五金衝壓模具設計之若幹經（jīng）驗之談！

　　

★衝（chōng）壓模具的概念

衝壓模具，也稱衝模、五金模具、五金衝（chōng）壓模具，意思差不多都是一樣的。是指利用固（gù）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（liào）產生分離或成型，從（cóng）而獲得一定尺寸要求、外（wài）觀質量（liàng）合格的零件的壓（yā）力加工方法。模具分為很多種，我這裏主要是針對我熟悉的五金（jīn）衝壓模具來講。

 

通過模具加（jiā）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（liàng）穩定（dìng），精度符合要求，材料利用率高，操作簡單、工人勞動強度低，對（duì）操作工人（rén）技術要求不高，一般（bān）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（xué）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（jià）模等（děng），都是一些很簡單的活，有力氣（qì）、肯吃苦耐勞就行。

 

平時注意安（ān）全不要隨便往模具（jù）裏麵放任何的東（dōng）西在裏麵（miàn），扳手啊、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：修模)之後，你打之前就要看好了，看他們有沒有把東西忘記在模具裏麵，當然一般模修是不會犯這（zhè）樣的（de）錯誤的，不過你（nǐ）也要注意一下。別（bié）把（bǎ）模（mó）具打壞了、或者把（bǎ）身（shēn）上手（shǒu）上哪裏傷著（zhe）了，幹這個切記注意安全，一不小心模具裏麵東西忘記拿出來（lái）了，衝（chōng）床打下來就有可能把模具（jù）打壞（huài），萬一裏麵的東西要是飛出來了?，人有可能也會受傷。

 

有時候（hòu）叉車叉模具的時候，沒（méi）叉好，模具（jù）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；天車吊模具的（de）時候也（yě）要注意離模具遠一點，小心（xīn）模具晃過（guò）來碰著了就不好了。

 

搞（gǎo）模具（jù）這行、或與模具打交（jiāo）道經常容易出事，新人進廠特別要注意這些安全（quán）事（shì）項。

 

★衝壓模具的結構（gòu）介紹

 

衝壓模具的結構、衝模的結構，模具結構大同小異，根據不同的產品特點及需求設（shè）計相應的模具，不同的模具結構，它的功能也不同，生產出來的產品也不同，總（zǒng）的來說有簡單的，有複雜的。但是不管結構怎麽複雜（zá），它的基本結（jié）構是不變的，無外乎是若幹個模板、入塊和標準（zhǔn）件。

 

模具一般是由若幹模板和零件（我們稱之為入塊、或入（rù）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），上夾板（PHU）止擋板（PPS），脫料板（PSU）；

 

下（xià）模的模板有：

下模板（DIE），下（xià）墊板（LBD），下（xià）模座（zuò）（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（bǎn），下止擋（dǎng）板（bǎn），下夾板，公模，母模等；

 

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，入塊：下模入塊、下模刀口等；

 

標（biāo）準件：彈簧（huáng）、六角螺絲、止付螺絲、線簧、等高套、導柱、導套、等高套（tào）墊片、兩用銷、頂料銷（xiāo）等；

 

非標準件（jiàn）：外（wài）定位、內定位、節距定位、外限位柱、內限位柱等；

 

★衝壓（yā）模具的編（biān）號

 

衝壓模（mó）具編號，一般是這（zhè）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（biǎo）第一套；RAA或RBB代（dài）表鉚合模，比如鉚螺柱、鉚彈片等；

 

SAA、SBB中的S代表連續模（mó），0125代表模具編號，前麵的F代表年份，哪一年生產（chǎn）出來（lái）的模具，就（jiù）用代表哪一年的編號說明（míng），如：F0125、G0125，如果F代（dài）表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（shēng）產的模具，則是G開頭，此時你再說125模具，那別人多半以為是G0125模（mó）具了。

 

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

 

如（rú）果這個連續（xù）模有兩段的話，則在90-KNMF0125SAAPHU編號後麵用A和B來說明，那麽第一（yī）段的夾板（bǎn）應該是90-KNMF0125SAAPHUA，第二（èr）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（yī）下說明：

 

一套完（wán）整的衝壓模具（jù）結構從（cóng）上到下應該是：

 

加工代號

 

模板

 

其它

 

編號（hào） 中文名稱 編號 中文名稱 M：銑床 U1U 上托板 UDE 上模板（bǎn） G：磨床 U2U 上墊（diàn）腳 PS2 下脫料（liào）板 GD：大磨（mó）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 夾板入塊 Y：外發 PPS 止擋板 UDP 上模板入塊 HT：熱處理 PSU 脫料板 PSP 脫（tuō）料（liào）板入塊 L：車床（chuáng） 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 － － B2D 下墊腳 － － B1D 下托板 － －

 

“－”代替的（de）表示這個編號不常見或很少用到

 

★衝壓常用材料及選用

 

衝壓所用（yòng）材料的性質與衝（chōng）壓生產的關係非常密切，其性質直接影響衝壓（yā）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。

 

在選定衝壓件的材料時，不僅要考（kǎo）慮（lǜ）使用性能（néng），還應滿足衝壓加工和（hé）後續工（gōng）藝性能要求。衝壓加工對（duì）材料（liào）的基本要求如下。

 

1、具有良好的衝壓成型性能

對於成型工（gōng）序，比如拉伸（shēn）、折彎、打段差（chà）、凸包（bāo）等，材（cái）料應具有良好的衝壓成（chéng）型性能，即（jí）應有良好的抗破裂性、良好（hǎo）的貼模性和定形性，否則產品容易產生變形（xíng）、破裂等，造成修模的困（kùn）難。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（liàng）

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

 

3、材料的厚度公差應符合國家標準

因（yīn）為（wéi）一定的（de）模具間隙僅適用於（yú）一定厚度（dù）範圍的材料，若材料厚度公差太大；不僅直接影響製件的質量，還可能導致廢品的出（chū）現。在校（xiào）正彎曲、整形等工序中，有可能因厚度正（zhèng）偏差過大而引起模具或（huò）壓力機的損壞。

 

衝壓常用材料及選（xuǎn）用

 

1、衝壓（yā）常用材料

 

衝壓生產（chǎn）中最常（cháng）用的材料是金屬（shǔ）材料（包括黑色金屬和有色金屬），但有時也用非金屬材料。其中黑色金屬主要有普通碳素結構鋼（gāng）、優質碳素結構鋼、合金結構鋼、碳素工具鋼、不鏽鋼（gāng）、電工矽鋼等（děng）；有色金屬主要有純銅、黃銅、青銅、鋁等；非金屬材料有紙板、層（céng）壓（yā）板、橡膠板、塑料板、纖維板和雲母等。

 

衝（chōng）壓用金屬材料的供應狀態一般是各種規（guī）格的板料和（hé）帶料。板料可用於工程模的生產，帶料（卷料）用於（yú）連續模的（de）生產，也可以（yǐ）用於工程模的生產。板料的尺（chǐ）寸（cùn）較大，可用於大型零件的衝壓，也可以將板料按排樣尺寸剪裁成條料後（hòu）用於中小型零件的衝壓；帶料（又稱卷料）有各種規格的（de）寬度，展開長度可達幾十米，成卷狀（zhuàng）供應，適應於連續模大批量生（shēng）產的自動送料。

 

關於各種（zhǒng）材料的牌號、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（yào）考慮衝壓件的使用（yòng）要（yào）求、衝壓工藝要求及經濟性等。

 

(1)按（àn）衝壓件（jiàn）的使用要求合理（lǐ）選材

所選材料應能（néng）使衝壓件在機器或部件中正常工作，並具有一（yī）定的使用壽命。為此，應根據衝壓件的使用條件（jiàn），使（shǐ）所選材料滿足（zú）相應強度（dù）、剛度、韌性、耐蝕性和耐熱性等力方麵的要求。

 

(2)按衝壓工藝要求合理選材

對於任何一種衝壓件，所（suǒ）選的材料應能按照其衝壓工藝的要（yào）求，穩定地成形出不至於開裂（liè）或（huò）起皺的合格產品，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（jù）以往的生（shēng）產經驗及可能條件，選擇幾種基本能（néng）滿足衝壓件使用要求的板料進行試衝（chōng），最後選擇沒有開裂或皺折的、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（de）基礎上，把衝壓成型時的最大（dà）變形程度與板料衝（chōng）壓成型性能所允許采用的極限變（biàn）形程度進行對比，並以此作為依據，選（xuǎn）取適合於該種零（líng）件衝壓工藝要求的板材。

 

另外，同（tóng）一種牌（pái）號或同一厚度的板材，還有冷軋和熱軋之分。我國國（guó）產板材中，厚板( t>4mm)為熱軋板，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（chà）小，

 

表（biǎo）麵缺陷（xiàn）少，光亮，內部（bù）組織致密，衝壓（yā）性能更優。(注（zhù）：t在模具中一般代表厚度，例如（rú）模板的厚度（dù）、材料的厚（hòu）度均可以用（yòng）t來表示（shì）。)

 

(3)按經濟性要（yào）求合理選材

所選材料應在滿足使（shǐ）用性能及（jí）衝壓工藝要求的前提下，盡量價格低廉，來源方便，經濟性好，以降低衝壓件的成本。

 

★衝壓模具的分類（lèi）

 

衝壓模具的分類，一般我們可以簡（jiǎn）單的（de）把它分為兩種，即工（gōng）程模和連續（xù）模（mó）；

 

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

 

工程模：也稱為“單工（gōng）序模”，是指在衝壓的一次行程中，隻能完成一個衝壓工序的（de）模具。這一工程打完了之（zhī）後，需（xū）要人工或用機械手把產（chǎn）品從（cóng）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，整個產品才算完成。這種模具維修起（qǐ）來簡單，但生產起來費時費（fèi）力，需要花費較多（duō）的人工和時間成本，產品（pǐn）報廢率較高。

 

複合模：常見（jiàn）的複合模具結構（gòu）有有複合下料、複合拉伸等，這種模（mó）具結構和別的工程模結構略有（yǒu）不同。其凸模(也稱（chēng）為公模或衝頭)設計在下模，其（qí）它幾塊模板依次（cì）是下夾板(固（gù）定凸模衝頭)、下止擋板和下脫料板（bǎn）(外脫)，上模依（yī）次是（shì）母模(或刀口)、內脫（tuō）板和上墊板構成，內脫（tuō）使用等高套筒掛在上墊板（bǎn）上麵，然後用打杆或彈簧頂著。比如用來（lái）下料的複合模，其內脫一般脫出來母模0.50mm即（jí）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（nèi）脫的力（lì）量要足夠（gòu）大，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，我們上麵裝的是氮氣彈簧（huáng）。

 

連（lián）續模：也稱“級（jí）進模”，是指在衝壓（yā）的一次行程過程中，在不同的工位上同時完成兩道或兩道以（yǐ）上衝壓工序的（de）模具，這種模具維修（xiū）難度較大（dà），需要經驗豐富的鉗（qián）工（gōng）師傅來操作，但是（shì）生產起來效率很高，打得速度快的話一個小時可以生產上千個產（chǎn）品，節（jiē）省人（rén）工（gōng）和時間成本，產品報廢（fèi）率較低。

 

★彈簧的壓縮量和計算

在一套衝壓模（mó）具中，需要（yào）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（yòng）不同的彈性材（cái）料。像折彎、衝孔一般用普通（tōng）的扁線彈簧就可以了，比如棕色彈簧，也稱（chēng）為咖啡色彈簧；如果力量不夠就加氮氣彈簧，當然成本（běn）要高一（yī）點；優力膠一般用於拉深模具、整（zhěng）形（xíng）模具（jù）、或整平麵度（dù）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（fú）塊、兩用銷等一般（bān）用線簧或黃色彈簧，隻要可以脫料、不把（bǎ）產品頂（dǐng）出印子、頂變形（xíng）就好了。優力（lì）膠的特點就是力量比較均衡，然而（ér）其壽命比較（jiào）短（duǎn），生產一段時間就可能裂掉了、不行了、萎（wěi）掉了，因此一般比較少用，通常比較（jiào）常用氮氣彈簧（huáng）。整平麵度優力膠用的多。

 

彈簧包括扁線彈簧（huáng）、線簧等，彈簧（huáng）的目的就是脫料、壓料，彈簧力度的大小，關係著模具生產是否順利、打出來的產品是否合格等。彈（dàn）簧（huáng）力量小了，有可能會造成（chéng）產品變形（xíng）、模具（jù）不脫料、產品不（bú）好從模具裏麵拿出來、帶料，刀口（kǒu）、衝頭容（róng）易磨損等各種（zhǒng）問題（tí）。

 

扁線彈（dàn）簧一般按顏色（sè）劃分為（wéi）：棕色、綠色、紅色、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（fǎ）可以計算彈簧的壓縮量，那是（shì）我剛進廠（chǎng）學模具不久（jiǔ），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度，再把彈簧放台虎鉗中（zhōng），鎖死（sǐ），然後用卡尺測量一下彈簧被夾死（sǐ）之後（hòu）剩下的（de）長度，再用彈簧的（de）總（zǒng）長度減去這個數，再除以總長度即可，此方法任何彈簧通用，比如棕色（sè）彈簧長度為60mm，被虎鉗夾死後應該還剩下45.6左右，然後你再用60減去45.6等（děng）於14.4，再用14.4除（chú）以60，結果等於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，模具壽命也就越短（當然彈（dàn）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（liàng）差一點的彈簧還有可能斷在模具裏麵。一般（bān）按照30萬次來計算彈簧的（de）壓縮量，也就是說（shuō）模具打30萬次彈（dàn）簧可能（néng）就沒力了，當然一般的衝壓（yā）模具壽命都沒那（nà）麽長，也可以按最大壓縮量來計算（suàn），按最大壓縮量來計算的話，隻（zhī）能保證彈簧不（bú）打爆在（zài）模具裏麵。模具壓得死一（yī）點，對產品平麵度也有好處。

 

具（jù）體（tǐ）的（de）壓縮量如下表：

顏（yán）色（sè） 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（dà）壓縮比，例如棕色彈簧，長度為60mm，那麽它的最大壓縮量為：60*24%約等於14，這根彈（dàn）簧最大可以壓下去14個毫（háo）米（mǐ），它的最大行程是14個毫米，模具的行程必（bì）須小於14個毫（háo）米，超過（guò）14個毫米，彈（dàn）簧就可能會失效、變形，還有可（kě）能打斷在模具裏麵（miàn），或模具打爆，衝（chōng）床壓不下去等（děng）。

 

模具組立（lì）之前（qián），也（yě）就是裝模之前，必須（xū）先計算一下彈簧的壓縮量（liàng）是否合（hé）適，這樣在試模的（de）時候才不用擔（dān）心（xīn）模具會出（chū）問（wèn）題、打爆等。