五金衝壓模具設計之（zhī）若幹經驗之談！

　　

★衝壓模具的（de）概念

衝壓模（mó）具，也稱衝模、五金模具、五金（jīn）衝壓模具，意思差不多（duō）都是一（yī）樣的。是指利用固定在衝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，使材料產生分離或成型，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。模具分為很多種（zhǒng），我這裏（lǐ）主要是針對我熟悉的五金衝壓模具來講。

 

通過模具加工出來的產品，尺寸、外觀都基本一樣，沒什麽大的區別，因為能快速成型，生產效率（lǜ）高，產品質量穩定（dìng），精度符合要求，材料利用率高，操作簡單、工人（rén）勞動強度低，對（duì）操作工人（rén）技術要求不高，一般人（rén）隻要一進（jìn）來，跟（gēn）著別人學習操作一兩天，很快就能（néng）上手，有的甚至不用一兩天，幾分鍾就（jiù）能學會。如果是產（chǎn）線主機手，要學會操作衝床、送（sòng）料機（jī）、整平機、拆模架模等，都是一些很簡單的（de）活，有力氣、肯吃苦（kǔ）耐勞就行。

 

平（píng）時注意安全（quán）不要隨便往模具（jù）裏麵放任（rèn）何的東（dōng）西在裏麵，扳手啊（ā）、剪刀啊、其它工具等不要放模具裏邊（biān），有模修來修過模具(專業術語：修模)之後，你打之前就要看（kàn）好了，看他們有沒有（yǒu）把東西忘記在模具裏麵（miàn），當然一般模（mó）修是不會犯這樣的錯誤的，不過（guò）你也要注意一（yī）下。別把模具打壞了、或者把身上手上哪裏傷（shāng）著了，幹這個切記注意安全，一不小心模具裏（lǐ）麵（miàn）東西忘記拿出來了，衝床（chuáng）打下來就有可能把模具打壞（huài），萬一裏麵的東西要是飛出來了?，人有可能（néng）也會受傷（shāng）。

 

有時候叉車叉模具的時候（hòu），沒（méi）叉好，模具掉下（xià）來了，這（zhè）個時候千萬別用手去（qù）扶，讓遠一點，模（mó）具摔壞了沒事，別把人砸到了；天車吊模具的時候也要注意離模具遠一點，小心模（mó）具晃過來碰著（zhe）了就不好了。

 

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

 

★衝（chōng）壓模具（jù）的結構（gòu）介紹

 

衝壓模具（jù）的結（jié）構（gòu）、衝模的（de）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（gòu），它的功（gōng）能（néng）也不同，生產出（chū）來的產品也不同，總的來說有簡單的，有複（fù）雜（zá）的。但是（shì）不管（guǎn）結構怎麽複（fù）雜，它的基本（běn）結構是不變（biàn）的，無外乎是若幹個模板、入塊和標準件（jiàn）。

 

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（chōng）壓模（mó）具（jù）結構，具體的模板從上到下（包括代碼編號）是：

 

上模的模板有：

上托（tuō）板，上墊腳，上模座（UPU），上墊板（UBU），上（shàng）夾板（PHU）止（zhǐ）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（diàn）腳（jiǎo），下托板；

 

 

其它的比較不（bú）常用的模板：

上蓋板（CVU），擊出板，上模板，下脫料板，下止擋板，下夾板，公模，母模等（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（de）入子，入塊：下（xià）模入塊（kuài）、下模刀（dāo）口等；

 

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

 

非標準件：外定位、內定位（wèi）、節距定位、外限位柱、內限位柱等；

 

★衝壓模具的編號

 

衝壓模（mó）具編號，一（yī）般（bān）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，比如鉚螺柱、鉚彈片等；

 

SAA、SBB中的S代表連續模，0125代表模具編號，前（qián）麵的F代表年份（fèn），哪一年生產出來的模具，就（jiù）用（yòng）代表哪一年（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（chēng）：125模具，接下來2011年生產的模具，則是G開頭，此時你再說125模（mó）具，那別人多半以為是G0125模具了。

 

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

 

如果這個連續（xù）模有兩段（duàn）的話，則在90-KNMF0125SAAPHU編號後麵用A和（hé）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，這裏沒有解釋到的，簡單做一下說明：

 

一套完整的衝壓模具結構（gòu）從上到下應（yīng）該是：

 

加工代號

 

模板

 

其它

 

編號 中（zhōng）文名稱 編號 中文名稱 M：銑床 U1U 上托板 UDE 上（shàng）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 夾板入（rù）塊 Y：外發 PPS 止擋板 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（mó）板入（rù）塊 D：搖臂鑽床 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 － －

 

“－”代替（tì）的表示這個編號不常（cháng）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（shēng）產的關係非常密切，其性（xìng）質（zhì）直接（jiē）影（yǐng）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（héng）生產和衝壓件生產成本。

 

在（zài）選定衝壓件的材料時（shí），不僅要考慮使用性能，還應（yīng）滿足衝壓加工和後續工藝性（xìng）能要求。衝壓加工對材料的基本要（yào）求如下。

 

1、具有良好的衝壓成型性能

對於成型工序，比如拉伸、折彎、打（dǎ）段差、凸包等，材料應具有良好的（de）衝壓成型性能，即應有良（liáng）好的抗破裂性、良好的貼模性和定形（xíng）性，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（gāo）的表麵質量

材料表麵應光潔平整，無缺陷損傷。表麵質量好的材料（liào），成（chéng）型時不（bú）易破裂，不易擦傷模具，製件的表麵質量也好（hǎo）。

 

3、材料的厚（hòu）度公差應符合國家標準

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

 

衝壓常用材料及選（xuǎn）用

 

1、衝壓常用材料

 

衝壓（yā）生產中最常用的材料是（shì）金屬材（cái）料（包括黑色（sè）金屬和有色金屬），但有時（shí）也用非金屬材料。其中黑色金屬主要（yào）有（yǒu）普通（tōng）碳素結構鋼、優質碳素結構鋼、合金結構鋼（gāng）、碳素工具鋼、不鏽鋼、電工矽鋼等；有色金屬主要有（yǒu）純銅、黃銅、青銅、鋁（lǚ）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（zhǒng）規格的板料和帶（dài）料。板料可用於工程模的生（shēng）產（chǎn），帶料（卷料（liào））用於連續模的生產，也可以用於工程模的生產。板料的尺（chǐ）寸較大，可用於大型零件（jiàn）的衝壓（yā），也可（kě）以將板料按排樣尺寸剪裁成條料後用於中小型（xíng）零件的衝壓；帶料（又稱卷料）有各種規格的（de）寬度，展開（kāi）長度可達幾十米，成卷狀供應，適應於連續模大批量生產（chǎn）的自動送料。

 

關於各種材料的（de）牌號（hào）、規格和性（xìng）能（néng），可查閱有關手冊和標準。

 

2、衝壓（yā）材料的合理選用

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

 

(1)按（àn）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器（qì）或部（bù）件中（zhōng）正常工（gōng）作，並（bìng）具有一定的使用壽命。為此，應根據衝壓件的使用（yòng）條件，使所選材料滿足相應強度、剛度、韌性、耐蝕性和耐熱性等力方麵的要求。

 

(2)按衝壓工（gōng）藝要求合理選材

對於任何一種衝壓件，所選的材料（liào）應能按照其衝壓工藝的要（yào）求，穩定地成形出不至於開裂或起皺（zhòu）的合格產品（pǐn），這是最基本也是最重要的選材要（yào）求。為此，可（kě）用以下方法合理選材。

 

①試衝。根據以往的生產經（jīng）驗及可能（néng）條件，選擇幾種基本能滿足衝壓件使用（yòng）要求的板料進行試（shì）衝，最後選擇沒有開裂或皺折的、其廢品率低的一（yī）種。這種（zhǒng）方法結果比較直觀，但帶有較大（dà）的 盲目性。

 

②分析與對比。在分析衝壓（yā）變形性質的基礎（chǔ）上，把衝壓成型（xíng）時的（de）最大變形程度與板（bǎn）料衝壓成型性能所（suǒ）允許采用的極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（lìng）外，同一種牌號或同一厚度的板材，還有冷軋和熱軋之分。我國國產板材中，厚板( t>4mm)為（wéi）熱軋板，薄板（t<4mm）為冷軋板（也有熱軋（zhá）板）。與熱軋板相比，冷軋板尺寸精確，偏差小，

 

表麵缺（quē）陷少，光（guāng）亮（liàng），內（nèi）部組（zǔ）織致密，衝壓性（xìng）能更優。(注：t在模具中一般代表厚（hòu）度，例如模板的厚度（dù）、材料的厚度均可以用t來（lái）表示。)

 

(3)按經濟性要求合理選材

所選材料應在滿足使用性能及衝壓工藝要（yào）求的前提（tí）下，盡量價格低廉，來源方便，經（jīng）濟性好，以降低衝壓件的（de）成（chéng）本。

 

★衝壓模具的分類

 

衝（chōng）壓模具的分類，一般我們（men）可以簡單的把它分為兩種，即工程模和連續模；

 

工程模又可以（yǐ）分為複合模、拉伸模、鉚合模等，下（xià）麵簡單介紹一下這些模具的結構和作用；

 

工程模：也稱為（wéi）“單工序模”，是指在衝壓的一次行程中，隻能完（wán）成一個衝壓工序的模具。這一工程（chéng）打完了之後，需（xū）要人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（jì）續生產，直到模具的最後一個工序打完，整個產品才算完成。這種模具維修起來簡單，但生（shēng）產起來費時費力，需要花費較多的人工和時間成（chéng）本，產品報廢率較高。

 

複合模：常見的複合模具結構有有（yǒu）複合下（xià）料、複合拉（lā）伸等，這種（zhǒng）模具結構和別的工（gōng）程模結構略有不同。其凸模(也稱（chēng）為公模或衝（chōng）頭)設計在下模，其它幾塊模（mó）板依次是下夾板(固定凸模衝頭)、下止擋板和下脫料板(外脫)，上模依次是母模(或刀口)、內（nèi）脫板和（hé）上（shàng）墊板（bǎn）構成，內脫（tuō）使用等高套筒掛在上墊板上麵，然後用（yòng）打杆或彈簧頂著。比（bǐ）如用來下料的複合（hé）模，其內脫一般脫出來母模0.50mm即可，不可以低於母模（mó），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（gòu）大，才能把產品從母（mǔ）模裏麵頂出來，一般如果材料比較（jiào）厚的話，我們上麵裝的是氮氣彈簧。

 

連續（xù）模：也稱“級進模”，是指在衝壓（yā）的一次行程過程中（zhōng），在不同（tóng）的工位上同時（shí）完成兩道或兩道以上衝壓工序的模具，這種模具維修難度較大，需要經驗豐富的鉗工師（shī）傅來操作，但（dàn）是生產起來效率很高，打得速度快的話一個小時可以（yǐ）生產上千個產品，節省人工和時間成本，產（chǎn）品報廢率較低。

 

★彈簧的壓縮量和計算

在一套衝壓（yā）模（mó）具中，需（xū）要用到比較多的彈性材料，其中包括各種不同規格的彈簧、優力膠、氮氣彈簧等，按照不同的需要選用不同的彈性材料。像折彎、衝孔一般用普通的扁線彈簧（huáng）就可以了，比如棕色彈簧，也稱為咖啡色彈簧；如果力（lì）量不夠就加氮氣（qì）彈簧，當然（rán）成本（běn）要高一點；優力膠一般用於拉深模具（jù）、整形模具、或整平（píng）麵度用。

 

拉深模具用優力膠非常不錯，當然也可以選用氮氣（qì）彈簧。其他的像頂料銷、浮塊、兩用銷等一般用（yòng）線簧或黃色彈簧（huáng），隻要可以脫料、不把產品頂出印子、頂變形就好了。優力膠的特點就是力量比（bǐ）較均衡，然而其壽命比較短，生產一段時間就可能（néng）裂掉了、不行了、萎掉了，因此一般比較少用，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（dàn）簧的目的就是（shì）脫料（liào）、壓料，彈簧力度的大（dà）小，關係著模具生產是否順利、打出來的產品是否合格等。彈簧力量小了，有可能會造成產品變形、模具不脫料、產（chǎn）品不好從模具裏麵拿（ná）出來、帶料，刀（dāo）口、衝（chōng）頭（tóu）容易磨損等各種（zhǒng）問題。

 

扁線彈簧一般按顏色劃分（fèn）為：棕色、綠色、紅色、藍色、黃色，力量也（yě）依次減弱，顏色不同，力量（liàng）大小就（jiù）不同，壓縮量也不同。

 

有一個土方法可以計算彈簧的（de）壓（yā）縮量，那是我剛進廠學模具不久，對模（mó）具（jù）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（hǔ）鉗中，鎖死，然後用卡尺測量一下彈（dàn）簧（huáng）被夾死之後剩下（xià）的長度，再用彈簧的總長度減去這個數，再除以總（zǒng）長度（dù）即可，此方（fāng）法任何彈簧通用，比如棕色彈簧長度（dù）為60mm，被虎鉗夾死（sǐ）後應該還剩下45.6左右（yòu），然後你再用60減（jiǎn）去45.6等於14.4，再用14.4除以60，結果等於0.24，這就是它的壓縮（suō）量。

 

彈簧按照不同生產次數，比如100萬（wàn）次、50萬次（cì）、30萬次，壓縮量（liàng）選的越（yuè）大，彈（dàn）簧壽命越短，模具壽命也就越短（當然彈簧打壞了（le）是可以換的），模具生產一段時間（jiān）可能彈簧就沒力（lì）了，質量差一點的彈簧還有可能斷在模具裏（lǐ）麵。一般按照30萬次來計算彈（dàn）簧的壓縮量，也就是說（shuō）模具打30萬次彈簧可能就（jiù）沒力了，當然一般的衝壓模具壽命都沒那麽長，也（yě）可以按最大（dà）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（dǎ）爆在模（mó）具裏麵。模具壓得死一點（diǎn），對產品平麵度也（yě）有（yǒu）好處。

 

具體的壓縮量如下表：

顏色 100次 50萬（wàn）次 30萬次 最（zuì）大壓縮量 棕色彈簧 16% 18% 20% 24% 綠（lǜ）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（dà）壓縮量（這個彈簧可以壓下（xià）去多少），彈簧（huáng）的最大壓縮量等於彈簧的自由（yóu）高度乘以彈簧的最大壓縮比，例如棕色彈簧，長度為60mm，那麽它的最大壓縮量（liàng）為：60*24%約等於14，這根彈簧最大（dà）可以壓下去14個毫米，它的（de）最大行程是14個毫米，模具的行程必須小於14個毫（háo）米，超過14個毫米，彈（dàn）簧（huáng）就可能會失效、變（biàn）形，還有可能打斷在模具裏麵，或模具打爆，衝床壓不下去等。

 

模具組立之（zhī）前，也（yě）就是裝模之前（qián），必（bì）須先計算一下彈簧的壓縮量是否合適，這樣在試（shì）模的時候（hòu）才不用擔心模具會出問題、打爆等。