​​五金衝壓模具設計之若幹經驗之談！

★衝壓模具的概念

衝壓模具，也稱衝模、五金模具（jù）、五（wǔ）金衝壓（yā）模具，意思差不多都是一樣的。是指利用固定在（zài）衝床或壓力（lì）機上的模具對金屬或非金屬板材施加一定的壓（yā）力，使材料產（chǎn）生分離或成型，從而獲得（dé）一定尺寸要求、外觀（guān）質量合格的零（líng）件的（de）壓力加工方法。模具分為很多種，我這裏主要是針對我（wǒ）熟（shú）悉的五金衝壓模具來講。

通過模具加工出來（lái）的產品，尺寸、外觀都基本一樣，沒什（shí）麽大的區別，因為能快速成型，生產效率高，產品（pǐn）質量穩定（dìng），精度符合要求，材料利用率高（gāo），操作簡單、工人（rén）勞動強度低，對操作工人技術要求不高，一般人隻要一進來（lái），跟著別人學習操作（zuò）一兩天，很快就能上手，有的甚至不（bú）用（yòng）一兩（liǎng）天，幾分鍾就能學會。如果是產線主（zhǔ）機手，要學會操作衝床、送料機、整（zhěng）平機、拆模架模等，都（dōu）是一些很簡（jiǎn）單的活，有力氣、肯吃苦耐勞就行。

平時注意安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、其它工具等不要放模具裏邊，有模修來（lái）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（xiū）是不會（huì）犯這樣的錯誤的（de），不過你也要注意一下。別把模具打壞了、或者把（bǎ）身上手上哪裏傷著了，幹這個切記注（zhù）意安全，一不小心模具裏麵（miàn）東西（xī）忘記拿（ná）出來了，衝床打（dǎ）下來就有（yǒu）可能把模具打壞（huài），萬一裏麵（miàn）的（de）東西要是飛出來了?，人有可能也會受傷。

有時候叉（chā）車（chē）叉模具的時（shí）候，沒叉好（hǎo），模（mó）具掉下來了，這個時候千萬別用手去扶，讓遠一點，模（mó）具摔壞了（le）沒事，別把人砸到了（le）；天車吊模具（jù）的（de）時候也要注意離模具遠一點，小心模具晃過來碰著了就（jiù）不好了。

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

★衝壓模具的結構介紹

衝壓模具的結構、衝模的結（jié）構，模具結構大（dà）同（tóng）小異，根據不同的產品（pǐn）特點及（jí）需求設計（jì）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（yě）不同，總的來說（shuō）有（yǒu）簡單的（de），有複雜的。但（dàn）是不管結構怎麽複（fù）雜，它（tā）的基本結構是不變的，無外乎是（shì）若幹個模板、入塊和標準件。

模具一般是由若幹模板和零件（我們（men）稱之為入（rù）塊、或入子）還有標準件組裝而成。

一般的衝壓模具結構（gòu），具（jù）體的模板（bǎn）從上到（dào）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（bǎn）（UBU），上夾板（PHU）止擋板（PPS），脫料（liào）板（PSU）；

下模的模板有：

下模板（DIE），下墊板（LBD），下模座（LPD），下墊腳，下托板；

其它的比較不（bú）常用的模板：

上蓋（gài）板（CVU），擊出（chū）板，上（shàng）模板，下脫（tuō）料（liào）板，下止擋板，下夾板，公模，母模等；

一些模具零件有：

上模（mó）的入子，入塊：夾（jiá）板入塊、脫料（liào）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（huáng）、等高套、導柱、導套、等高套墊片、兩用銷、頂料銷等；

非（fēi）標準件：外定位、內（nèi）定位、節距定位、外限位柱、內限位柱（zhù）等；

★衝壓模具的編號

衝壓模具編號，一般是這樣寫的（舉例）：

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

連（lián）續模：90-KNMF0125SAA，90-KNMF0125SBB

後麵的RAH，R代表工程（chéng）模，H代表總共有八套（tào）（從A-H，分別是RAH、RBH……RHH），A代表第一套；RAA或RBB代表鉚合（hé）模，比如鉚螺柱（zhù）、鉚彈片等；

SAA、SBB中的（de）S代表連續模，0125代（dài）表模具編號，前麵（miàn）的F代表年份，哪一年生產（chǎn）出來的模（mó）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2010年生產的模具F0125可以簡稱：125模具，接下來（lái）2011年生產的（de）模（mó）具，則是G開（kāi）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（shàng）夾板（bǎn）（PHU），編號則（zé）是90-KNMF0125SAAPHU，夾板入（rù）塊90-KNMF0125SAAPHPA001；

如果這（zhè）個連續模有兩段的話（huà），則在90-KNMF0125SAAPHU編號後麵用A和B來說明，那麽第一段的夾板應該是（shì）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（yú）其它的編號，這裏（lǐ）沒有解釋到的，簡單做一下說明（míng）：

一套完（wán）整的衝壓模具結構從上到下應該是：

加工代號

模板

其它

編號 中文名稱 編（biān）號 中文名（míng）稱（chēng） M：銑床 U1U 上托板 UDE 上模板 G：磨床 U2U 上墊（diàn）腳 PS2 下脫料（liào）板 GD：大磨床 UPU 上模座 PH2 下夾（jiá）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（chù）理 PSU 脫料板 PSP 脫料（liào）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）編號不常見或很少用到

★衝壓常用材料（liào）及（jí）選用

衝壓所用材料的性質與衝壓生產（chǎn）的關係非常密切，其性質直接影響衝壓工藝設計、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（zài）選定衝壓件的（de）材料時，不僅要考慮使用性（xìng）能，還應滿足衝壓加工和後續工藝性能要（yào）求。衝壓加工（gōng）對材料的基本要求如下。

1、具（jù）有良好（hǎo）的衝壓成型性能

對（duì）於成型工序，比如拉（lā）伸、折彎、打段差、凸包（bāo）等（děng），材料（liào）應（yīng）具有良好的衝壓（yā）成（chéng）型（xíng）性能，即應有良好的抗破裂（liè）性、良好的貼模性和定（dìng）形性，否則產品（pǐn）容易產生變形、破裂（liè）等（děng），造成修（xiū）模的（de）困難。對於分（fèn）離工序，則要求材料具有（yǒu）一定的塑性。

2、具有較高的表麵質量

材料表麵應光（guāng）潔平整，無缺陷損傷。表麵質量好的材料，成（chéng）型（xíng）時不易（yì）破（pò）裂，不（bú）易擦傷模具，製件的表麵質量也好。

3、材料（liào）的厚度公差應符合（hé）國家標準

因（yīn）為一定的模具間隙僅適用於一定（dìng）厚度範圍的材（cái）料，若材料厚（hòu）度公差（chà）太大；不僅直接影響（xiǎng）製件的質（zhì）量，還可能導致廢品的（de）出現。在校正彎曲、整形等工序中，有可能（néng）因（yīn）厚度正偏差過（guò）大而（ér）引起（qǐ）模具或壓力機的損（sǔn）壞。

衝壓常用（yòng）材料及選用

1、衝壓常用材（cái）料

衝壓生產中最常用（yòng）的材料（liào）是金（jīn）屬材料（包括黑色金屬（shǔ）和有色金屬），但有時也用非（fēi）金屬材料。其中黑色金屬主要有普（pǔ）通碳素結構鋼、優質（zhì）碳素結構鋼、合金結構鋼、碳素工具鋼、不鏽鋼、電工（gōng）矽鋼等；有色金屬（shǔ）主要有純銅、黃銅、青（qīng）銅、鋁等；非金屬材料有紙板、層壓板、橡膠板、塑料板、纖維板和雲（yún）母等。

衝壓用金屬材料的供應狀態一般是各種規格（gé）的板料和帶料。板（bǎn）料可用於工程模的生產，帶料（卷料）用於（yú）連續模的生產，也可以（yǐ）用於工程模的（de）生產。板料的（de）尺寸較大，可用（yòng）於（yú）大型零件的（de）衝壓，也可以將（jiāng）板料按排樣尺（chǐ）寸剪裁成條料後用於中小（xiǎo）型零件的衝壓；帶料（又稱卷料）有各種規格的寬度，展開長（zhǎng）度可達幾十米，成卷狀供應，適應於連續模大批量（liàng）生產的自動（dòng）送料。

關於各種材料的牌號、規格和性能，可查閱有關手冊和標準（zhǔn）。

2、衝（chōng）壓材（cái）料的（de）合理選用

衝（chōng）壓材料的選用要考慮衝壓件的使用要求（qiú）、衝壓工藝要求及經濟性等。

(1)按衝壓件（jiàn）的使用要求合理（lǐ）選材

所選材料應能使衝壓件在機器或部件中正常工作，並具有一定的使（shǐ）用（yòng）壽（shòu）命（mìng）。為此，應根據衝壓件的使用條件，使所選（xuǎn）材料滿足相應（yīng）強度、剛度（dù）、韌（rèn）性、耐蝕性（xìng）和耐熱性等力方麵的要求。

(2)按衝壓工藝要求合理選（xuǎn）材

對於任何一種衝壓件，所（suǒ）選的材料（liào）應能按照其衝壓工藝的要求，穩定（dìng）地成形出不至於開（kāi）裂或起（qǐ）皺的合格產品（pǐn），這是最基本也是最重（chóng）要的選材要（yào）求。為此，可用以（yǐ）下方法合理選材。

①試衝。根據以往的生產（chǎn）經驗及可能條件，選擇幾種基本能滿足衝壓件使用要求的（de）板（bǎn）料進行試衝，最後選擇沒有開裂或皺折的、其廢品率低的一種（zhǒng）。這種（zhǒng）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（fèn）析衝壓（yā）變形性質的基礎（chǔ）上，把衝壓成型（xíng）時的最大變形程度與（yǔ）板料衝壓（yā）成型性能所允許采用的極限變形（xíng）程度進（jìn）行對比，並以此作為依據，選取適合於該種零件衝壓工藝要求（qiú）的板（bǎn）材。

另外，同一種牌號或同一厚度的板材，還有冷軋和熱軋之分。我國國產板材中，厚板( t>4mm)為熱軋板，薄板（bǎn）（t<4mm）為冷軋板（也有熱（rè）軋板）。與（yǔ）熱軋（zhá）板相（xiàng）比，冷軋板尺寸精確，偏差小，

表麵（miàn）缺陷少，光亮，內部組織致密，衝壓性能更優。(注：t在模（mó）具中一般代表厚（hòu）度，例如模板的厚度（dù）、材料的厚度均可以用t來表示（shì）。)

(3)按經濟性要（yào）求合理選材

所選材（cái）料應在滿足使用性能及衝（chōng）壓工藝要求的前提（tí）下，盡量價格低廉，來（lái）源方便，經濟（jì）性好，以（yǐ）降低衝壓（yā）件的成本。

★衝壓模具的分類

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

工程模又可以分為複合模、拉伸模（mó）、鉚合模（mó）等（děng），下麵簡單介（jiè）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（zài）衝壓的一次行程中，隻能完成一個衝壓工序的（de）模具（jù）。這一工程打完了之後，需要人工或用機械手（shǒu）把產品從模具裏麵取出來（lái），然後放到下（xià）一站（zhàn）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。這種模具維修起來（lái）簡（jiǎn）單，但生（shēng）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（mó）具結構有有複合下料、複合拉伸等，這種模具結構和別的工（gōng）程模結構略有不同。其凸模(也稱為公模或（huò）衝（chōng）頭（tóu）)設計在下模，其它幾塊模板依次是下（xià）夾（jiá）板(固定（dìng）凸模衝頭)、下止擋板和（hé）下脫料板（bǎn）(外脫)，上模依次是母模(或刀口（kǒu）)、內脫板和上墊（diàn）板構成，內脫使用等高套筒掛在上墊板上麵，然後用打（dǎ）杆或（huò）彈（dàn）簧頂著。比如用來下料的（de）複合模，其內脫一般脫出（chū）來母模0.50mm即可，不（bú）可以低於母模，要不然母模刀口（kǒu）容易崩掉或者不脫料。內脫的力量要足夠大，才（cái）能把產品從母（mǔ）模裏麵頂出來，一般如果材料比較厚的話，我們上麵裝的是氮氣彈簧。

連（lián）續模：也稱“級進（jìn）模”，是指在衝壓的一次行程過程中，在不同的工位上（shàng）同時完（wán）成兩道或兩道以上衝壓工序的模具，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（shì）生產起來效率（lǜ）很高，打得速度快的話一個小時可以生產上千個產品（pǐn），節（jiē）省（shěng）人工和時間成本（běn），產品報廢率較低。

★彈簧的壓縮量和計算

在一套衝壓模具中（zhōng），需要用（yòng）到比較多的彈性材料（liào），其中包括各種不同規格的彈簧（huáng）、優力膠、氮氣彈簧（huáng）等，按照不同的需（xū）要選用不同的彈性材料。像折（shé）彎（wān）、衝孔（kǒng）一般用普通的扁線彈簧就可以了，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（rán）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（dù）用。

拉深模具（jù）用優力膠非常不錯，當然也可以選（xuǎn）用氮氣彈簧。其他的（de）像頂料銷、浮塊、兩用銷（xiāo）等一般用線簧或（huò）黃色彈簧，隻要可以脫料（liào）、不（bú）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，生產一段時間就（jiù）可能裂掉了、不行了、萎（wěi）掉了，因此一般比較少用（yòng），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，彈簧的目的就是脫料、壓料，彈簧力度的大（dà）小，關係著模具生產是否順利、打出來的產品（pǐn）是否合格等。彈簧力量（liàng）小了，有可（kě）能會（huì）造成產品變形、模具不脫料、產品不好從模具裏（lǐ）麵拿出（chū）來、帶料，刀口、衝頭（tóu）容易磨（mó）損等各種問題。

扁線彈簧一般按顏色（sè）劃分為：棕色、綠色、紅色、藍色、黃色（sè），力量也依（yī）次減弱，顏色不同，力量大小就不同，壓縮量也（yě）不同。

有一個土方法可以計算彈簧的壓縮量，那是我剛進廠（chǎng）學模具不（bú）久，對模具還不怎麽（me）懂（dǒng），我師父教我的：事（shì）先測量一下彈簧的總高度，再把彈簧放台虎鉗中（zhōng），鎖死，然後用卡尺測量一下彈簧被夾死之後剩下的長度，再用彈簧的總長度減去這個數，再除以總長度即（jí）可，此方法任何彈簧通用，比如（rú）棕（zōng）色彈簧長度為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（yú）14.4，再用14.4除以60，結果等於0.24，這就是它的（de）壓縮量（liàng）。

彈簧按（àn）照不同生產次數，比如（rú）100萬次、50萬次、30萬次，壓（yā）縮量選的越大，彈簧壽命越短，模具壽（shòu）命也（yě）就越短（當然彈簧打壞了是（shì）可以換的），模具生產（chǎn）一段時間可能（néng）彈簧就沒力了，質量差一點的彈簧還有（yǒu）可能（néng）斷在模具（jù）裏麵。一（yī）般按照30萬次來計算彈簧的壓縮量，也就是（shì）說（shuō）模具打30萬次彈（dàn）簧可能就沒力了，當然一般的（de）衝壓（yā）模具壽命都沒那麽長（zhǎng），也可以按最大壓縮量來計算，按（àn）最大壓縮量來計算的話，隻能保證彈簧不打爆（bào）在模具裏麵。模具壓（yā）得死一點，對產品平麵度也有好處。

具體的壓縮量如下表（biǎo）：

顏色 100次 50萬次 30萬（wàn）次 最大壓縮量 棕色彈簧 16% 18% 20% 24% 綠色彈簧 19.20% 21.60% 24% 28% 紅色彈簧 25.60% 28.80% 32% 38% 藍色彈簧（huáng） 32% 36% 40% 48% 黃色彈簧（huáng） 40% 45% 50% 58%

最大壓縮量（這個彈簧可以壓下去多（duō）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，那麽它的最大壓（yā）縮量為：60*24%約等（děng）於14，這根彈簧最大可（kě）以壓下去14個毫米，它的最大行程（chéng）是14個毫米（mǐ），模具的行程必須小於14個（gè）毫米，超過14個毫米，彈簧就可能（néng）會（huì）失效、變（biàn）形，還有可（kě）能（néng）打斷在模具裏（lǐ）麵，或模具打爆，衝床（chuáng）壓不下去等。

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