五金衝（chōng）壓模具設計（jì）之（zhī）若幹經驗（yàn）之談！

　　

★衝壓模（mó）具的概念

衝壓模具，也稱衝模、五金模具、五金衝壓模具，意思差不多都是（shì）一（yī）樣的。是指利用固定（dìng）在衝（chōng）床或壓力（lì）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（fèn）離或成型，從而獲得一定尺寸要求、外觀質量合（hé）格（gé）的零件的壓力加工方法。模具分為很多種，我這（zhè）裏（lǐ）主要是針對（duì）我熟悉的五金衝壓模具（jù）來講。

 

通過模具加工出來（lái）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，產品質量穩定，精度符合要求，材料利（lì）用率高，操（cāo）作簡單、工人（rén）勞動強度低，對操作工人技術要（yào）求不高，一般人隻要一進來，跟著別人學習操作一兩天，很快（kuài）就能上手，有的（de）甚至不用一兩天，幾分鍾就能學會。如果是產線主機手，要學會操作衝床、送料機、整平機、拆模架模等，都是（shì）一些很簡（jiǎn）單的活，有（yǒu）力氣、肯吃苦耐勞就行。

 

平（píng）時注意安全不要隨（suí）便往模具裏麵放任（rèn）何的東西（xī）在裏麵，扳手（shǒu）啊、剪刀（dāo）啊、其（qí）它工具（jù）等不（bú）要放模具裏邊，有模修來修過模具（jù）(專業術語：修模（mó）)之後，你打之前就要看好了，看他們有沒（méi）有把東西忘記在（zài）模具裏麵，當然一般（bān）模修是不會犯這樣的錯誤的，不（bú）過你也要注意一下。別把模（mó）具打壞了、或（huò）者把身上手上哪（nǎ）裏傷著了，幹這個切記注意安全，一不（bú）小心模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，萬一裏麵（miàn）的東西（xī）要是飛出來（lái）了?，人有可能也會受傷。

 

有時候叉車叉模（mó）具的時候，沒叉好，模具掉下來了，這個時候千萬別用手去扶，讓遠一點，模具摔（shuāi）壞了沒事，別把人砸到了（le）；天車吊模具的時候也要注意離模具（jù）遠一點，小心模具晃過來碰（pèng）著了就不好（hǎo）了。

 

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

 

★衝壓模具的（de）結構（gòu）介紹

 

衝壓模（mó）具的結構（gòu）、衝模的結構，模具結（jié）構大同小（xiǎo）異，根據不同的（de）產品（pǐn）特點（diǎn）及需（xū）求設（shè）計相應的模具（jù），不同的模具結構，它的功能也不同，生產（chǎn）出來的產品（pǐn）也不同（tóng），總的來說有簡單的，有複雜的。但是不管結（jié）構怎麽複雜，它的基本結構是不變的，無外乎是若幹個模板（bǎn）、入塊和標準件。

 

模具一般是由若幹模板和零件（jiàn）（我們稱之（zhī）為入塊、或入子）還（hái）有標準件組裝而（ér）成。

 

一般的（de）衝壓模具結構，具體的模板從上到下（xià）（包括代碼編號）是：

 

上模的模板有：

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

 

下模的模板有：

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

 

 

其（qí）它的比較不常用（yòng）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；

 

一些模具零件有：

上模的入子，入（rù）塊：夾板入塊、脫料板入塊、衝頭等；

 

下模的入子，入（rù）塊：下模（mó）入塊（kuài）、下模刀口等；

 

標準件：彈簧、六角螺絲、止付螺（luó）絲、線簧、等高套、導（dǎo）柱、導套、等高套墊片、兩用銷、頂料銷等（děng）；

 

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

 

★衝壓模具的編號

 

衝壓模具編號（hào），一般是這樣寫的（舉例）：

 

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

 

連續模：90-KNMF0125SAA，90-KNMF0125SBB

 

後（hòu）麵的RAH，R代表（biǎo）工程模，H代表總共有八套（從（cóng）A-H，分別是RAH、RBH……RHH），A代表第一套；RAA或RBB代表鉚合模，比（bǐ）如鉚螺（luó）柱、鉚彈（dàn）片等；

 

SAA、SBB中的S代表連（lián）續（xù）模，0125代表模具編號，前麵的F代表年份，哪一年生產出來的模具，就用代表哪一年的編號說明，如：F0125、G0125，如果F代表2010年（nián），那麽2010年生（shēng）產的（de）模具F0125可以簡稱：125模具（jù），接下來2011年生產的模具，則是G開頭，此時你再（zài）說125模具，那別（bié）人多半以為是G0125模具了。

 

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

 

如果（guǒ）這個連續（xù）模有兩段（duàn）的話，則在90-KNMF0125SAAPHU編號後麵用A和B來說明（míng），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（méi）有解釋到的，簡單做一下說明：

 

一套（tào）完整的衝壓模具結構從（cóng）上到下應該是（shì）：

 

加工代（dài）號

 

模（mó）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 下脫料板 GD：大磨床 UPU 上模座 PH2 下夾板 WC：線切割（gē） UBU 上墊板 ?PUN 衝頭 W/E：放電 PHU 上夾（jiá）板 PHP 夾板入塊 Y：外發 PPS 止擋板 UDP 上模板入（rù）塊 HT：熱（rè）處理 PSU 脫料板 PSP 脫料（liào）板入塊 L：車床 AXD 上模（mó）板入塊 D：搖臂鑽床 DIE 下（xià）模板 DPI 下模入塊 LBD 下墊板 － － LPD 下（xià）模座 － － B2D 下墊腳 － － B1D 下（xià）托板 － －

 

“－”代替的表示這個（gè）編號不常見或很少用到

 

★衝壓常用材料及選用

 

衝壓所用材料（liào）的性質與衝壓生產的關係非常密切，其性質直接（jiē）影響衝壓工藝（yì）設計、衝壓件（jiàn）質量和產品使用壽（shòu）命，還影響組織均衡（héng）生產和衝壓件生產成本。

 

在選定衝壓件的（de）材料時，不僅要（yào）考慮使用性能，還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，比（bǐ）如（rú）拉伸、折彎、打段差、凸包等，材料應具有良好的衝壓（yā）成型性能，即應有（yǒu）良好的抗破裂性、良好的（de）貼模性（xìng）和定形（xíng）性，否則（zé）產（chǎn）品容易產生變形、破裂等，造成修模的困難。對於（yú）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

材料表麵應光潔平整，無缺（quē）陷損傷。表麵質量好的材料，成型時不易破裂（liè），不易擦傷模具，製件的表麵（miàn）質量也好。

 

3、材料的厚度公差應符合國家（jiā）標準

因為一定的模具間隙僅適（shì）用於一定（dìng）厚（hòu）度範圍的材料，若材料厚度公差太（tài）大；不僅直接（jiē）影響製（zhì）件的質量，還（hái）可能導（dǎo）致廢品的出現。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（sǔn）壞。

 

衝壓（yā）常用材料及選用

 

1、衝壓常用材料

 

衝壓生產中最常（cháng）用的材（cái）料是金屬材料（包括黑色（sè）金屬和有色金屬），但有時也用非金屬材料。其中黑色金屬主要有普通（tōng）碳（tàn）素結構鋼、優（yōu）質碳素結（jié）構鋼、合金結（jié）構鋼、碳素工具鋼、不鏽鋼、電（diàn）工矽鋼等；有色金屬主要有純銅、黃（huáng）銅、青（qīng）銅、鋁等；非（fēi）金（jīn）屬材料有紙板、層壓板、橡（xiàng）膠板、塑（sù）料板（bǎn）、纖維板和雲母等。

 

衝壓用（yòng）金屬（shǔ）材料的供應狀態一般是各種規格的板料和帶料（liào）。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生產。板料的尺寸較大，可用於（yú）大型零件的衝壓，也可以（yǐ）將板料按排樣尺（chǐ）寸剪裁成條料後用於中小型零件的衝壓；帶料（又稱（chēng）卷料）有各種規（guī）格的寬度（dù），展開長度可達幾十米，成卷狀供應，適應於（yú）連續模大批量生產的自動送料。

 

關於各種材料的牌號、規（guī）格和性能，可查閱有關手冊和標準（zhǔn）。

 

2、衝壓材料的合（hé）理選用（yòng）

衝壓材（cái）料的選用要考慮（lǜ）衝（chōng）壓件（jiàn）的使用要求、衝（chōng）壓工藝要求及經濟性等（děng）。

 

(1)按衝壓件的使用要求合理選材

所選材料應（yīng）能使衝壓件在機器或部件中正常工作，並具有一定的使用壽命。為此，應根據（jù）衝壓件的使用條件，使所選材料滿足相應強（qiáng）度、剛度、韌性、耐蝕性和耐熱性（xìng）等力方麵的要（yào）求。

 

(2)按衝（chōng）壓工藝要求合理選材

對於任何一種衝壓件，所選的（de）材料應能按（àn）照其衝壓工藝的要（yào）求，穩定地成形出不至於開裂或起皺的合格產（chǎn）品，這是最基本也（yě）是最重（chóng）要的選材要求。為此，可用以下方法合理選材（cái）。

 

①試衝。根據以往的生產經驗及可（kě）能條件（jiàn），選擇幾種基本能（néng）滿足衝壓件使用要求的板（bǎn）料進行試衝，最後選擇沒有開（kāi）裂或皺折的、其廢品率低的一種。這種（zhǒng）方法結果比較直觀，但帶有較大的 盲目（mù）性。

 

②分析與對比。在分析衝壓變形性質（zhì）的基礎上，把衝壓成型時的最大變形程度與板料衝壓成型性能所允（yǔn）許采用的（de）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（yào）求的板材（cái）。

 

另外（wài），同一種牌號或（huò）同一厚度（dù）的板材，還（hái）有冷軋和熱軋之分。我國國產板材中（zhōng），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（zhá）板（bǎn）尺寸精確，偏差小，

 

表（biǎo）麵缺（quē）陷少，光亮，內部組織致密，衝（chōng）壓性能更優。(注：t在模具中一般代（dài）表厚度（dù），例如模板的厚度、材料的厚度均可以用t來表示。)

 

(3)按經（jīng）濟（jì）性要求（qiú）合理選材

所選材料應在滿足使（shǐ）用性能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，以降低衝壓（yā）件的成本。

 

★衝壓模具（jù）的分類

 

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

 

工（gōng）程模又可以分為複合模、拉伸模、鉚合模等，下麵（miàn）簡單介紹一（yī）下（xià）這些模具的結（jié）構和作用；

 

工程模：也稱為“單（dān）工（gōng）序模（mó）”，是指（zhǐ）在衝壓的一次行程中，隻能完（wán）成一個衝壓工（gōng）序的模具。這一工程打（dǎ）完了之後，需要人工或用機械手把產品從模具裏麵取出來，然後放到下一站的模具（jù）裏麵繼續生產，直到（dào）模具的最後一個（gè）工序（xù）打完，整個（gè）產品才算完成。這種模具（jù）維修起（qǐ）來簡單，但生產起來費（fèi）時費（fèi）力，需要花費較多的人工和時間成本，產品報廢率較高。

 

複合（hé）模：常見（jiàn）的複合模具結構有有複合下料、複合拉伸等，這種模具結構和別的（de）工程模結構（gòu）略有（yǒu）不（bú）同（tóng）。其凸模(也稱為公模或衝頭)設計在下模，其它幾塊模板依次是下夾板(固定凸模衝頭)、下（xià）止擋板（bǎn）和下（xià）脫料板(外脫)，上模依（yī）次是母模(或刀口)、內脫板和上墊板構成（chéng），內脫（tuō）使用等高套（tào）筒掛在上墊板上麵，然後用打杆或彈簧頂（dǐng）著。比如用來下料（liào）的複合（hé）模，其內脫一般脫出來（lái）母模0.50mm即可，不可（kě）以低於母模，要不然母模刀口容（róng）易崩掉或（huò）者不脫（tuō）料。內脫的力量（liàng）要足夠（gòu）大（dà），才能把產品從母模裏（lǐ）麵頂出來，一般如果材料比較厚的話，我們上麵裝的（de）是氮氣彈簧。

 

連續模：也（yě）稱“級進模”，是指在衝壓的一次行程過程中（zhōng），在（zài）不同的工位上同時完成兩道或兩道以上衝壓工（gōng）序的模具，這種模具維修難度較大，需（xū）要經驗豐富的（de）鉗工師傅來操作，但是生產起來效（xiào）率很高，打（dǎ）得速（sù）度快的話一個小時可以（yǐ）生產上千個（gè）產品，節省人工和時間成本，產品報廢率（lǜ）較低。

 

★彈簧的壓（yā）縮量和計算（suàn）

在一（yī）套衝壓模具（jù）中，需要用到（dào）比（bǐ）較多的彈性材料，其中包括各種不同規格的彈（dàn）簧、優力膠、氮氣彈簧等，按照（zhào）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就（jiù）可以（yǐ）了，比如棕色彈（dàn）簧，也稱為咖啡色彈簧；如果力量不夠就加氮氣彈簧，當然成本要高一點；優力膠（jiāo）一般用於拉深模具、整形模具、或整平（píng）麵度用。

 

拉深模具用優力膠非常不錯（cuò），當然也可以選用氮氣彈簧。其他（tā）的像頂料銷（xiāo）、浮塊、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量比較均衡，然而其壽（shòu）命比較短，生產一段時間就可（kě）能裂掉了（le）、不行（háng）了、萎掉了，因此一般比較少用，通常比較常（cháng）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，彈簧的目的就是脫料、壓料，彈簧力（lì）度的大小，關係著模具生產是否順利、打出來（lái）的產品是否合格等。彈簧力量小了，有可能會造成產（chǎn）品變形、模具不脫料、產品不（bú）好（hǎo）從模具裏麵拿出來（lái）、帶料，刀口、衝頭容易磨損等各種問題。

 

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

 

有（yǒu）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，我師父教我的：事先測量一（yī）下彈簧的總高度，再把彈簧放台虎（hǔ）鉗中，鎖死，然後（hòu）用卡尺測（cè）量（liàng）一下彈簧被夾死之後剩下的長度，再用彈（dàn）簧的總長度減去（qù）這個數（shù），再除以總長度即可，此方法任何彈簧通用，比如棕色彈簧長度為60mm，被虎鉗夾死後應該還剩下45.6左右，然後（hòu）你再用60減去45.6等於14.4，再用14.4除以60，結（jié）果等（děng）於0.24，這就是它的壓縮量。

 

彈簧按照不同生產（chǎn）次數，比如100萬次、50萬次、30萬次，壓縮量選的越大，彈簧壽命越短，模（mó）具壽命也就越短（當然（rán）彈簧打壞了是可以換的），模具（jù）生產一段時間可能彈簧就沒力了，質量差一點的彈簧還有可能（néng）斷在模具裏麵。一般按照30萬次來計算彈簧的壓縮量，也就是說模具（jù）打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）以按最大壓縮量來計算，按最大壓縮（suō）量來計算的（de）話，隻能保證彈簧不打爆在模具裏麵。模具壓得死一（yī）點，對產（chǎn）品平麵度也有好處。

 

具體的壓縮量如（rú）下表：

顏色（sè） 100次 50萬次 30萬次 最（zuì）大（dà）壓縮量 棕（zōng）色彈簧 16% 18% 20% 24% 綠色彈簧 19.20% 21.60% 24% 28% 紅（hóng）色彈簧 25.60% 28.80% 32% 38% 藍色彈簧 32% 36% 40% 48% 黃色彈簧（huáng） 40% 45% 50% 58%

 

最大壓縮量（這個彈簧可以（yǐ）壓（yā）下去多少），彈簧（huáng）的最大壓縮量等於彈簧的自由高度乘以彈簧（huáng）的最大壓縮比，例如棕色彈簧，長度為60mm，那（nà）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（háo）米，它的最大行程是14個毫米，模具的行程必（bì）須小於14個（gè）毫米，超過（guò）14個（gè）毫米，彈（dàn）簧就（jiù）可能會失效、變形（xíng），還有可能打斷（duàn）在模具裏麵，或模（mó）具打爆，衝床（chuáng）壓不下去等。

 

模具組立之前，也就是裝模（mó）之前，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（mó）具會出問題、打爆等。