五金衝壓模具設計之若幹（gàn）經驗之談！

　　

★衝壓模具的概念

衝（chōng）壓模（mó）具，也稱衝模、五金模具、五金衝壓模具（jù），意思差不多都是一樣（yàng）的（de）。是（shì）指利用固定在衝床或壓（yā）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（shēng）分離或成型，從而獲得一定尺寸要求、外觀質量合格（gé）的零件的（de）壓力加工方法。模具分（fèn）為很多種，我這裏主要是針對我熟悉（xī）的五（wǔ）金衝壓模具來講。

 

通過模具加工（gōng）出來的產品，尺寸、外觀都基本一樣，沒什麽大的區別，因為能快速成型，生產效率高（gāo），產品質量穩定，精度符（fú）合要求，材料利用率（lǜ）高，操作簡單、工（gōng）人勞動強度低，對操作工人技術要求不高，一般人隻要一進來（lái），跟著別人學習操作一兩（liǎng）天，很快就能（néng）上手，有的甚至不用（yòng）一兩天，幾分鍾就能學會。如果是產線主機手，要學會操作衝床（chuáng）、送料機（jī）、整平機、拆模架（jià）模等，都是一（yī）些很簡單的活，有力（lì）氣、肯吃苦耐（nài）勞就行。

 

平時注意安全不要（yào）隨便往模具（jù）裏（lǐ）麵放任何的東西在裏麵（miàn），扳手啊、剪刀啊、其它工具等不要放模（mó）具（jù）裏邊（biān），有模修來修過模具(專業術語：修模)之後，你打之前就要看好了，看他們有沒有把東西忘記在模（mó）具裏麵，當（dāng）然一般模修是不會犯這樣（yàng）的錯誤的，不過你（nǐ）也要注意一下。別把模具打壞了、或者把身上（shàng）手上（shàng）哪裏傷著了，幹這個切記（jì）注意安全，一不小心模具裏麵東西忘記拿出來了，衝床打下（xià）來就（jiù）有可能把模具打壞，萬（wàn）一裏麵的東西要是飛（fēi）出來（lái）了?，人有可（kě）能也會受傷。

 

有時（shí）候叉（chā）車叉模具的時候，沒叉好，模具掉下（xià）來了，這（zhè）個（gè）時候千萬別用手（shǒu）去扶，讓遠一點，模具摔壞了沒事，別（bié）把人砸到了；天車吊模具的時候（hòu）也要注意離模具（jù）遠一點，小心模具晃過來碰著了就（jiù）不好了（le）。

 

搞模具這行、或與模具（jù）打（dǎ）交道經常容易出事，新人進（jìn）廠特別要注意這（zhè）些安全事項。

 

★衝（chōng）壓（yā）模具的結構介紹

 

衝壓模具的結構、衝模的結構（gòu），模具結構大同（tóng）小異，根據不（bú）同的產品特點及（jí）需求設計相應的模具，不同（tóng）的模具結構，它的功能也不同，生產出來的產品也不（bú）同，總的來（lái）說有簡單的，有複雜的（de）。但是不管結構怎（zěn）麽複雜（zá），它的基本結構是不變的，無外（wài）乎是若幹個模板、入塊和標準件。

 

模具一般（bān）是由若幹模（mó）板和零件（我們稱之為入塊、或入（rù）子）還有標準（zhǔn）件組裝而成。

 

一般（bān）的（de）衝（chōng）壓模具結構，具體的模板從上到下（包括代碼編號）是：

 

上模的（de）模板（bǎn）有：

上托板，上墊腳，上模座（UPU），上（shàng）墊板（bǎn）（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（xià）墊板（LBD），下模座（LPD），下墊腳，下托板；

 

 

其它的比較不常用的模板：

上蓋板（CVU），擊（jī）出板，上模板，下脫料板，下止擋板，下夾板（bǎn），公模，母（mǔ）模等；

 

一些模具零件有：

上模的入子，入塊：夾板入塊（kuài）、脫料板入塊、衝頭等；

 

下模的入子，入塊：下模入塊、下模刀口等；

 

標準件：彈簧（huáng）、六角螺絲、止付螺絲、線簧、等高（gāo）套、導柱、導套、等（děng）高套墊片、兩用銷、頂料銷等；

 

非標準件：外定位、內定位、節距定（dìng）位、外限位柱、內限（xiàn）位柱等；

 

★衝壓模具的編（biān）號

 

衝壓（yā）模具編號，一般是這（zhè）樣寫的（舉（jǔ）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，比如鉚（mǎo）螺柱（zhù）、鉚彈片等（děng）；

 

SAA、SBB中的S代表連續模，0125代（dài）表模具編號，前麵的F代表年份，哪一年生產（chǎn）出來（lái）的模具，就用代（dài）表哪一年（nián）的編（biān）號說明（míng），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（lái）2011年生產的模具，則是G開頭，此時你再說125模具，那別人多半以為是G0125模具了。

 

其它的比如上夾板（PHU），編號則（zé）是90-KNMF0125SAAPHU，夾板（bǎn）入塊90-KNMF0125SAAPHPA001；

 

如果這個連續模有兩段的話，則在90-KNMF0125SAAPHU編號（hào）後麵用（yòng）A和B來說明，那麽第一段的夾板應該是90-KNMF0125SAAPHUA，第二段90-KNMF0125SAAPHUB，夾板入塊90-KNMF0125SAAPHPA001、90-KNMF0125SAAPHPB001；

 

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

 

關於其它的編號，這裏沒有（yǒu）解釋到的，簡單（dān）做一下說明：

 

一套完整的衝壓模（mó）具結構從上到下應該是（shì）：

 

加工代號

 

模（mó）板

 

其它

 

編號 中文（wén）名稱 編號 中文名稱（chēng） 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 上夾板 PHP 夾（jiá）板入塊 Y：外發（fā） PPS 止擋板 UDP 上模板入塊 HT：熱處理 PSU 脫料板 PSP 脫（tuō）料板入塊 L：車床 AXD 上模板入塊 D：搖臂鑽床 DIE 下模板 DPI 下模入（rù）塊 LBD 下墊板 － － LPD 下模座 － － B2D 下墊腳 － － B1D 下托板 － －

 

“－”代替的表示這個編號不常見或很少用到

 

★衝壓（yā）常用材料及選用

 

衝壓所用材料（liào）的性質（zhì）與衝壓生產的關係非（fēi）常（cháng）密（mì）切，其性質直接（jiē）影響衝壓工（gōng）藝設計、衝壓（yā）件質量和（hé）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（yā）件的材（cái）料時，不（bú）僅要考慮（lǜ）使用性能，還（hái）應滿足（zú）衝壓加工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（jù）有良好的衝壓成型性能

對於成型工序，比如拉伸、折彎、打段差、凸包等，材料應具有良好的衝（chōng）壓成型性能，即應（yīng）有良好的（de）抗破裂性、良好的貼模（mó）性和定形（xíng）性，否則產品容易產（chǎn）生變形（xíng）、破裂等，造成修模的困難。對於分（fèn）離（lí）工序（xù），則（zé）要求材料具有一定的塑性。

 

2、具有較高（gāo）的表麵質量

材料表麵（miàn）應光潔平（píng）整，無缺陷損（sǔn）傷（shāng）。表麵質量好的材料，成型（xíng）時不易破裂，不易擦傷模具，製件的表麵質量也好。

 

3、材（cái）料的厚度公差應符合國家標準（zhǔn）

因為一定的模具間（jiān）隙僅（jǐn）適用於一定厚（hòu）度範圍的材料，若材料厚度公（gōng）差太大；不僅直（zhí）接影響製件的質量，還可能導（dǎo）致廢品（pǐn）的（de）出現（xiàn）。在校正彎曲、整形等工序中，有可能因厚度正偏差過大而引起模具或壓力機的損壞。

 

衝壓常用材料及（jí）選（xuǎn）用

 

1、衝壓常用材料

 

衝（chōng）壓生產（chǎn）中最常用的材料是金屬材料（包括黑色金屬和有色金屬），但有時也用非金（jīn）屬（shǔ）材料。其中黑色（sè）金屬主要（yào）有普通碳素結構鋼、優質碳素結構鋼、合金結構鋼、碳素工具鋼、不鏽鋼、電工（gōng）矽（guī）鋼等；有色金（jīn）屬主要有純銅、黃銅、青銅、鋁等；非金屬材料有紙板、層壓板、橡膠板（bǎn）、塑料板、纖維板和雲母等。

 

衝（chōng）壓用金屬材料的供應狀態一般（bān）是各種（zhǒng）規格的（de）板料和帶料。板料可用於工程模的生產，帶料（卷（juàn）料）用（yòng）於連續模的生產，也可以用（yòng）於工（gōng）程模的（de）生產。板料的尺寸（cùn）較大，可用於（yú）大型零件的衝壓，也可以將板料按排（pái）樣尺寸剪裁成條料後用於中小型零件（jiàn）的衝壓；帶料（又稱卷料）有各種規格的寬度（dù），展開長（zhǎng）度可達幾十（shí）米，成卷狀供（gòng）應，適應（yīng）於連（lián）續模大批量生產的自動送料。

 

關於各種材（cái）料的牌號、規格和性能，可查閱有關手冊和標準。

 

2、衝壓材料的合理選用

衝壓材料的選用要考慮衝壓件的使（shǐ）用要求、衝壓工藝要（yào）求及（jí）經濟性等。

 

(1)按衝壓件的使用要求（qiú）合理選材

所選材料應能使衝壓件在機（jī）器或部件中正常工作，並具有一定的使用壽命（mìng）。為此，應（yīng）根據（jù）衝壓件的使用條件，使所選材料（liào）滿足相應強度、剛度、韌性、耐蝕（shí）性和耐熱性等力方麵（miàn）的要求。

 

(2)按衝壓工藝要求合理選材

對於任何一種衝壓件，所選（xuǎn）的材料應能按照其衝（chōng）壓工（gōng）藝的要求，穩定地成形（xíng）出不至於（yú）開（kāi）裂或起（qǐ）皺的合格產（chǎn）品，這是最基本也是最重要（yào）的選材要求（qiú）。為此，可用以（yǐ）下方法（fǎ）合（hé）理選材。

 

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

 

②分析與對（duì）比。在分析（xī）衝壓變形性質的基礎上，把衝壓成型時的最大（dà）變形程度與（yǔ）板（bǎn）料衝（chōng）壓成型性能所允許采用的極（jí）限變形程度進行對比，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（tóng）一厚度的板材，還有冷軋和熱（rè）軋之分。我國國產板材中（zhōng），厚板( t>4mm)為熱軋（zhá）板，薄板（t<4mm）為冷軋板（也（yě）有熱軋板）。與（yǔ）熱軋板相比，冷軋板尺寸精（jīng）確，偏差小，

 

表麵缺陷少，光亮，內部（bù）組織致密，衝壓性能更優。(注：t在模具中一般代表（biǎo）厚度，例如模板的厚度、材（cái）料的厚度均可以用t來表示。)

 

(3)按經濟（jì）性要求合理選材

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

 

★衝壓模具的分類

 

衝壓模具的分類，一般我們可以簡單的把它分為兩種，即工程模和連續模；

 

工（gōng）程模又（yòu）可以分為（wéi）複合模、拉伸（shēn）模（mó）、鉚（mǎo）合（hé）模等，下麵簡單介（jiè）紹一下這些模具的結構和作用；

 

工程模：也（yě）稱為“單工序（xù）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。這一工程打完了之後，需要人工或用機械手把產品從模具裏麵取出來，然後放到下（xià）一站的模具裏麵（miàn）繼續生產，直到模具的最後一個工序（xù）打完，整個產品才算完成。這種模具維修起來簡（jiǎn）單，但生產起（qǐ）來費時（shí）費力，需要花（huā）費較多的人（rén）工和時間成本，產品報廢率較高。

 

複合模：常見的複（fù）合（hé）模具結構有（yǒu）有複合下料、複合拉伸等（děng），這種模具結構和別的工程模結構略有不同。其（qí）凸模(也稱為公模或衝頭)設（shè）計在下模，其它（tā）幾塊（kuài）模板依次是下夾板(固定凸模衝頭)、下止擋板和下脫料板(外脫)，上模依（yī）次是母模(或刀口)、內脫（tuō）板和上墊板構成，內脫使用等高套筒掛在上墊板上麵，然後用打杆或彈（dàn）簧（huáng）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（kě），不（bú）可以低於母模，要不然母模刀口容易崩掉或者不脫料。內脫（tuō）的力量要足夠大，才（cái）能把產品從母模裏麵頂出來，一般如果材料比較厚的（de）話（huà），我們上麵裝的是氮氣彈簧。

 

連續模：也稱“級進模”，是指在衝壓的一次行程過程（chéng）中，在不同的工位上同時完成兩道或（huò）兩道以上衝壓工序的模具，這種模（mó）具維修難度較大，需要（yào）經驗豐富的鉗工（gōng）師傅（fù）來操作，但是生產起（qǐ）來效率很高，打得速度快（kuài）的話一個小時可以（yǐ）生產上千個產品，節省人工和時間成本，產（chǎn）品報（bào）廢率較低。

 

★彈簧的壓縮量（liàng）和計（jì）算

在一套衝壓（yā）模具中，需要用（yòng）到比較多的彈性材料，其中包括各（gè）種不同規格的彈簧、優力膠、氮（dàn）氣（qì）彈簧等，按照不同的需要（yào）選用不同的彈性材料。像折彎、衝孔一般用普通的扁線（xiàn）彈簧就可以了（le），比如棕色彈簧，也稱為咖啡色彈簧；如果（guǒ）力量不夠就加氮氣彈簧，當然成本要高一點；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（xuǎn）用氮氣彈簧。其他的（de）像頂料銷、浮塊、兩（liǎng）用銷等一般用線簧或黃色彈（dàn）簧，隻要可（kě）以脫料、不（bú）把產品頂出（chū）印子、頂變形就好了。優力膠的特點就是力量比較均衡，然而其壽（shòu）命比較短，生產一段時間就可能裂掉了、不行了、萎掉（diào）了，因此一般比較少用，通（tōng）常比較常用（yòng）氮氣彈簧。整平麵度優力膠用（yòng）的多。

 

彈（dàn）簧包（bāo）括扁線彈簧、線簧等，彈簧的目的（de）就是脫料、壓料，彈（dàn）簧力度的（de）大小，關係著（zhe）模具生產是（shì）否順利、打（dǎ）出來的產品是否合格等。彈簧（huáng）力量小了，有可能會造成（chéng）產品變形、模具不脫料、產品不好從模具裏（lǐ）麵拿出來、帶料，刀（dāo）口、衝頭容易磨損等各種問題。

 

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

 

有一（yī）個土方法可以計（jì）算彈簧的壓縮量（liàng），那是我剛進廠（chǎng）學模具不久，對模具（jù）還不怎麽懂，我師父教我的：事先測量一下（xià）彈簧的總高度，再把彈簧放台虎鉗中，鎖死，然後用（yòng）卡尺測量一下彈簧被夾死之後剩下的長度，再用（yòng）彈簧的總長（zhǎng）度減去這個數（shù），再除以總長度即可，此方法任何彈簧通用，比（bǐ）如棕色彈簧長度為60mm，被虎鉗夾死後（hòu）應該還（hái）剩下45.6左右，然後你再（zài）用60減（jiǎn）去45.6等於14.4，再用14.4除以60，結果（guǒ）等於0.24，這就是它的壓縮量。

 

彈（dàn）簧按照不同生產次數，比如100萬（wàn）次、50萬次、30萬次，壓縮量選的（de）越大，彈簧壽命越短，模具（jù）壽命也就越短（當然彈簧（huáng）打壞了是可（kě）以換的），模具生產一段（duàn）時間可能彈簧就（jiù）沒力（lì）了，質量差一點的（de）彈簧還有（yǒu）可能斷在模具裏麵。一般按照30萬次來計算彈（dàn）簧的壓縮量，也就是說（shuō）模（mó）具打30萬次彈簧可能就沒力了，當然一般的衝壓（yā）模具壽命都沒那麽長，也可以按（àn）最大壓縮量（liàng）來計算，按最大壓縮量來計算的話，隻能保證彈簧不打爆在模具裏麵（miàn）。模具壓得死一點，對產品平麵度也有好處。

 

具體（tǐ）的壓縮量如下表：

顏色 100次 50萬次 30萬次 最大壓縮量 棕色彈簧 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（dàn）簧 40% 45% 50% 58%

 

最大壓縮量（這個彈簧可以壓下（xià）去多少），彈簧的最大壓縮量等於彈簧（huáng）的（de）自由（yóu）高度乘以彈簧的最（zuì）大壓縮比，例如棕（zōng）色彈簧，長度為60mm，那麽它的最大壓縮量為：60*24%約等於14，這根彈簧最大可以壓下（xià）去14個毫米，它的最大行程是14個毫（háo）米，模具的行程必須小於14個毫米，超過14個毫（háo）米，彈簧（huáng）就可能會失效、變形，還有可能打斷在模具裏（lǐ）麵，或模具（jù）打爆，衝床壓不下去等。

 

模具組立之前，也就是（shì）裝模（mó）之前，必須先計算一下（xià）彈簧的壓縮量是否合適，這樣在試模的時候（hòu）才（cái）不用擔心模（mó）具會出問題、打爆等。