五金衝壓模具（jù）設計之若幹經驗之（zhī）談！

　　

★衝（chōng）壓模具的概念

衝（chōng）壓模（mó）具，也（yě）稱衝模、五金模（mó）具、五金衝壓模（mó）具（jù），意思差不多都是一樣的。是指（zhǐ）利用（yòng）固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（shēng）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，我（wǒ）這裏主要是針對（duì）我熟悉的五金衝壓模具來講。

 

通過模具加（jiā）工出來的產品，尺寸、外觀（guān）都基本（běn）一樣，沒什麽大的區別，因為能快速（sù）成型，生產效率高（gāo），產品質量穩定（dìng），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），對操作工人技術要求不高，一般人隻要一進來，跟著別人學習操作一兩天，很（hěn）快就能上手，有的甚至不用一兩天，幾分鍾就能學會（huì）。如（rú）果是產線主（zhǔ）機手，要學會（huì）操作衝床、送料機、整平機、拆模（mó）架模等，都是一些很簡單的活，有力（lì）氣、肯吃苦耐勞就行。

 

平時注意（yì）安全不要隨便往模具裏麵放（fàng）任何的東西（xī）在裏麵，扳手啊、剪刀啊、其它（tā）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)之後，你打之前就要看好了，看他們有（yǒu）沒（méi）有把東西忘記在模具裏麵，當然一般模修是不會犯（fàn）這樣的錯誤的，不過（guò）你也要注意一下。別把模具打壞了、或者把身上手（shǒu）上哪裏傷著了，幹（gàn）這個切（qiē）記注意安（ān）全，一不小心（xīn）模（mó）具裏麵東西忘記拿出來了，衝床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（le）?，人有（yǒu）可能也會受傷。

 

有時候叉車叉模具的時（shí）候，沒叉好，模具掉下來了，這個（gè）時候千（qiān）萬別用手去扶，讓遠（yuǎn）一點，模具摔壞了沒事，別把人砸（zá）到了；天車吊模具的時（shí）候也要注意離模具遠一點，小心模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出事（shì），新人進廠特別要注意（yì）這些（xiē）安全事項。

 

★衝壓模具（jù）的結構介紹

 

衝（chōng）壓模具的（de）結（jié）構、衝模的結構，模具結（jié）構大同小異，根據不同（tóng）的產品特點及需求設計（jì）相應的模具，不同（tóng）的模具結構，它的功能也（yě）不同，生產出來的產（chǎn）品也不同，總的來說有簡單的，有複雜（zá）的。但是不管（guǎn）結構怎麽複雜，它（tā）的基本結（jié）構是不變的，無外乎（hū）是若幹個模板（bǎn）、入塊和標準件。

 

模具一（yī）般是由若幹模板和零件（我們稱（chēng）之為入塊、或入子）還有（yǒu）標準件組裝而成。

 

一般的衝壓模具結構，具體的模板從上（shàng）到下（包括代碼（mǎ）編號）是：

 

上模的模板有：

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

 

下模（mó）的模板有：

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

 

 

其它的比較不常用的（de）模板：

上蓋板（bǎn）（CVU），擊出板，上模板，下脫料板，下止擋板，下（xià）夾板，公模，母模等；

 

一些模具零件有：

上模的入（rù）子，入塊：夾板入塊、脫料板入塊、衝（chōng）頭等；

 

下模的入子，入塊：下模入塊、下模刀口等；

 

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

 

非標準件：外定位、內定位、節距定位（wèi）、外限位（wèi）柱、內限位柱等；

 

★衝（chōng）壓模具的編號

 

衝壓模具編號，一般是這（zhè）樣寫的（舉例）：

 

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

 

連續（xù）模：90-KNMF0125SAA，90-KNMF0125SBB

 

後麵（miàn）的RAH，R代表工程模，H代表（biǎo）總共有八套（從A-H，分別是RAH、RBH……RHH），A代表第一套（tào）；RAA或RBB代表鉚合模，比（bǐ）如鉚螺柱、鉚彈片等；

 

SAA、SBB中的S代表連續模，0125代（dài）表模具編號，前麵的F代表（biǎo）年份，哪一年生產出來的（de）模具，就用代表哪一年的（de）編號說明，如（rú）：F0125、G0125，如果F代表（biǎo）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開頭，此時你再說125模具，那（nà）別人多半以為是G0125模（mó）具了。

 

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

 

如果這個連續模有兩段的話，則在90-KNMF0125SAAPHU編號後麵用A和B來（lái）說明，那麽第一段的夾板應該（gāi）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（yī）套完（wán）整的衝壓（yā）模具結構從上到下應該（gāi）是：

 

加工代號

 

模板

 

其它

 

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（xià）脫料板 GD：大磨（mó）床 UPU 上模座 PH2 下夾板 WC：線（xiàn）切割（gē） UBU 上墊板 ?PUN 衝頭 W/E：放電 PHU 上夾板 PHP 夾板（bǎn）入塊 Y：外發 PPS 止擋板 UDP 上模板入塊 HT：熱處理（lǐ） PSU 脫（tuō）料板（bǎn） PSP 脫料板入塊 L：車床 AXD 上模板入塊 D：搖臂鑽床 DIE 下模板 DPI 下模入塊 LBD 下墊板 － － LPD 下模座（zuò） － － B2D 下墊腳 － － B1D 下托板 － －

 

“－”代替的表示這個（gè）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產（chǎn）的關係非常（cháng）密切，其性質直接影響衝壓工（gōng）藝設計、衝（chōng）壓件質量和產品使用壽命（mìng），還影響組織均衡生產和衝壓件生產成本。

 

在選定衝（chōng）壓件的材料時，不僅要考慮（lǜ）使用性能，還應滿足（zú）衝壓加工和後續工藝性能要求。衝（chōng）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，比如拉（lā）伸、折彎、打段差、凸包等，材料應具（jù）有良（liáng）好的（de）衝壓成型性能，即應有良好的抗破裂性、良好的貼模（mó）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（yī）定的塑性。

 

2、具有較高的表麵質量

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

 

3、材料的厚度公差應符合（hé）國家標（biāo）準

因為一（yī）定的模具（jù）間隙僅適用於一定厚度範圍的材料，若材料厚度公差太大；不僅（jǐn）直接影（yǐng）響製（zhì）件的質量，還可能導致廢品的出現（xiàn）。在校正彎（wān）曲、整形等工序中，有可能（néng）因厚度正（zhèng）偏差過大而（ér）引起模具或壓（yā）力機的損（sǔn）壞。

 

衝壓常（cháng）用材料及選用

 

1、衝壓（yā）常用材料

 

衝壓生產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（yǒu）時也用非金屬材料。其中黑色金屬主（zhǔ）要有普通碳素結構（gòu）鋼、優質碳素結構鋼、合金結（jié）構鋼、碳素工具（jù）鋼（gāng）、不鏽鋼、電工矽鋼等（děng）；有色金屬主要有純銅、黃銅、青銅、鋁等；非金屬材料有紙（zhǐ）板（bǎn）、層壓板、橡膠板、塑料板、纖維板和雲母等。

 

衝壓用金屬材料的（de）供應（yīng）狀態一般是各種（zhǒng）規格的板料和帶料。板（bǎn）料可用（yòng）於工（gōng）程模的生產，帶料（卷料）用於（yú）連續（xù）模的生產，也可以（yǐ）用於工程模的生產。板料的尺寸較大，可用於（yú）大型零件的衝壓，也可以將（jiāng）板料按排樣尺寸剪裁成（chéng）條料（liào）後用於中小型零件（jiàn）的衝壓；帶料（liào）（又稱（chēng）卷料）有各種規格的寬度，展開長度可達（dá）幾十米，成卷狀供（gòng）應，適應於連（lián）續模大批量生產的自動（dòng）送料。

 

關於各種（zhǒng）材（cái）料的（de）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（yòng）要考慮衝壓（yā）件（jiàn）的使用（yòng）要求、衝壓工（gōng）藝要求及經濟性等。

 

(1)按衝（chōng）壓件的使用要求合理選材

所選材料應能使衝壓件在機（jī）器（qì）或部件中正常工作，並具有一定的使用壽命。為此，應根據衝壓件的使用條件，使所選材料滿足相應強度（dù）、剛度、韌性、耐（nài）蝕性和耐熱性等力方麵的要求。

 

(2)按衝壓工藝要求（qiú）合（hé）理選材

對於任何一種衝壓件，所選的材料應能按照其（qí）衝壓工藝的要求，穩定地成（chéng）形（xíng）出不（bú）至於（yú）開裂或起（qǐ）皺的合格產品，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（xuǎn）擇幾種（zhǒng）基（jī）本能滿足衝壓件使用（yòng）要求（qiú）的板料（liào）進行試衝，最後選擇沒有開裂或皺折的、其（qí）廢品率低的一種。這種方法結果比較直觀，但帶有較（jiào）大的（de） 盲目性（xìng）。

 

②分析與（yǔ）對比。在分析衝壓變形性質的基礎上，把衝（chōng）壓（yā）成型時的（de）最大變形程度與板料衝壓成型性能所允許采用的（de）極限變形程度進行對比，並以此作（zuò）為依據，選取適合於該種零件衝（chōng）壓工（gōng）藝要（yào）求的板材。

 

另外，同一種牌號或（huò）同一厚度（dù）的板材，還有冷軋和熱（rè）軋（zhá）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（bǎn）尺寸精確，偏差小，

 

表麵缺陷少，光亮，內部組織致密，衝壓性能更（gèng）優。(注：t在模具中一般代表（biǎo）厚（hòu）度，例如模板的厚度、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（cái）料應在滿足使用性能及（jí）衝壓工藝要（yào）求的（de）前提下（xià），盡量價格低廉，來源方便，經濟性好，以降（jiàng）低衝壓件的成本。

 

★衝壓（yā）模具的分（fèn）類

 

衝壓模具的分類，一般我們可以簡單的把它（tā）分為兩種，即工程模（mó）和連續模；

 

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

 

工程模：也稱為“單工序模”，是指在衝壓（yā）的一次行程中，隻能完成一個衝壓工序的模具。這一工（gōng）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，然後放到下一站（zhàn）的模具裏麵繼續生產，直到模具的（de）最後一個（gè）工序打完（wán），整個產品才算完成。這種模具維修起來簡單，但生產起來費時費力，需要花費較多的人工和時間成本，產品報廢（fèi）率較高。

 

複合模：常見的複合模具結（jié）構有有複合下料、複合拉伸等，這種模具結構和（hé）別的工程模結構略有不同。其凸模(也稱（chēng）為公模或衝頭)設計在下模（mó），其它幾塊模板依次是下夾板(固定凸模衝頭)、下止擋板和下脫（tuō）料（liào）板(外脫（tuō）)，上模（mó）依次是母模（mó）(或刀口)、內脫板（bǎn）和上墊板構成，內脫使用等（děng）高套筒掛在上墊板上麵，然後用打杆（gǎn）或彈簧頂著。比如用來下料（liào）的複合（hé）模，其內（nèi）脫一般脫出來母模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。內脫的力量（liàng）要（yào）足夠大，才能把產品從母模裏麵頂出來，一般如果材料比較厚的話，我們上（shàng）麵裝的（de）是氮氣彈簧。

 

連續模：也稱“級進模”，是指在（zài）衝壓的一次行（háng）程過程中，在不同的工位上同時完成兩道或兩道以上衝壓工序（xù）的模具，這種模（mó）具維修（xiū）難度較大，需要經驗豐富的鉗工師傅來操作，但是生（shēng）產起來效率很高，打得速度快（kuài）的話一（yī）個小時可以生產上千個產品，節省人工和時間成（chéng）本，產品報廢率較低。

 

★彈簧（huáng）的壓縮（suō）量和計算

在一套衝（chōng）壓模具中，需要用到比較多的彈性材料，其中包括各種（zhǒng）不同規格的彈簧、優力膠、氮氣彈簧等，按照不同的需要（yào）選用不同的（de）彈性材料。像折彎、衝孔一般用普通的（de）扁（biǎn）線彈簧就可以了，比如棕色彈簧，也稱為咖啡色彈簧；如果（guǒ）力量不夠就加氮（dàn）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（jù）、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。其他的像頂料銷、浮塊（kuài）、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。優力膠的特點就是力（lì）量比較均衡，然而其壽命比較短，生產（chǎn）一段時間就可能裂（liè）掉了、不行了、萎（wěi）掉了（le），因此一般比較少用，通常比較常用氮氣（qì）彈簧。整平麵度優力膠用的多。

 

彈簧包括扁線彈簧、線簧等，彈簧的目（mù）的就是脫料、壓料，彈簧力度的大小，關係著模具生產是否（fǒu）順（shùn）利、打出來的產品是否合格等。彈簧力量小了（le），有可（kě）能會造成產品變形、模（mó）具不脫料、產品不好（hǎo）從模具裏麵拿出來、帶料，刀口、衝頭容易磨損等各（gè）種問題。

 

扁線彈簧一般按顏色劃分為（wéi）：棕色、綠色、紅（hóng）色、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（mó）具還不怎麽懂，我師父（fù）教我的：事先測量一下彈簧的總高（gāo）度，再把彈簧放台虎鉗中，鎖死，然後用卡尺測量一下彈簧（huáng）被夾死之（zhī）後剩（shèng）下的長度，再用彈簧的總長度減去這個數，再除以總長度即可（kě），此方法任何彈簧通用，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60減去（qù）45.6等於14.4，再用14.4除以60，結果等於0.24，這就是它的壓縮量。

 

彈簧按（àn）照不同生產次數，比如100萬次、50萬次（cì）、30萬次，壓縮量選的越大，彈簧壽命（mìng）越短，模具壽命也就越短（當然彈簧打壞了是可以換的），模具生產一段時間（jiān）可能彈簧就沒力了，質量差一點的彈簧還有可能斷在模具裏麵。一般按照（zhào）30萬次來計算彈簧的（de）壓縮量，也就是說模具打30萬次彈（dàn）簧可能就沒力了，當然一般的衝壓模具壽命都沒那麽長，也可以按最大壓縮量來計算，按最（zuì）大壓縮量來計算的（de）話（huà），隻（zhī）能保證彈簧不打爆在模具裏麵。模具壓得死一（yī）點，對產品平麵度也有好處（chù）。

 

具體的壓縮量如下表：

顏色 100次 50萬次 30萬次 最大壓縮量 棕色彈簧 16% 18% 20% 24% 綠（lǜ）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（huáng）色彈簧 40% 45% 50% 58%

 

最大壓縮量（liàng）（這個彈簧可以（yǐ）壓下去多少），彈簧的最大壓縮量等於彈簧的自由高度（dù）乘以彈簧的最大壓縮比，例如棕色彈簧，長度為60mm，那麽它的（de）最（zuì）大壓縮量為：60*24%約等（děng）於14，這根彈簧最大可以壓（yā）下去14個毫米，它的最大行程（chéng）是（shì）14個毫米，模具的行程必須小（xiǎo）於14個毫（háo）米，超過14個毫米，彈簧就可能會失效、變形（xíng），還有可能打斷在模具裏麵，或模具打爆，衝床壓不下去等。

 

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