五金（jīn）衝壓模具設（shè）計之（zhī）若幹經驗之談！

　　

★衝（chōng）壓模具的概念（niàn）

衝壓模具，也稱衝模、五金模（mó）具、五金衝壓模具，意思差不多都是一樣的。是指利用（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（fèn）離或成（chéng）型，從而獲得一（yī）定尺寸要求、外觀（guān）質量合格的零件的壓力加工方法。模具分為很多種，我這裏主要是（shì）針對我熟悉的五金衝壓模具來講（jiǎng）。

 

通過模具加工出來的產品，尺寸、外觀都基本一樣，沒（méi）什麽（me）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（hé）要（yào）求，材料利用率高，操作簡單（dān）、工（gōng）人勞動強度（dù）低，對操作（zuò）工人技術要求不高，一般人隻要一進來，跟著別人（rén）學習操作一兩天，很快就能（néng）上手，有的甚至不用一兩天，幾分鍾就能學會。如果（guǒ）是產線主機手，要學會操（cāo）作衝床、送料機（jī）、整平機、拆模架（jià）模等，都是一（yī）些很簡單的活，有力氣、肯吃苦耐勞就行（háng）。

 

平時注意（yì）安（ān）全不要隨便往模具裏麵放任何的東西在裏麵，扳手啊、剪刀啊、其它（tā）工具等不要放模具裏邊，有模修來修過模具(專業術語：修模)之後，你（nǐ）打之前就要看好了，看他們有沒有把東西忘記在模具裏（lǐ）麵（miàn），當然一（yī）般模修是不會犯這樣的錯誤的，不過你（nǐ）也要注意一下。別把模具打壞了、或者把身上手上哪裏傷著了（le），幹這個切記注意安全，一不小心模（mó）具裏麵東西忘記拿出來了，衝床打下來就有可能把模（mó）具打壞，萬一裏麵的東西要是飛（fēi）出來了?，人有可能也會受傷。

 

有時（shí）候叉車叉模具的（de）時候，沒叉（chā）好，模具掉下來（lái）了，這個（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（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。

 

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

 

★衝（chōng）壓模具的結構介紹

 

衝壓模具的結構、衝模的結構，模具（jù）結構大同（tóng）小異，根（gēn）據不同的產品特點及需求設計相（xiàng）應（yīng）的模具，不同的模具結（jié）構，它的功能也（yě）不同（tóng），生產出來的產品也不同，總的來說有簡單的（de），有複雜的。但是不管（guǎn）結構（gòu）怎麽複雜，它的基本結構是不變的，無外乎是若幹個模板、入塊和（hé）標準件。

 

模具一般是由（yóu）若幹（gàn）模板和零件（我（wǒ）們稱之為入塊、或入子）還（hái）有標準件（jiàn）組裝而成。

 

一（yī）般（bān）的衝壓模具結構，具（jù）體的模板從上到下（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），上夾板（PHU）止擋板（bǎn）（PPS），脫料板（bǎn）（PSU）；

 

下模的模板有：

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

 

 

其它的比較不常用的模板：

上蓋板（CVU），擊出板，上模板，下脫（tuō）料板，下止擋板（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（bǎn）入塊、衝頭等；

 

下模的入子，入（rù）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（děng）；

 

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

 

★衝（chōng）壓（yā）模具的編號

 

衝壓模（mó）具編（biān）號，一般是（shì）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（gòng）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（zhōng）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（shēng）產出來的模具（jù），就用代表哪一年的編號說明，如：F0125、G0125，如果F代表2010年，那麽（me）2010年生產的模具F0125可以簡稱：125模（mó）具，接下來2011年生產的模具，則是G開頭，此（cǐ）時你再說125模具，那別人（rén）多半以為是G0125模具了。

 

其它（tā）的比如上（shàng）夾板（PHU），編號則是90-KNMF0125SAAPHU，夾（jiá）板入塊90-KNMF0125SAAPHPA001；

 

如果（guǒ）這個連續（xù）模有（yǒu）兩段的（de）話，則在90-KNMF0125SAAPHU編號後麵用A和（hé）B來說明，那麽（me）第一段的夾板（bǎn）應該是90-KNMF0125SAAPHUA，第二段90-KNMF0125SAAPHUB，夾板入（rù）塊90-KNMF0125SAAPHPA001、90-KNMF0125SAAPHPB001；

 

下模板（DIE）：90-KNMF0125SAADIE，90-KNMF0125RAHDIE

 

關於其它的編號（hào），這裏沒有解釋到的，簡單做一下說明：

 

一套完整的（de）衝壓模具結構從上（shàng）到下應該是：

 

加工代號

 

模板

 

其它

 

編號 中文名（míng）稱 編號 中文名稱 M：銑床（chuáng） 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 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（bǎn） UDP 上模（mó）板入塊 HT：熱處理（lǐ） PSU 脫料板（bǎn） PSP 脫料板入塊 L：車床 AXD 上模板入塊 D：搖臂鑽床（chuáng） 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（bǎn） － －

 

“－”代（dài）替的表示這個編號不常見或（huò）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）的關係非常密切（qiē），其性質直接影響衝壓工藝設計、衝壓件質量和產品使用（yòng）壽命（mìng），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，不僅要考慮使用性能，還應滿足衝壓加工和後續工藝性能要（yào）求。衝壓（yā）加工對材（cái）料的（de）基本要求如下。

 

1、具有良好的衝壓成型性能

對（duì）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（yā）成型性能，即應有良好的抗破裂性（xìng）、良好的貼模性（xìng）和定形性，否則產品容易（yì）產生變形、破裂等，造（zào）成（chéng）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

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

 

3、材料的厚度公差應符合國（guó）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（cái）料厚度公差太（tài）大；不僅直接影響（xiǎng）製件的質量，還可能導致廢品的出現。在校正彎曲、整形等工序中，有可能因厚度（dù）正偏差過大（dà）而引起模具（jù）或壓力機的損壞。

 

衝壓常用材料及選（xuǎn）用

 

1、衝壓常用材料

 

衝壓生產中最常用的材料是金屬材料（liào）（包括黑色金屬和有色（sè）金屬），但有時也（yě）用非金屬材料。其（qí）中黑色金屬主要有（yǒu）普通碳素結（jié）構鋼（gāng）、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（zhǔ）要有純銅、黃銅、青銅、鋁等；非金屬（shǔ）材料有紙板、層壓板（bǎn）、橡膠板（bǎn）、塑料板、纖維板和雲母等。

 

衝壓用金屬材料的供應狀態（tài）一般是各種規格的板料和帶（dài）料。板料可用於工程模的生產（chǎn），帶料（卷料）用於（yú）連（lián）續模的生產，也可以用於工程模的生產。板料的尺寸較大，可用於大型零件的衝壓，也可以將板料按排樣（yàng）尺寸剪裁成條料後（hòu）用於中小型零件的（de）衝壓；帶料（又稱卷料）有各種規格的寬度，展開長度可達幾十米，成卷狀供（gòng）應，適應於連（lián）續模大批量生產的自動送料。

 

關於各（gè）種材料的牌號、規格和性能，可查閱有關手（shǒu）冊和標準。

 

2、衝壓材（cái）料的合理選用

衝壓（yā）材料的選用要考慮衝壓件的使（shǐ）用要求、衝壓工藝（yì）要求及（jí）經（jīng）濟性等。

 

(1)按衝壓件的使用要求合理選材

所選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、韌性、耐蝕性（xìng）和耐熱性等力（lì）方麵的（de）要求。

 

(2)按衝壓工藝要求合理選材

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

 

①試衝。根據（jù）以往的生產經驗及可能條件，選擇幾種基（jī）本能（néng）滿足衝壓件使用要求的（de）板料進行試衝，最後選擇沒（méi）有開裂或皺折（shé）的、其廢品率低的一種。這種方法結（jié）果比較直觀，但帶（dài）有較大的 盲目性。

 

②分析與對（duì）比（bǐ）。在分析衝壓變（biàn）形性質的基礎上，把衝壓成型時的最大變形程（chéng）度與板料衝壓成型性能所允許（xǔ）采用的極限變形（xíng）程度進行對比，並以此作為依（yī）據，選取適合於該種零件衝壓工藝要求的（de）板材（cái）。

 

另外，同一（yī）種牌號或同一厚度的板（bǎn）材，還有冷軋和熱軋之分。我國（guó）國產板材中，厚板( t>4mm)為熱軋板，薄板（t<4mm）為（wéi）冷軋板（也有熱軋板）。與熱軋板相比，冷軋板尺寸精確，偏差小，

 

表麵缺陷少，光亮，內部組織致密，衝壓性能（néng）更優（yōu）。(注：t在（zài）模具中一般（bān）代表厚度（dù），例如模（mó）板（bǎn）的厚度、材料的厚度均可以（yǐ）用t來表示。)

 

(3)按經濟性要求合理選材（cái）

所選材料應在滿足使用性能及衝壓工藝要求的前提下（xià），盡量價格低廉，來源方便，經濟性好，以（yǐ）降低（dī）衝壓件的成（chéng）本。

 

★衝壓模具的分類

 

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

 

工程模又可以分為複合模、拉伸模、鉚合（hé）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（zhǐ）在衝壓的一次行程中，隻能完成一個衝壓工序的模具。這一工程打完了之後，需要人工或用機械手（shǒu）把產品從（cóng）模具裏麵（miàn）取出來（lái），然後放到下一站的模具裏麵繼續（xù）生產，直到模（mó）具的最後一個（gè）工序打完，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（fèi）較多的人工和時間成本，產（chǎn）品報廢率（lǜ）較高。

 

複合（hé）模：常（cháng）見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工程模結構略（luè）有（yǒu）不同。其凸模（mó）(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（mó）衝頭)、下止擋板和下脫料板(外脫（tuō）)，上模依次是母模(或刀口)、內脫板和上墊板構成（chéng），內脫使用等高套筒掛在上墊板上麵，然（rán）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（yào）不然母模（mó）刀口容易崩掉或者不脫料。內脫的力量要足夠大，才能把產品從母模（mó）裏麵頂出來，一般如果材料比較厚的話，我們上麵（miàn）裝的是氮氣彈簧。

 

連續模：也（yě）稱“級進模”，是指在衝壓的一次（cì）行程過（guò）程中，在不同的工位上同時完（wán）成兩（liǎng）道或兩道以上衝（chōng）壓工序（xù）的模具，這種模具維修難度較大，需要經驗豐富的鉗（qián）工師傅來操作，但（dàn）是生（shēng）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品，節省人工和時間成本，產品（pǐn）報廢率較（jiào）低。

 

★彈簧的（de）壓縮量和計算

在一套衝（chōng）壓模（mó）具中（zhōng），需要用到比較多的彈性（xìng）材料，其（qí）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（de）彈性材料。像折彎、衝孔一般用普通的扁線彈（dàn）簧就可以了（le），比（bǐ）如（rú）棕色彈簧，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；優力膠一般用於拉深模具、整形模具、或整平麵度用。

 

拉深模（mó）具用優力膠非（fēi）常不錯，當然也可以選用氮氣彈簧。其（qí）他的（de）像頂料銷、浮塊、兩用銷等一般（bān）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（de）特點就是力量比較均衡，然而（ér）其壽命比較短，生產一段時間就（jiù）可能裂掉（diào）了、不行了、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（dù）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（dù）的大（dà）小，關係著模具生產是否順利、打出來的產品是否合（hé）格（gé）等。彈簧（huáng）力量小了，有可能會（huì）造成產品變形、模具不脫料、產品不（bú）好從模具裏麵拿出來（lái）、帶料（liào），刀口、衝頭容易磨損等各種問題。

 

扁線彈簧一般（bān）按顏（yán）色劃分為（wéi）：棕色、綠色、紅色、藍色（sè）、黃色，力量（liàng）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（tǔ）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（de）：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，然後用卡尺測量（liàng）一下彈簧被夾死之後剩下的長度，再用彈（dàn）簧的（de）總長（zhǎng）度減去這個數，再除以總長度即（jí）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等於14.4，再用14.4除以60，結果等（děng）於0.24，這（zhè）就是它的壓（yā）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，彈簧壽命（mìng）越短，模具壽命也就越短（當然（rán）彈簧打壞了是可以（yǐ）換的），模具（jù）生產一段時間可能彈簧就（jiù）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30萬次來計算彈（dàn）簧的壓縮量（liàng），也就是說模具打30萬次彈簧可能就（jiù）沒力了，當然一般（bān）的衝壓模具壽命都沒（méi）那麽長（zhǎng），也可以按最大壓縮量來計算，按最大（dà）壓縮量來計（jì）算的話，隻能保證彈簧不打爆在模具裏麵。模具壓得死一點，對產品平麵度也有好（hǎo）處。

 

具體的壓縮（suō）量如下表：

顏色（sè） 100次 50萬次 30萬（wàn）次 最大壓縮量 棕（zōng）色彈簧 16% 18% 20% 24% 綠色彈簧（huáng） 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（sè）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高度乘以彈簧的最大壓縮比，例如棕色彈簧，長度為（wéi）60mm，那麽它的（de）最大壓（yā）縮量為：60*24%約等於14，這根彈簧最大（dà）可以壓下（xià）去14個毫米，它的最大行程是14個毫米，模（mó）具的行程必須小於（yú）14個毫米，超過14個毫（háo）米，彈簧就可能（néng）會失效、變形（xíng），還有可能打斷在模具裏麵（miàn），或模具（jù）打爆，衝床壓（yā）不下去等。

 

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