★衝壓模具的概念
衝壓模具,也稱(chēng)衝模、五(wǔ)金模具、五金(jīn)衝(chōng)壓模具,意思差不多都是一樣的(de)。是指利用(yòng)固定在衝床(chuáng)或壓力機上的模具對金屬或非(fēi)金屬板材施加(jiā)一定的壓力,使材料產(chǎn)生分離或成型(xíng),從而獲得一定尺寸要求、外觀質量合格的零件的壓力加工方法(fǎ)。模具分(fèn)為很多(duō)種,我這裏主要是(shì)針對我熟悉的(de)五金衝壓模具來講。
通過(guò)模具加工出(chū)來的產品,尺寸、外觀都基本(běn)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(fú)合要求,材料利用率高,操作簡單、工人勞動(dòng)強度低(dī),對(duì)操作工人技術(shù)要求不高,一般人隻要一進來,跟著別人學習操作一兩天,很快就能上手,有的甚至不用一兩天,幾分(fèn)鍾就能學會。如果是產線主機手,要學會操作衝床、送料機、整平機、拆模架模等,都是一些很簡單的活,有力氣、肯吃苦耐勞(láo)就(jiù)行。
平時注(zhù)意安全不要隨便往模具(jù)裏(lǐ)麵放任何的東西在裏麵,扳(bān)手啊、剪刀啊、其它工具等不要放模具裏邊,有模修來修過模具(專業術語:修(xiū)模)之後,你打之前就要(yào)看好了,看他們有沒有把(bǎ)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(nǐ)也要注意一下。別把模具(jù)打壞了、或者(zhě)把身上手(shǒu)上哪裏傷(shāng)著(zhe)了,幹這個切記注意安全,一不小心模(mó)具裏麵東西(xī)忘記拿出來了,衝床打(dǎ)下來就有可能把模(mó)具打壞,萬一裏麵的東西要是飛出來了?,人有可能也會(huì)受傷。
有時候叉車叉模具的(de)時候,沒叉好,模具掉下來(lái)了,這個時候(hòu)千萬(wàn)別(bié)用手去扶,讓遠一點,模具摔壞了沒(méi)事,別把人砸到了(le);天車吊(diào)模具的時候也要注意(yì)離模具遠一點,小心模具晃過來碰(pèng)著了就不好了。
搞模具這行、或與模具打交道經常容易出事,新人進(jìn)廠特別(bié)要注意這些安全事項。
★衝壓模具的(de)結構介紹
衝壓(yā)模具的結構、衝模(mó)的結構,模具結構大同小異,根據不同的產品特點及需求設計相應的模具,不同的模具結構,它的功能也(yě)不同,生產出來的產品也不同,總的來(lái)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,無外乎是(shì)若(ruò)幹個模板、入塊和(hé)標準件。
模具一般是由若幹模板和零件(我們稱之為入塊、或入子)還有標準件組裝而成(chéng)。
一般的衝壓模具結構,具體的模板從上到下(包括代(dài)碼編號)是:
上模的模板有:
上托板,上墊腳,上模座(UPU),上墊板(UBU),上夾板(PHU)止擋板(PPS),脫料板(PSU);
下模的模板有:
下模板(DIE),下墊板(LBD),下模座(LPD),下墊腳,下(xià)托板;
其它的比較(jiào)不常用的模板:
上蓋板(bǎn)(CVU),擊出板,上模板,下脫料板(bǎn),下止擋(dǎng)板,下夾板(bǎn),公模,母模(mó)等;
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(zǐ),入塊:下模(mó)入塊、下模刀口等;
標準件:彈簧、六角螺絲、止(zhǐ)付(fù)螺絲、線簧、等(děng)高(gāo)套、導柱、導套、等高套墊(diàn)片、兩用銷、頂料銷等;
非標準件:外定位、內定位、節距定位、外限位柱、內限(xiàn)位柱等;
★衝壓模具(jù)的編號
衝(chōng)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(bā)套(tào)(從A-H,分別(bié)是(shì)RAH、RBH……RHH),A代表第一(yī)套;RAA或RBB代表鉚(mǎo)合模,比如鉚螺柱、鉚彈片等;
SAA、SBB中的S代表連續模,0125代表模具(jù)編號,前麵的F代表年份,哪(nǎ)一年生產出來的模具,就用代表哪一年的編號說明(míng),如:F0125、G0125,如果F代表(biǎo)2010年(nián),那麽2010年(nián)生產的模具F0125可以簡(jiǎn)稱(chēng):125模具,接下(xià)來2011年生產的模具(jù),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(shàng)夾板(PHU),編(biān)號則是90-KNMF0125SAAPHU,夾板入塊90-KNMF0125SAAPHPA001;
如果這個連續模有兩段的話,則在90-KNMF0125SAAPHU編號(hào)後麵用A和B來說明,那麽第一(yī)段的夾板(bǎn)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,這裏沒有解釋(shì)到的,簡單做一下說明:
一套完整的衝壓模具結構從上到下應該是:
加(jiā)工代號
模板
其它
編號 中文名稱 編(biān)號(hào) 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(liào)板 GD:大磨床 UPU 上模座 PH2 下夾板 WC:線(xiàn)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 PPS 止擋板 UDP 上(shàng)模板入塊 HT:熱(rè)處理 PSU 脫料板 PSP 脫料(liào)板入塊 L:車床 AXD 上模板入塊 D:搖臂鑽床 DIE 下模(mó)板 DPI 下模入塊 LBD 下墊板 - - LPD 下模座 - - B2D 下墊(diàn)腳 - - B1D 下托(tuō)板 - -
“-”代替的表示這個編號不(bú)常見或很少用到
★衝壓常(cháng)用材料及選用(yòng)
衝壓所用(yòng)材料的性質與衝壓生(shēng)產的關係非常密切,其性質直接影響衝壓工藝設計、衝壓件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(zài)選定衝壓件的(de)材料時,不僅要考(kǎo)慮使用性能,還應(yīng)滿(mǎn)足衝壓加工和後續工(gōng)藝性能(néng)要求。衝(chōng)壓加(jiā)工對材料的基本要求(qiú)如下。
1、具有良好(hǎo)的衝壓成型性能
對於(yú)成型工序,比如拉伸、折彎、打段(duàn)差、凸包等,材料應具有良好的衝壓成(chéng)型性能,即應有良好的抗破裂性、良好的貼模性(xìng)和定形性,否則(zé)產品容易產(chǎn)生變形、破裂等,造成修模的困難(nán)。對於分離工序,則要求材料具有一定的塑性。
2、具有較高的表麵質量
材料表(biǎo)麵應光潔平整,無缺陷損傷。表麵質量好的材(cái)料,成型時不易破裂,不易擦(cā)傷模具,製件的表麵質量也(yě)好。
3、材料的厚度公差應符合國家標準
因為一定(dìng)的模具(jù)間隙僅適用於一定厚度範圍的材料,若材(cái)料厚度公差太大;不僅(jǐn)直接影(yǐng)響製件的質量,還(hái)可能導致廢品的出現。在校正彎(wān)曲、整形等工序(xù)中,有可能因厚(hòu)度正(zhèng)偏差過大而引起模具或壓力機的損壞。
衝壓常用材料及選用
1、衝壓常用材料
衝壓生產中(zhōng)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(fēi)金(jīn)屬(shǔ)材料。其中黑色金屬主要有普通碳素結構鋼、優質碳素結構鋼(gāng)、合(hé)金結構鋼、碳素工具鋼、不鏽鋼、電工矽(guī)鋼等;有色金屬主要有純銅、黃銅、青銅、鋁等;非(fēi)金屬材料有紙板、層壓板、橡膠板、塑料板、纖維板和雲母等(děng)。
衝壓用金屬材料的供應狀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)用於連續模的(de)生(shēng)產,也可以用於工程模的生(shēng)產。板(bǎn)料的尺寸較大,可用(yòng)於大型零件的衝壓,也(yě)可以(yǐ)將(jiāng)板料(liào)按排樣尺寸剪裁成條料後用於中小(xiǎo)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(mǐ),成卷狀供應,適應於連續模大批量生產的自動送料。
關於(yú)各種材料的牌號、規格和性能(néng),可查(chá)閱有關手冊和標準。
2、衝壓材料的合理選用(yòng)
衝壓材料的選用要考(kǎo)慮衝壓件的使用要求、衝壓工藝要求及經濟性等。
(1)按衝壓件的使用要求合理選材
所(suǒ)選材料應能使衝壓件在機器或部件中正常工作(zuò),並具有一定的使用壽命(mìng)。為(wéi)此(cǐ),應根據衝壓件的使用條件,使所選材料滿足相應強度、剛度、韌性、耐蝕(shí)性(xìng)和耐熱性等力方麵的要求。
(2)按衝(chōng)壓工藝要求合理選材
對於任何一(yī)種衝壓(yā)件,所選的材料應能按照其衝壓工(gōng)藝的要求,穩定地成(chéng)形出不至於(yú)開裂或起皺的合格產(chǎn)品,這是最基本也是最重要的選材要求。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(mǎn)足衝壓(yā)件使用要求的板料進行試衝,最(zuì)後選(xuǎn)擇沒有(yǒu)開裂或皺折的、其廢品率低的(de)一種。這種方法結果比較直觀(guān),但帶有較大(dà)的 盲目性。
②分析(xī)與對比。在分(fèn)析衝壓變形性質的基礎上,把衝(chōng)壓成(chéng)型時的最大變(biàn)形程度與板料衝壓成型性能所允許(xǔ)采用的極限(xiàn)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(gōng)藝要(yào)求的板材。
另外,同一種牌號或同一厚度的板(bǎn)材,還有冷軋和熱軋之分。我國國產板材中,厚板( t>4mm)為熱軋板,薄板(t<4mm)為冷軋板(也有熱軋板)。與熱軋板相比,冷軋板尺寸精(jīng)確,偏差小,
表麵缺陷少,光亮,內部組織致密,衝壓(yā)性能(néng)更優。(注:t在模具中一般代表厚度,例如模板的厚度、材料(liào)的厚度均可以用t來表示。)
(3)按經濟性要求合理選材
所選材料應在(zài)滿(mǎn)足使用性能(néng)及衝壓工藝要求的前提下,盡量價格低廉,來源方便,經濟性好(hǎo),以降低衝壓件的成本。
★衝壓模具的分類
衝(chōng)壓模具的分類,一般我們可以簡單的把它(tā)分為兩種(zhǒng),即工程模和連續模;
工程模又可以分(fèn)為複合模(mó)、拉伸模、鉚(mǎo)合模等,下麵簡單(dān)介(jiè)紹一下這些模具的(de)結構和作用;
工程模:也(yě)稱為“單工序模”,是(shì)指在衝壓的一次行(háng)程中,隻能完成一個衝壓工序的模具。這(zhè)一工程打完了之後,需要人(rén)工或用機械手把產品從模具裏麵取出來,然後放到下一站的模具裏麵繼續生產,直到模具的最後一(yī)個(gè)工序打完,整個產品才算完成(chéng)。這種模具維修起來簡單,但生產起來(lái)費時費力,需(xū)要花費較多的人工和時間成本,產品報廢率較高。
複合模:常見的複合模具結構有有複合下料、複合拉伸等,這(zhè)種模具結構和別的工程(chéng)模結構略有不同。其凸模(也稱為(wéi)公模或衝頭)設計在下模,其它幾塊模板(bǎn)依次是下夾板(固定凸模衝頭)、下止擋板和下脫料板(外脫),上模依次是母模(或刀(dāo)口)、內脫板和(hé)上墊板構成,內脫(tuō)使用等高套筒掛在上墊板上麵,然後用打杆或彈簧頂著。比如用來下(xià)料的複(fù)合模,其(qí)內脫一般脫出來母模(mó)0.50mm即可,不可以低於母模,要不然母模刀口容易崩掉或者不脫料。內脫的(de)力量(liàng)要足夠(gòu)大(dà),才能把產品從母模裏麵頂出來,一般如(rú)果材(cái)料(liào)比較厚的話,我們上麵裝的(de)是氮氣(qì)彈簧。
連續模:也稱“級進模”,是指在衝壓的一次行程過(guò)程(chéng)中,在不同的工位(wèi)上(shàng)同時完成兩道(dào)或兩道以上衝(chōng)壓工序的模具,這種模具維修難度較大,需要經驗豐富的鉗工師(shī)傅來操(cāo)作,但是生產(chǎn)起來效率很高,打得速度快的(de)話一個小時可以生產上千個產品,節省人工和(hé)時間成本,產品報廢率較低。
★彈簧的壓縮量和計算
在(zài)一套衝壓模具中,需要用到比(bǐ)較多的彈性材料,其中包(bāo)括(kuò)各種不同規格的彈簧(huáng)、優(yōu)力膠、氮氣(qì)彈簧等,按照不同的(de)需要選用不同的彈性材料。像折彎、衝孔一(yī)般用普通的扁(biǎn)線彈(dàn)簧就可以了,比如棕色彈簧,也稱為咖啡色彈簧;如果力量不夠就(jiù)加氮氣(qì)彈簧,當然成(chéng)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(jiāo)非常不錯,當然也可以選用氮氣彈簧。其他的像頂料銷、浮塊(kuài)、兩用銷等一般用(yòng)線簧或黃色彈簧,隻(zhī)要可以脫料、不把產品頂出印子、頂變形就好了(le)。優力膠的特點就是力(lì)量比較均衡,然而其壽命(mìng)比較短,生產一段時間就可能裂掉了、不行了、萎掉了,因此一般比較少用,通常比較常用(yòng)氮氣彈簧。整平(píng)麵度優力(lì)膠用的多。
彈簧包(bāo)括扁線彈簧、線簧等,彈簧的目的就是脫料、壓料,彈簧(huáng)力度的大小,關係著模具生產是否順利、打出來的(de)產品是否合(hé)格等。彈簧力量小了,有可能會造成產品變形、模具不脫料、產品不好從模(mó)具裏麵拿出來、帶料,刀口、衝頭容易磨損等各種問題。
扁(biǎn)線彈簧一般按顏色劃分為:棕色、綠色、紅色(sè)、藍色、黃色,力量也依次減弱,顏色不同,力量大小就不同,壓縮量也(yě)不同。
有一個土方法可以計算彈簧的壓縮量,那是我剛進廠學模具不久,對模具還不怎麽懂,我師父(fù)教我的:事先測量一下彈簧的總(zǒng)高度,再把彈簧放台虎鉗(qián)中,鎖死,然後用卡尺測量一下彈簧(huáng)被(bèi)夾(jiá)死之後剩下的長度(dù),再用彈簧的總長度減去這個數,再除(chú)以總長度即(jí)可,此方法任(rèn)何彈(dàn)簧通用,比如(rú)棕色彈簧長度(dù)為60mm,被虎鉗夾死後應該還剩下45.6左右,然後你再用(yòng)60減去45.6等於14.4,再(zài)用14.4除以60,結果等於0.24,這就(jiù)是它的壓縮量。
彈簧按照不同生產次數,比如(rú)100萬次、50萬次、30萬次,壓縮量(liàng)選的越大,彈簧壽命(mìng)越短,模(mó)具壽命也就越短(當然彈簧打壞了是可以換的),模具生產一段時間可能彈簧就沒力了,質量差一點的(de)彈簧還有可能(néng)斷在模具裏麵。一般按照30萬次來計(jì)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(de)衝壓模(mó)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(zhī)能保證彈簧不打爆在(zài)模具裏麵。模具壓得死一點,對產品平麵度也有好處。
具體的壓縮量(liàng)如(rú)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% 紅色彈簧 25.60% 28.80% 32% 38% 藍色彈(dàn)簧 32% 36% 40% 48% 黃色彈簧 40% 45% 50% 58%
最大壓縮量(這個彈簧可(kě)以壓下去多少),彈簧的最大壓縮量等於彈簧(huáng)的自由高度乘以彈簧的(de)最大壓縮比,例如棕色彈簧,長度為60mm,那麽它(tā)的(de)最大壓縮(suō)量為:60*24%約等於14,這根彈簧最大可(kě)以壓下去14個毫米(mǐ),它的(de)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(shī)效(xiào)、變形,還有可能打斷在模具裏麵,或模具打爆,衝床壓不下(xià)去等。
模(mó)具組立之前,也就是裝模之前,必須先計(jì)算一下彈簧(huáng)的壓縮量是否合適,這樣在試模的時候才(cái)不用擔心模具會出問題、打爆等。