通碳素結構（gòu）鋼、優質碳素結構鋼、合金結構鋼、碳素工具鋼、不鏽鋼、電工矽鋼等；有色金屬主要（yào）有（yǒu）純銅、黃銅、青銅、鋁等；非金屬材料有紙板、層壓板、橡膠板、塑料板、纖維板和雲母等。

 

衝壓用金屬材料的供應狀態一般是各種規格的板（bǎn）料和帶（dài）料。板（bǎn）料（liào）可用於工程模的生產，帶料（卷料）用於連續模的生產，也可以用於工程模的生產。板料的尺寸較大，可用於大型零件的衝壓，也可以將板料按排樣尺寸剪裁成條料後用於中小型零件的衝壓；帶料（又稱卷料）有各種規格的寬度，展開長度可達幾十米，成（chéng）卷狀供應，適應於連續模（mó）大批量（liàng）生（shēng）產的自動送料。

 

關於各種材料的牌號、規格和性（xìng）能，可查閱有關手冊和標準。

 

2、衝壓材料的合理選用

衝壓材料的選（xuǎn）用要（yào）考慮衝壓件的使用要求、衝（chōng）壓工藝要求及經濟性等。

 

(1)按衝壓件（jiàn）的使用要求合理（lǐ）選材（cái）

所選材料應能使（shǐ）衝壓件在機器或部件中（zhōng）正常工作，並具有一定的使用（yòng）壽命。為此，應（yīng）根據衝壓件的使（shǐ）用條件，使所選材料滿足相應強度、剛度、韌性、耐蝕性和耐熱性等（děng）力方麵的要求。

 

(2)按衝壓工藝要求合理（lǐ）選材

對於任何一（yī）種衝壓件（jiàn），所選的材料應能按照其衝壓（yā）工藝的要求，穩（wěn）定（dìng）地成形出不至於（yú）開裂或起皺的合格產品，這是最基本也是最重要的選材要求（qiú）。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（chōng）壓件使用要求的（de）板料進行試衝，最後選擇沒有開（kāi）裂或皺（zhòu）折的、其廢品率低（dī）的一種。這種方法結（jié）果比較直（zhí）觀，但帶有較大的 盲目性（xìng）。

 

②分析與對比。在分析衝（chōng）壓變形性質（zhì）的基礎（chǔ）上，把衝壓成型時的最大變形程度與板料衝壓成（chéng）型性能所允許采用的極限變形程度（dù）進行對比，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，同一種牌號或同一厚度的板材，還有冷軋和熱軋（zhá）之分。我國國產板材（cái）中，厚板( t>4mm)為熱軋板（bǎn），薄（báo）板（t<4mm）為冷（lěng）軋板（也有熱軋板）。與熱軋（zhá）板相比，冷軋板（bǎn）尺（chǐ）寸精確，偏差小，

 

表麵缺陷少，光亮，內部組織致密，衝壓性（xìng）能更（gèng）優。(注：t在模（mó）具中一（yī）般代表厚度，例如模板的（de）厚度、材料的厚度均可以用t來表示。)

 

(3)按經濟性要求合理選材

所（suǒ）選材料應在滿足使用性能及衝壓（yā）工藝要求的前提下，盡量價（jià）格低廉，來源方便，經濟性好，以降低衝壓件的成本。

 

★衝壓（yā）模具（jù）的分類

 

衝壓模具的分類（lèi），一般我們可以簡單的把它分為兩（liǎng）種，即工程模和連（lián）續模；

 

工程（chéng）模又可以分（fèn）為複（fù）合（hé）模、拉伸（shēn）模、鉚合（hé）模（mó）等，下麵簡單介紹一下這些模具的結構和作用；

 

工程模：也（yě）稱為“單工序模”，是指在衝壓的一次行程中，隻能完成一個衝壓工序的模具。這（zhè）一工程打完了（le）之後，需要人工或用機械手把產品從模（mó）具裏麵取出來，然後放到下一站的（de）模具裏（lǐ）麵繼續生產，直到模（mó）具的最後一個工序打完，整（zhěng）個產品才算完（wán）成。這種模具維（wéi）修起來簡單，但生產起來費時費力，需要花費較多的人工和時間成本，產品報（bào）廢（fèi）率較高。

 

複合模：常見的（de）複合模具結構（gòu）有有複合下料、複合拉伸等，這種模具結構和別的工程模結構略有不同。其凸模(也稱為（wéi）公模或衝（chōng）頭)設計在下模，其它幾塊模板依次是（shì）下夾板(固定（dìng）凸模衝頭)、下止擋板和下（xià）脫料（liào）板(外（wài）脫)，上模依次是母模(或（huò）刀口)、內（nèi）脫板和上墊板構成，內脫使用（yòng）等高套筒掛在上墊板上麵（miàn），然（rán）後用打杆（gǎn）或彈簧頂著。比如用來下料的複合模，其內（nèi）脫一般脫出來母模0.50mm即（jí）可，不可以低於母模，要不然母模刀口容易崩掉或者不（bú）脫料。內脫的力量要足夠大，才能把產（chǎn）品從母模裏麵頂出來，一般如果（guǒ）材料比較厚（hòu）的話（huà），我們上（shàng）麵裝的是（shì）氮氣彈簧。

 

連續模：也稱“級進模”，是指在衝壓的一次行（háng）程過程中，在不同（tóng）的工位上（shàng）同時完成兩（liǎng）道或兩道以（yǐ）上衝壓工序的模具，這（zhè）種（zhǒng）模具維修難（nán）度較大，需要經驗豐富的鉗工師傅來操作，但是生產起來（lái）效率（lǜ）很高，打得速度快的話一個小時可以生產上（shàng）千個產（chǎn）品，節省人工和時間成本，產品報（bào）廢率較低。

 

★彈簧的壓縮量和計算

在一套衝壓（yā）模具中，需要用到比較多的彈性材料，其中包括各種不同（tóng）規格的彈簧、優（yōu）力膠、氮氣彈（dàn）簧等，按照不同的需要選用不同的（de）彈（dàn）性材料。像折彎、衝孔一般用普通的扁線（xiàn）彈簧就可以了，比如棕色彈簧，也稱（chēng）為咖啡色彈簧；如果力量不夠就加氮氣彈簧，當然成本（běn）要高一點；優力膠一般用於拉深模具、整形模具、或整平麵度用。

 

拉深模具用優力膠非常不錯，當然也可以選用氮氣彈簧。其他的（de）像頂料銷、浮塊、兩用銷等一（yī）般用線簧或黃色彈簧，隻要可以（yǐ）脫料、不把產（chǎn）品頂出印子、頂變形就好了（le）。優力膠的特點就是力量比較均衡，然（rán）而其壽（shòu）命比（bǐ）較短，生產一段時間就（jiù）可能（néng）裂掉（diào）了、不（bú）行了、萎掉了，因此一般比較少（shǎo）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（dàn）簧、線簧等，彈簧的目的就是脫料、壓料，彈簧力（lì）度的大小，關係著模具生產是否順利、打出來的產品是（shì）否合格等。彈簧力量（liàng）小了，有可（kě）能會造成產品變形、模具不脫料、產品不好從模具裏麵拿出來、帶料，刀口、衝（chōng）頭容易磨損等各種問題。

 

扁線彈簧一般按顏色劃分為：棕色、綠色、紅色、藍色、黃色，力量也依次減弱，顏（yán）色不同，力量大小就（jiù）不同（tóng），壓縮量也不同（tóng）。

 

有一個土方法可以計算彈簧的壓縮量，那是我剛（gāng）進廠學模（mó）具不久，對模具還不怎麽懂，我師父教我的：事先測量一下彈簧的總高度，再把（bǎ）彈簧放台虎鉗中，鎖死，然後用（yòng）卡尺測量一下彈（dàn）簧被夾死（sǐ）之後剩下的長度，再用彈（dàn）簧的總長度減去這個（gè）數，再除以（yǐ）總長度即（jí）可，此方法任何彈簧通用（yòng），比（bǐ）如棕色彈（dàn）簧長度（dù）為60mm，被虎鉗夾死後應該還剩下45.6左右，然後你再用60減去（qù）45.6等（děng）於14.4，再用14.4除以60，結果等於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（cì）、50萬次、30萬次，壓縮量選的（de）越（yuè）大，彈簧壽命越短，模具壽命也就越短（當然彈簧打壞了是可以換的），模具生產一段（duàn）時間可（kě）能（néng）彈簧就沒力了，質量差一點的彈簧還有可能斷在模（mó）具裏麵。一般按照（zhào）30萬（wàn）次來計算彈簧的壓縮量，也就是說模具打30萬（wàn）次彈簧可能就沒力（lì）了，當然一（yī）般的（de）衝壓模（mó）具壽命都沒那麽（me）長，也可以按（àn）最大壓縮（suō）量來計算，按最大（dà）壓縮量來計（jì）算的話，隻能保證彈（dàn）簧（huáng）不（bú）打爆在模具裏麵。模具壓得死一點（diǎn），對產品平麵度也有好處。

 

具體的（de）壓縮量如下表：

顏色 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（sè）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（de）最大壓縮量等於彈（dàn）簧的自由高度乘以彈簧的最大壓縮比，例（lì）如棕色彈簧，長度為60mm，那麽（me）它的最大壓縮（suō）量（liàng）為：60*24%約等於14，這根彈簧（huáng）最大可以壓下（xià）去（qù）14個毫米（mǐ），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，彈簧就可能會失效、變形，還有可能打斷在模具裏麵，或模具（jù）打爆，衝床壓不下去等。

 

模具組立之前，也就是（shì）裝（zhuāng）模之前（qián），必須先計算一下彈簧的壓縮量是否合適，這樣在試模的時候（hòu）才不用擔心模具會（huì）出問題、打爆等（děng）。