五金衝壓模具（jù）設計（jì）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、五（wǔ）金衝壓模具（jù），意思差不多都是一樣的（de）。是指利用固（gù）定在衝床或壓力機上的模具對金屬或非金（jīn）屬板材施加一定的壓力，使材料產生分離或成型，從而（ér）獲（huò）得一（yī）定尺寸要求、外觀質量合格的零件的壓力加工方法。模具分為很多種，我這裏主要是針對我熟悉的五金衝壓模具來（lái）講。

 

通過模具加工出來的產品，尺寸、外觀都基（jī）本一樣，沒什麽大的區別（bié），因為能快速成型，生產效率高，產品質量穩定，精度符合要求，材料利用率（lǜ）高，操作簡單（dān）、工人（rén）勞動強度低，對操作工人技術要求（qiú）不高，一般人隻要一進來，跟著別人學習操（cāo）作一兩天，很快就能上手，有的甚至（zhì）不用一兩天，幾分鍾就能學會。如（rú）果是產線主機手，要學會操作衝床、送料機、整平機、拆模（mó）架模等（děng），都是一些很簡單的活（huó），有力（lì）氣、肯（kěn）吃苦耐勞就行。

 

平時（shí）注（zhù）意安全不要隨便往（wǎng）模（mó）具裏麵放任何的東（dōng）西在裏麵，扳手啊、剪刀啊、其它（tā）工具等不（bú）要放模具裏邊，有模修來修過模具(專業術語：修模)之（zhī）後，你打之（zhī）前就要看好了，看他們有沒有（yǒu）把東（dōng）西忘記（jì）在（zài）模具裏麵，當然一（yī）般模（mó）修（xiū）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，幹這個（gè）切記注意安全，一不小（xiǎo）心模具裏麵東西忘記拿出（chū）來了，衝床打（dǎ）下來就有可能把模（mó）具打壞，萬一裏麵的東西要是飛出來了?，人有可能也會（huì）受傷。

 

有時候叉車叉模具的時候，沒叉好，模具掉下（xià）來了，這個時候千萬別用手（shǒu）去扶，讓遠一（yī）點，模具摔壞了沒事，別把人（rén）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。

 

搞模具這行、或與模具打交道經（jīng）常容易出事，新人進廠（chǎng）特別（bié）要注意這些安（ān）全事項。

 

★衝壓模具的結構介（jiè）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（tóng）的產品特點及需（xū）求設計相應的模具，不同的模具結構，它的功能（néng）也（yě）不同，生產出來的產品也不同，總的來說有簡單的，有複雜的。但是不管結構怎麽複雜，它的基本結構（gòu）是不變的，無外乎是若幹個模板、入塊和標準件。

 

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

 

一般的衝壓模具結構，具體的模板從上到下（包括代碼編號）是：

 

上模（mó）的模板（bǎn）有：

上（shàng）托板，上（shàng）墊（diàn）腳，上模座（UPU），上墊板（UBU），上夾板（PHU）止擋板（PPS），脫料板（bǎn）（PSU）；

 

下模（mó）的模板有：

下模板（DIE），下（xià）墊板（LBD），下模座（LPD），下墊（diàn）腳，下（xià）托板；

 

 

其它的比較不常用的模板：

上蓋（gài）板（bǎn）（CVU），擊出板，上模板，下脫料板，下止擋板，下夾板，公（gōng）模，母模等；

 

一些模（mó）具零件有：

上模的入子，入（rù）塊：夾板入（rù）塊、脫料板入塊、衝頭等（děng）；

 

下模的入子，入塊：下模入塊、下模（mó）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（xiāo）等；

 

非標準件：外定位、內定位、節距定位、外限位柱、內限位柱等；

 

★衝壓模（mó）具的編號（hào）

 

衝壓模具編號，一般是這（zhè）樣寫的（舉例）：

 

工程（chéng）模：90-KNMF0125RAH，90-KNMF0125RAA，90-KNMF0125RBB

 

連續模：90-KNMF0125SAA，90-KNMF0125SBB

 

後麵的RAH，R代（dài）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；RAA或RBB代表鉚合（hé）模，比如（rú）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代表年份，哪（nǎ）一年生（shēng）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（biǎo）2010年，那麽2010年生產的模具F0125可以簡稱：125模具，接下來2011年（nián）生產的模具，則是G開頭，此時你再說125模具，那別人多半以為是G0125模具了。

 

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

 

如果這個連續模有兩段的話，則在90-KNMF0125SAAPHU編號（hào）後麵用A和B來說明，那麽第一段的夾板應該是90-KNMF0125SAAPHUA，第二段（duàn）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（shì）到的，簡單做一下說明：

 

一套完整的衝壓模具結構從上到下（xià）應該是：

 

加工代（dài）號

 

模板

 

其它

 

編號 中文名稱 編號 中文名稱 M：銑床（chuáng） U1U 上托板 UDE 上模板（bǎn） G：磨床 U2U 上墊腳 PS2 下脫料板 GD：大磨床 UPU 上模（mó）座 PH2 下夾板（bǎn） WC：線切割（gē） 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（zhǐ）擋板（bǎn） UDP 上模板入塊 HT：熱處理 PSU 脫料（liào）板 PSP 脫（tuō）料板入塊 L：車（chē）床 AXD 上模板入塊 D：搖臂（bì）鑽床 DIE 下模板（bǎn） DPI 下模入塊 LBD 下墊板 － － LPD 下模座（zuò） － － B2D 下墊腳 － － B1D 下托板 － －

 

“－”代替的表示這個編（biān）號不（bú）常見（jiàn）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的關係非常密切，其性質（zhì）直接影響衝壓工藝設計、衝壓（yā）件質量（liàng）和產品使用壽命，還（hái）影（yǐng）響組織均（jun1）衡（héng）生產和衝壓件生（shēng）產成本。

 

在選定衝壓件的材料時，不僅要考慮使（shǐ）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（yào）求如下。

 

1、具（jù）有良好的衝壓成型性能

對於成型工序，比如拉伸、折（shé）彎、打段（duàn）差（chà）、凸包等，材料應具有良好（hǎo）的衝壓成型性能，即應有良好的抗破裂性、良好的貼模性和定形性（xìng），否則產品容易（yì）產（chǎn）生變形、破（pò）裂等（děng），造成修模的困難。對於分離（lí）工序，則要求材料具有一定的塑性。

 

2、具有較高的（de）表麵質量

材料表麵應光潔平整，無缺陷損傷。表麵質量好的材料，成型時不（bú）易（yì）破裂，不易擦傷模具，製件的表（biǎo）麵質量也（yě）好。

 

3、材料的厚度公差應符合（hé）國家標準

因（yīn）為一定的模具間隙僅適用於（yú）一定厚度範圍的材料，若材料厚度公差太大；不（bú）僅直接影響製件的質量，還可能導致（zhì）廢品的出現。在校正彎曲、整形等工序中，有可能因（yīn）厚度（dù）正（zhèng）偏差過大而引起模具（jù）或壓力機的損壞。

 

衝壓常用材料及選用

 

1、衝壓（yā）常用材料

 

衝壓生產中最常用的材料是金屬材料（包（bāo）括黑色金屬和有色金屬），但有時也（yě）用非金屬材料。其（qí）中黑色金屬（shǔ）主要有普通碳素結構鋼、優質（zhì）碳素結構鋼、合金結構鋼、碳素工具鋼、不鏽鋼、電工矽鋼（gāng）等；有色金屬主要有純銅、黃銅、青銅、鋁等；非金（jīn）屬（shǔ）材料有紙板、層壓板、橡（xiàng）膠板、塑料板、纖維板和雲母等（děng）。

 

衝壓用金（jīn）屬材（cái）料（liào）的供應狀態一般是各種規格的板料和帶（dài）料。板料可用於工程模（mó）的（de）生產，帶料（卷料）用於連（lián）續模的生產，也可以用於工程模的生產（chǎn）。板料的尺寸較大（dà），可（kě）用於大（dà）型零件的衝壓，也可以將板料按排樣尺寸剪裁成條料後用於中小型零件的衝壓（yā）；帶料（又稱卷料）有各種規格的寬度，展開長度可達幾十米，成卷狀供應，適應於連續模大批量生（shēng）產的自動送料。

 

關於各種材料的牌號、規（guī）格和性能，可（kě）查閱有關手冊和標準。

 

2、衝壓（yā）材料的合理選用

衝壓材料的選用要（yào）考慮衝壓件的使（shǐ）用要求、衝壓工藝要求及（jí）經濟性等（děng）。

 

(1)按衝壓件的使用要求合理選材

所選材料應能使衝壓件（jiàn）在機器或部件中正常工（gōng）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（cái）料滿足相應強度（dù）、剛度、韌性、耐蝕性和耐熱性等力方麵的要求。

 

(2)按（àn）衝（chōng）壓工藝要求合理（lǐ）選材（cái）

對於任何一種（zhǒng）衝壓件，所（suǒ）選的材料應能按照其衝（chōng）壓（yā）工（gōng）藝的要求，穩定地成形出（chū）不至於開裂或起皺的合格（gé）產（chǎn）品，這是最（zuì）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。根據以往的生產經驗及可（kě）能條件，選擇（zé）幾種基本能滿足衝壓件使用要求的板料進行（háng）試衝，最（zuì）後選擇沒有開裂或皺（zhòu）折（shé）的、其廢品率低的一種（zhǒng）。這（zhè）種方法（fǎ）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（zhì）的（de）基礎上，把衝壓成型時的最大變形程度與板料衝（chōng）壓成型性能所（suǒ）允許采用的極限變形程度進行對比，並以此（cǐ）作為依據，選取適合於該種零件衝壓工藝要求的板材。

 

另（lìng）外，同一種牌號或同一（yī）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（t<4mm）為冷軋板（也有熱軋板）。與熱軋板相（xiàng）比，冷軋板尺寸精確，偏差小，

 

表麵缺陷（xiàn）少，光亮（liàng），內部組織致密，衝壓性能更優。(注：t在模具中一般代表厚度，例（lì）如模（mó）板的厚度、材料的厚度均可以用t來表示。)

 

(3)按經濟性要求合理選材

所選材料應在滿足使用性能及衝壓工（gōng）藝要求的前提下，盡量價格低廉，來源方（fāng）便，經濟性好，以降（jiàng）低衝壓件的成本（běn）。

 

★衝壓模具的分類（lèi）

 

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

 

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

 

工程模：也（yě）稱為“單工序模（mó）”，是指在衝壓的一次行程中，隻能（néng）完成一（yī）個衝（chōng）壓工序的模具。這一工程打完了之後（hòu），需要人工或用（yòng）機械手把產品從（cóng）模具裏麵取出（chū）來（lái），然後放到下一（yī）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（wán）成。這種（zhǒng）模具維修起來簡單，但（dàn）生（shēng）產起來費時費力，需要花（huā）費較多的人工和（hé）時間成本，產品報廢率較高。

 

複合模：常見的複合模（mó）具結構有有（yǒu）複合下料、複合拉伸等（děng），這種模具結構和別的工程模結構略有不同。其凸（tū）模(也（yě）稱為公（gōng）模或衝頭)設計在下模，其它幾塊模板依次是（shì）下夾板(固定凸模衝頭)、下止擋板（bǎn）和下脫（tuō）料板（bǎn）(外脫)，上模依次（cì）是母模（mó）(或刀口)、內脫板和上墊板構成，內脫使用（yòng）等高（gāo）套筒掛在上墊板上麵，然後用打杆或彈（dàn）簧頂著。比如用來下料的（de）複合模（mó），其內脫一般脫出來（lái）母模0.50mm即可，不可以低於（yú）母模（mó），要不（bú）然母模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（mǔ）模裏麵頂出來，一般如果材料比較厚的話，我（wǒ）們上麵裝的是氮氣彈簧。

 

連（lián）續模：也稱“級進模”，是（shì）指在衝壓（yā）的一次行程過程中，在不同的工位上同時（shí）完（wán）成兩道或兩道（dào）以上衝壓工序的模具（jù），這種模具維修難度較大，需要經驗豐富的鉗工師傅來操（cāo）作，但是生產起來效率很高，打得速（sù）度快的話一個小時（shí）可以生產上千個產（chǎn）品，節省人工和時間成本，產（chǎn）品報（bào）廢率較（jiào）低。

 

★彈簧的壓縮量和計算

在一套衝壓模具中，需要用到比較多（duō）的彈性（xìng）材料，其中包括各種不（bú）同規格（gé）的彈簧、優力膠、氮氣（qì）彈簧等，按照不同的需要選用不同的彈性（xìng）材料。像折（shé）彎、衝孔一般用（yòng）普通的扁線彈簧（huáng）就可以了，比（bǐ）如棕色彈簧，也稱為咖啡色彈簧；如果力（lì）量不夠就（jiù）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（mó）具、或整平麵度用。

 

拉深模具用（yòng）優力膠非常（cháng）不（bú）錯（cuò），當然也（yě）可以選用氮氣彈簧（huáng）。其他的像頂料銷、浮塊、兩用銷等一般用線簧（huáng）或黃色（sè）彈簧，隻要可以脫料、不把產品頂出印子、頂變形就好了（le）。優力膠的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（jiān）就（jiù）可能裂掉了、不行了、萎掉（diào）了，因此一般（bān）比較（jiào）少用（yòng），通常比較常用氮氣彈簧。整平麵度優力膠用的多。

 

彈簧（huáng）包（bāo）括扁線彈簧、線簧等，彈簧的目的就是脫料、壓料，彈簧力度的大小，關係著模具生產是否順利（lì）、打出來的產品（pǐn）是否合格（gé）等。彈簧（huáng）力量小了，有可能會造成產品變形、模（mó）具不脫料、產品不好從模（mó）具裏麵拿出來、帶（dài）料（liào），刀口、衝頭容易磨損等各種問（wèn）題。

 

扁線（xiàn）彈（dàn）簧（huáng）一般按顏色劃分為：棕色、綠色、紅色（sè）、藍色、黃（huáng）色，力（lì）量也依次減弱，顏色不同，力量大小就不同，壓縮量也不同。

 

有一個土方法可（kě）以（yǐ）計算（suàn）彈簧的（de）壓縮量，那是我剛進廠（chǎng）學（xué）模具不久，對模（mó）具還不怎麽懂（dǒng），我師父教我的：事先測量一下彈簧的總高度，再把彈簧（huáng）放台（tái）虎鉗中，鎖（suǒ）死，然後（hòu）用卡尺測量一下彈簧被夾死（sǐ）之後剩下的長度，再用彈簧的總長度減去這個數（shù），再除以（yǐ）總長度即可，此方法（fǎ）任（rèn）何彈簧通用，比如棕色彈簧長度（dù）為60mm，被虎鉗夾死後應該還剩下45.6左（zuǒ）右，然後（hòu）你再用60減（jiǎn）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（dàn）簧按照不同生產次數，比如100萬次、50萬次、30萬次，壓（yā）縮量選的越（yuè）大，彈（dàn）簧壽命（mìng）越（yuè）短，模（mó）具壽命也就越短（當然彈簧打（dǎ）壞了（le）是（shì）可以（yǐ）換的），模具生產（chǎn）一段時間可（kě）能彈簧就沒力了，質量差一點的彈簧還有可能斷（duàn）在模（mó）具裏麵。一般按照30萬次來計（jì）算彈簧的壓縮量（liàng），也就是說模具（jù）打30萬次（cì）彈簧（huáng）可能就沒力了，當（dāng）然一般的衝（chōng）壓模具壽命都沒那麽（me）長，也可以按最大壓縮量來計算，按最大壓縮量來計算的話，隻能（néng）保證（zhèng）彈簧不打爆在模具裏麵。模具壓（yā）得死一點，對產品平麵度也（yě）有好處。

 

具體的壓縮（suō）量如下表：

顏色（sè） 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（zhè）個彈（dàn）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（dàn）簧的最大壓縮比，例如棕色彈簧（huáng），長度為60mm，那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去14個毫（háo）米，它的最大行程是14個毫米，模具的行（háng）程必須小於14個毫米，超過14個毫（háo）米，彈簧就可（kě）能會失（shī）效（xiào）、變形，還有可能打斷在（zài）模具裏麵（miàn），或模具打爆，衝床壓不下去等。

 

模具組立之前，也就是裝模之前，必須（xū）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具會出問（wèn）題、打爆等。