五金衝壓模具設計之若幹經驗之談！

　　

★衝（chōng）壓（yā）模具（jù）的概念

衝壓模具，也稱衝模、五金模具、五金衝壓模具，意思差（chà）不多都是一樣的。是指利用（yòng）固定在衝（chōng）床或壓力機上的模具對金屬或非（fēi）金屬板材施（shī）加一定的壓力，使材料產生分離或成型（xíng），從而獲得一定尺寸要求、外觀質量合格的（de）零件的壓力（lì）加工方法。模具分為（wéi）很多種，我這（zhè）裏主要（yào）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（chǎn）品，尺（chǐ）寸、外觀都（dōu）基本一樣，沒什麽大的區別，因為能快速成型，生（shēng）產效率高（gāo），產（chǎn）品質量穩定，精度符合要求，材料利（lì）用率高，操作簡單、工人勞動強度低，對操作工人技術要求不高，一（yī）般人隻要一進來，跟著別（bié）人學習操作一兩天，很快就能（néng）上手，有（yǒu）的甚至不用一兩天，幾分鍾就能學會。如果是產線主機手，要學（xué）會操作衝床、送料機、整平機、拆模架模等，都是一（yī）些很簡單的活，有力氣、肯吃苦耐勞就行。

 

平時注（zhù）意（yì）安全不（bú）要隨便往模具裏麵（miàn）放任（rèn）何的東西在裏麵，扳手啊（ā）、剪刀啊（ā）、其它工具等不（bú）要（yào）放（fàng）模具（jù）裏邊，有（yǒu）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（yǒu）把東西忘（wàng）記在模具裏麵，當然一般模修（xiū）是不會犯這（zhè）樣的錯（cuò）誤的，不過你也要注（zhù）意一下（xià）。別把模具打（dǎ）壞了、或者把身（shēn）上手上哪裏傷著了，幹這個（gè）切記注意安全，一不小心模（mó）具裏麵東西忘記拿出來了，衝床打（dǎ）下來就有（yǒu）可能把模具打壞（huài），萬（wàn）一裏麵的東西要是飛出來了?，人有可（kě）能也會受傷。

 

有時（shí）候叉車叉模具的時候，沒叉好，模具掉下來了，這（zhè）個（gè）時候千萬別用手去扶，讓遠一點，模具摔壞了沒事，別把人砸到了；天車吊模具的時候也要注意離模具遠一（yī）點，小心模具（jù）晃過來碰著了就不好了。

 

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

 

★衝壓模具的結構介紹

 

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

 

模具（jù）一般是由（yóu）若幹模板和零（líng）件（我們稱（chēng）之為入塊、或（huò）入子）還有標準件組裝而成。

 

一般的衝壓模具結構，具體的模板從上到下（包括代碼（mǎ）編號）是：

 

上模的模板有：

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

 

下模的模板有：

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

 

 

其它的（de）比較不常用的模板：

上蓋板（CVU），擊出板，上模板，下脫料板，下止擋板（bǎn），下夾（jiá）板，公（gōng）模，母（mǔ）模等；

 

一些模具零件有：

上模的入（rù）子，入塊（kuài）：夾板入塊、脫（tuō）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、六角螺絲、止付螺絲、線簧、等高套、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、節距定位、外限位柱、內限位柱等；

 

★衝（chōng）壓模具的編號

 

衝壓（yā）模具編號，一般是這樣寫的（舉例）：

 

工程模（mó）：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（tào）；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（biǎo）年份，哪一年生產出來的模具，就用代（dài）表哪一年的編號說明，如：F0125、G0125，如果F代表2010年，那麽2010年（nián）生產的模具F0125可以簡稱：125模具，接下來2011年生產（chǎn）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），編號則是90-KNMF0125SAAPHU，夾板入塊90-KNMF0125SAAPHPA001；

 

如果這（zhè）個連續模有兩段的話，則在90-KNMF0125SAAPHU編（biān）號後麵（miàn）用A和B來說明，那麽第一段（duàn）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，簡單做一（yī）下說（shuō）明：

 

一套完整的衝壓模具結構從上（shàng）到下應該是：

 

加（jiā）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（tuō）板 UDE 上模板 G：磨床 U2U 上（shàng）墊腳 PS2 下（xià）脫料板 GD：大磨床 UPU 上模座 PH2 下夾板 WC：線切割 UBU 上墊板（bǎn） ?PUN 衝頭 W/E：放電 PHU 上夾板 PHP 夾（jiá）板（bǎn）入塊 Y：外（wài）發（fā） PPS 止擋板 UDP 上模（mó）板入（rù）塊 HT：熱處（chù）理 PSU 脫料板 PSP 脫料板入塊 L：車床 AXD 上模板入塊 D：搖（yáo）臂（bì）鑽床 DIE 下模板 DPI 下模入塊 LBD 下墊板 － － LPD 下（xià）模座 － － B2D 下墊腳 － － B1D 下托板 － －

 

“－”代替的表示這個編號不（bú）常見或（huò）很少（shǎo）用到

 

★衝壓常用材（cái）料及選用

 

衝壓所用材料的性質與衝壓生產（chǎn）的（de）關係非常密（mì）切，其性質直接影響衝壓工藝設計、衝壓（yā）件質量和產品使（shǐ）用壽命（mìng），還影響組織均（jun1）衡（héng）生產和衝壓件（jiàn）生產成本。

 

在選定衝壓件的材料時，不僅要考慮使用性能，還（hái）應滿足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、具有良好的衝壓成型性能

對於成型工序（xù），比如拉伸、折彎、打段差、凸包等，材料應具有良（liáng）好的衝（chōng）壓成型性能，即應有良好的（de）抗破裂性（xìng）、良好的貼模性和（hé）定形性，否則（zé）產品容易（yì）產生變形、破裂等（děng），造成（chéng）修模的困（kùn）難。對於分（fèn）離工序（xù），則要求材料具有（yǒu）一定的塑性。

 

2、具有較高的表麵（miàn）質量

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

 

3、材料的厚度公差應符合國家標準

因（yīn）為一定的模具間隙僅適用於一定厚度範圍的材料，若材料（liào）厚度公差太大；不僅直接影（yǐng）響製件的質量，還可能導致（zhì）廢品的出現。在校正（zhèng）彎（wān）曲、整形等工序中，有可能因厚度（dù）正偏（piān）差過大而引（yǐn）起模具或壓力機的損壞。

 

衝（chōng）壓常用材料及選用（yòng）

 

1、衝壓常用材料

 

衝壓（yā）生產中最常用的材料是金屬材（cái）料（包括黑色金屬和（hé）有色金屬），但（dàn）有時也用非金屬材（cái）料。其中黑色金屬主要有普通碳（tàn）素結構鋼（gāng）、優質碳素結構鋼、合金結構鋼、碳素工具鋼、不鏽（xiù）鋼、電工矽鋼等（děng）；有色金屬（shǔ）主（zhǔ）要有純銅（tóng）、黃銅、青銅、鋁等；非（fēi）金屬材料有紙板、層壓板、橡膠板、塑（sù）料板、纖維板和雲母等。

 

衝壓用金屬材料的供（gòng）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）用於連續模的生產，也可以用於工程模的（de）生產。板料的（de）尺寸較大（dà），可用於大型零（líng）件的衝壓，也可以將板料（liào）按排（pái）樣尺寸剪裁成條料後用於中（zhōng）小型零件的衝壓；帶料（又（yòu）稱卷料）有各種規格的寬度，展開長度可達幾十米，成卷狀供應，適應於連續模大批量生產的自（zì）動送料。

 

關於各種（zhǒng）材料的牌號、規格（gé）和性能（néng），可查閱有關（guān）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（lǜ）衝壓件的使用要求、衝壓工藝要求及經濟性等。

 

(1)按衝壓（yā）件的使用要求合理（lǐ）選材

所選（xuǎn）材料應能使衝壓件在機器或部（bù）件中正常工作，並具有一定的使用壽（shòu）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、剛度、韌（rèn）性、耐蝕（shí）性和耐熱性等力方麵的要（yào）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壓工藝的要求，穩定地成形出不至（zhì）於開裂或起皺的合格（gé）產品，這是最基本也是最重要的選材要求。為此（cǐ），可用（yòng）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壓件使用要求的板料進（jìn）行試衝，最（zuì）後選擇沒（méi）有開裂或皺折的、其廢品率低的一種。這種方法結果比較直觀，但帶有較大的 盲目性。

 

②分析與對比。在分析衝壓變形性質的基礎上，把衝壓成型時的最大變形程度（dù）與板料衝壓成型性能所允許（xǔ）采用的極限變（biàn）形程度進（jìn）行對比，並（bìng）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（yī）厚（hòu）度（dù）的板材，還有（yǒu）冷軋和熱軋之分。我國國（guó）產板材中，厚（hòu）板( t>4mm)為熱軋板，薄（báo）板（bǎn）（t<4mm）為冷軋板（bǎn）（也有熱軋板）。與熱軋板相比，冷軋板尺寸精確（què），偏差小，

 

表麵（miàn）缺陷少，光亮，內部（bù）組織致密，衝壓性能更優（yōu）。(注：t在模具中一（yī）般代表厚度，例如模板（bǎn）的厚度、材料的厚度均可以用t來表示。)

 

(3)按經（jīng）濟性（xìng）要求合理選材

所選材料應在滿足使（shǐ）用性能及衝（chōng）壓工藝要求的前提下，盡量價格低廉，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（lèi），一般我們可以簡單（dān）的把它分為兩（liǎng）種（zhǒng），即工程模和連續模；

 

工程模又可以分為複合模、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”，是指在衝壓的一次行程中，隻能完成一個衝壓工序的模具。這一工程打（dǎ）完了之後，需（xū）要人工或（huò）用機械手（shǒu）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，直到模具的最後一個工序打完，整個（gè）產（chǎn）品（pǐn）才算完成。這種模具維修（xiū）起來簡單，但生產起來（lái）費時費力，需要花費較多的人工和時間成本，產品（pǐn）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，這種模（mó）具結構和別的工程（chéng）模結構略有不同。其凸模(也（yě）稱為公模或衝頭)設計在下模，其它幾塊模板依次是下夾板(固定凸模衝頭（tóu）)、下（xià）止擋板和下脫料板(外脫)，上模依次是母模(或刀口)、內脫板和上墊板構成，內脫使（shǐ）用等高套筒（tǒng）掛在上墊板上麵，然後用打杆或彈簧頂著（zhe）。比如用來下料的複合模，其內脫一般脫出（chū）來（lái）母模0.50mm即可，不可以低於母模，要不然母模刀口容易（yì）崩掉或者不脫料。內脫的力量要足夠大，才能把產品從母模（mó）裏麵（miàn）頂出來，一般如果材料比較厚的話，我們上麵裝的是氮氣彈簧。

 

連（lián）續模：也稱“級進模”，是指在（zài）衝壓（yā）的一次行程過程中，在不同的工位上同時完成兩道（dào）或兩道以上（shàng）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傅來操作，但是生產起（qǐ）來效率很（hěn）高，打得速度快的話（huà）一個小時（shí）可以生產上千個產（chǎn）品，節省人工和時間成本，產品（pǐn）報廢率較低。

 

★彈簧的壓縮量和計算

在一（yī）套衝壓模具中，需（xū）要用到比較多（duō）的彈性材（cái）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（xuǎn）用不同的彈性材（cái）料（liào）。像折彎、衝孔一（yī）般用（yòng）普通（tōng）的扁線彈簧就可以了，比如棕色彈簧，也稱為咖啡（fēi）色彈簧；如果力量不夠就加氮氣彈簧，當然成（chéng）本要高一點；優力膠一般用於（yú）拉深模具、整形模具、或整平麵度用。

 

拉深（shēn）模具用優力膠非常不錯，當然也可以選用（yòng）氮氣彈（dàn）簧。其他的像頂料銷、浮塊、兩用銷等一（yī）般用線簧或黃色彈（dàn）簧，隻（zhī）要可以脫料、不把產品頂出印（yìn）子、頂變（biàn）形就好了。優力（lì）膠（jiāo）的特點就是力量比較均衡，然而其壽命比較短，生產（chǎn）一段時間（jiān）就可能裂掉了、不行了、萎掉（diào）了，因此一般比較少用，通常比較常用氮氣彈簧。整平麵度（dù）優力膠用的多（duō）。

 

彈（dàn）簧包括扁線彈簧（huáng）、線簧等，彈簧（huáng）的目的就是脫料、壓料，彈（dàn）簧力度的大小，關係著模（mó）具生產是否順利、打（dǎ）出來的產（chǎn）品是否合格等。彈簧力量小了（le），有可能會造成產品變形、模具不脫料、產品不好從模具裏麵拿出來、帶料，刀口、衝頭容易磨損等各種問題。

 

扁線彈（dàn）簧一般按顏色劃分為：棕色（sè）、綠（lǜ）色、紅色、藍色、黃（huáng）色，力量也依次減弱，顏（yán）色不同，力量大小就不同，壓縮量（liàng）也不同。

 

有一個土方（fāng）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，我師父教我的（de）：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（hòu）用卡尺測量一下彈簧被夾（jiá）死之後剩下的長度，再用彈（dàn）簧的總長度減去這個數，再除以總長度即可，此方法任何彈簧通（tōng）用，比如棕（zōng）色彈簧長度為60mm，被（bèi）虎鉗夾死（sǐ）後應該（gāi）還剩下45.6左右，然（rán）後你再用60減去45.6等於14.4，再用14.4除以60，結果等於0.24，這就是它的壓縮量。

 

彈簧按照不同生產次數（shù），比如100萬次、50萬次、30萬次，壓縮量選的越大，彈（dàn）簧壽命越短，模（mó）具壽命也就越短（當然彈簧打壞了是可以（yǐ）換的），模具（jù）生產（chǎn）一段（duàn）時間可能彈簧就沒力了，質量差一點的彈簧還有可能斷在模具裏麵。一（yī）般按照30萬次來計算彈（dàn）簧的壓縮量，也就是說模具打（dǎ）30萬次彈簧可能就沒力了，當然一般的（de）衝壓模具壽命都沒那麽長，也可（kě）以按最大壓縮量（liàng）來計算，按最大壓（yā）縮量來計算（suàn）的話，隻能保證彈（dàn）簧（huáng）不打爆在模具裏麵。模具壓得死一點，對產品平麵度也有好處。

 

具體的壓縮量如下表：

顏（yán）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（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（tā）的最大壓縮量為：60*24%約等於14，這根（gēn）彈簧最大可以壓下（xià）去14個毫米，它的最大行程是14個毫米，模具的行程必須小於14個毫米（mǐ），超（chāo）過14個毫米，彈簧就可能會失效、變形，還（hái）有可能打斷在模具（jù）裏麵，或模具打爆，衝（chōng）床壓不（bú）下去等。

 

模（mó）具組立之前，也就是裝模之前，必（bì）須先（xiān）計算（suàn）一下彈簧的壓縮量是否合適，這樣在試模的時候才不用擔（dān）心模（mó）具會出問題、打爆等。