五金衝壓模具設計之若幹經驗之談（tán）！

　　

★衝壓模具的概念

衝壓模具，也稱衝模、五（wǔ）金模具、五金衝壓模具，意（yì）思差不多都（dōu）是一樣的。是指利用固（gù）定在衝床或壓力機上的（de）模具對金屬或非金屬板材施加一定的壓力，使材料產生（shēng）分離或成型，從而獲得一（yī）定尺寸要求、外觀質量合格（gé）的零件（jiàn）的壓力加工方法。模具分為很多種，我這裏主要是針對我熟（shú）悉的五金衝壓模具來講（jiǎng）。

 

通（tōng）過模具加工出來的產品，尺寸、外觀都基（jī）本一樣，沒什麽（me）大的區別，因為能快速成型，生產效（xiào）率高，產品質量穩定，精度符合要求，材料利用率（lǜ）高，操（cāo）作簡（jiǎn）單、工人勞動強度低，對操作工人技術要求不高，一般人隻要一進來，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，幾分鍾就能學會。如（rú）果是產線主（zhǔ）機手，要學（xué）會（huì）操作衝床、送料（liào）機、整平機、拆模架模等，都是一些很簡單的活，有力氣、肯吃苦耐勞就行。

 

平時注意安全（quán）不要隨便往模（mó）具裏麵放（fàng）任何的東西在裏麵，扳手啊、剪刀啊（ā）、其（qí）它工具等不要放模（mó）具裏邊，有模修來修過模（mó）具(專業術語：修模（mó）)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，當然一般模修（xiū）是不會犯這樣的錯誤的，不過你也要注意（yì）一下。別把模具打壞了、或者把身上手（shǒu）上哪裏傷著（zhe）了，幹這（zhè）個切記注意安全，一不小心模具裏麵東西忘記拿出來了，衝床（chuáng）打下來就有可（kě）能把模具打壞，萬一裏麵的東西要是飛出來了?，人有可能也（yě）會受傷。

 

有（yǒu）時候叉車（chē）叉模具的時候，沒叉好，模具掉下來了，這（zhè）個時候千萬別用手去（qù）扶，讓遠一點，模具摔壞了沒（méi）事，別把人砸到了；天車吊模具的（de）時（shí）候也要注意離模具遠一點，小心模（mó）具晃過來碰著了就不好了。

 

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

 

★衝壓模具的結構介紹

 

衝壓模具的結構、衝模的結構，模具結構大同小異，根據不同的產（chǎn）品特點及需求設計相應的模具，不（bú）同的模（mó）具結構（gòu），它的功能（néng）也不同（tóng），生產出來的產品也不同，總的來說（shuō）有簡單的，有複雜的。但是（shì）不管結構怎麽複雜，它的基本（běn）結構是不變的，無外乎是若幹（gàn）個模板、入塊和標準件。

 

模具一般是由若幹模板和零件（我們稱（chēng）之為入塊、或入子）還有標準件組（zǔ）裝而成。

 

一般的衝壓模具結構，具體的模板從上到下（包括代（dài）碼編號）是：

 

上模的模板有：

上托板，上墊腳，上模座（UPU），上墊（diàn）板（UBU），上夾板（PHU）止擋板（PPS），脫料板（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（qí）它（tā）的比較不常用的模板（bǎn）：

上蓋板（CVU），擊出板，上模板，下脫料板，下止擋板，下夾板，公模（mó），母模等；

 

一些模具（jù）零件有：

上模的入子，入塊：夾板入塊、脫料（liào）板（bǎn）入塊、衝頭等；

 

下（xià）模（mó）的入子，入塊（kuài）：下模入塊、下模刀口（kǒu）等；

 

標準件（jiàn）：彈簧、六角螺絲、止（zhǐ）付螺絲、線簧、等高套、導柱、導套、等高套（tào）墊片、兩用（yòng）銷、頂料銷等（děng）；

 

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

 

衝壓模具編號（hào），一般是這樣寫的（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（tào）；RAA或RBB代表（biǎo）鉚合模，比（bǐ）如（rú）鉚螺柱、鉚（mǎo）彈片等；

 

SAA、SBB中的S代表連（lián）續模，0125代表模具編號，前麵的F代表年份，哪一年生產出來的模（mó）具，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（chǎn）的模具F0125可以簡稱：125模具，接下（xià）來2011年生產的模具，則是G開（kāi）頭（tóu），此時你再說125模具，那別人多半以為（wéi）是G0125模具了。

 

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

 

如果這個連續模有兩（liǎng）段（duàn）的（de）話，則在90-KNMF0125SAAPHU編號後麵用A和B來說（shuō）明，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（qí）它的編號，這（zhè）裏沒有解釋到的，簡單做一下說明：

 

一套完整的衝壓模具（jù）結構從上到下應該是：

 

加工（gōng）代號

 

模板

 

其（qí）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 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 上模板入塊 HT：熱處理 PSU 脫料板 PSP 脫料板（bǎn）入（rù）塊 L：車床 AXD 上模板入塊 D：搖臂鑽床 DIE 下模板 DPI 下模入（rù）塊 LBD 下墊（diàn）板 － － LPD 下模（mó）座 － － B2D 下墊腳 － － B1D 下托板 － －

 

“－”代替的表示這個編號不常見或很少用到

 

★衝壓（yā）常（cháng）用材料及選用

 

衝壓所用材料的性（xìng）質與衝壓生產（chǎn）的（de）關係非常密切，其性質直接影響（xiǎng）衝壓工藝設計、衝壓（yā）件質量和（hé）產品（pǐn）使（shǐ）用壽命，還影響組織（zhī）均衡生（shēng）產和衝壓件生產成本（běn）。

 

在選定衝壓件的材料時，不僅要考慮使用（yòng）性能，還（hái）應滿足衝壓加工和後（hòu）續工藝性能要求。衝壓加工對材料的基本要求（qiú）如（rú）下。

 

1、具有良好的衝壓成型性能

對於成型工序（xù），比如拉伸、折彎、打段差、凸包等，材料應具有良好的衝（chōng）壓成型性能，即應有良（liáng）好的抗破裂性、良好的貼模性和定形性（xìng），否則產品容易產生變形、破裂等，造成修（xiū）模的困（kùn）難。對於（yú）分離工序，則要求（qiú）材料具有一定的塑性。

 

2、具有較（jiào）高的表麵質量

材料表（biǎo）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（pò）裂（liè），不易擦傷模具，製（zhì）件的表麵質量也好。

 

3、材料的厚度公差應符合國家標準

因為（wéi）一定的模具間隙僅適用於一定厚度範圍的材料，若材料厚度公差太大；不僅直接影響製件的質量，還可能（néng）導致廢品的出現。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壞。

 

衝壓常用材料（liào）及選用

 

1、衝壓常用（yòng）材料

 

衝壓生產中最常用的材料是金屬材（cái）料（包括黑色金屬和有色金（jīn）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、優質碳素結構鋼、合金結（jié）構鋼、碳素工具鋼、不鏽（xiù）鋼、電工矽鋼等；有色金屬主要有純銅、黃銅、青銅、鋁（lǚ）等；非金屬材料有紙板、層壓（yā）板、橡膠板、塑料板、纖維板和雲母等。

 

衝壓用金屬材料的供應（yīng）狀態一般是各種規格的板料和（hé）帶（dài）料。板料可用於工程模的生產，帶料（卷料（liào））用於連（lián）續模的（de）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（jiàn）的衝（chōng）壓，也可以將（jiāng）板料按（àn）排樣尺寸剪裁（cái）成條料後用於中小型零件的衝壓；帶料（又稱卷料）有各種規格的寬度，展開長度可達幾十米，成卷狀供應，適應於連續模大批量生產的（de）自動（dòng）送料。

 

關於各種材料的牌號、規格和性能，可查閱有（yǒu）關手冊和標（biāo）準。

 

2、衝壓材料的合理選用

衝壓材料的選用（yòng）要考慮（lǜ）衝壓件的使（shǐ）用要求、衝壓工藝要求及經濟性等。

 

(1)按衝（chōng）壓件的使用要求合理選材

所選材（cái）料應能使衝壓（yā）件在機器或部件中正常工（gōng）作（zuò），並具有一定的使用（yòng）壽（shòu）命。為此，應根據衝壓（yā）件的使用條件，使所選材料滿足相應強度、剛度、韌性、耐蝕性和耐熱性等力方麵的（de）要求。

 

(2)按衝壓（yā）工藝要求合（hé）理選材

對於任（rèn）何一種衝壓件，所選的（de）材料應能按照（zhào）其衝壓工藝的要求，穩定地成形出不至於開裂或起皺的合格產品，這是最基本也是最重要（yào）的選（xuǎn）材要求。為此，可用以下方法合理選（xuǎn）材。

 

①試衝。根據以往的生（shēng）產經（jīng）驗及可能條件（jiàn），選擇幾種基本能滿足衝壓件使用要求的板料進行試衝，最後選擇沒（méi）有開（kāi）裂或皺折的、其廢品率低的一種。這種方法結（jié）果比較直觀（guān），但帶（dài）有較大的 盲目性。

 

②分析與對比。在分析衝壓變形性質的基礎（chǔ）上，把衝壓成型時的最（zuì）大變（biàn）形程度與板料衝壓成型性（xìng）能（néng）所允許采用的極限變（biàn）形（xíng）程度進行對比，並以此作為依據，選取（qǔ）適（shì）合於（yú）該種零件衝壓工藝要求的板材。

 

另（lìng）外（wài），同一種（zhǒng）牌號（hào）或（huò）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（t<4mm）為冷軋板（也有熱軋板）。與熱軋板相比，冷軋板尺寸精確，偏（piān）差小，

 

表麵（miàn）缺陷少，光亮，內部組織致（zhì）密，衝壓性（xìng）能更優。(注：t在模具中（zhōng）一般代表厚度，例如模板的厚（hòu）度、材料（liào）的厚度均可（kě）以用t來表示。)

 

(3)按經濟性要求（qiú）合理選材

所選（xuǎn）材料應在滿足使（shǐ）用性能及衝壓工藝（yì）要求的前提下，盡量價格低廉，來源方（fāng）便，經濟性（xìng）好（hǎo），以降低衝壓件的成本。

 

★衝壓模具的分類

 

衝壓模具的分類，一般我們可以簡單的把它分為兩種，即工程模和連續模；

 

工程模又可以分為複合模、拉伸模、鉚合模等，下麵簡單介紹一下這些模具的結構（gòu）和作（zuò）用；

 

工（gōng）程模：也稱為“單工序模”，是指在衝壓的（de）一（yī）次行程（chéng）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把產品從模具裏麵取出來，然後放到下一站的（de）模具裏（lǐ）麵繼（jì）續生（shēng）產，直（zhí）到（dào）模具的最後（hòu）一個（gè）工序打完，整個產品才算完成。這種模（mó）具維修起來簡單，但（dàn）生產起來費時費力，需要花費較多（duō）的人工和時間（jiān）成本，產品（pǐn）報廢率較高。

 

複合模：常見的複合模具（jù）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（mó）結構略有不同。其凸模(也稱為公（gōng）模或衝頭)設計在下模，其它幾塊模板依次是下夾（jiá）板(固定凸（tū）模衝頭)、下止擋板和（hé）下脫料板(外脫（tuō）)，上模依次是母模(或刀口)、內脫（tuō）板和上墊（diàn）板構成，內脫使（shǐ）用（yòng）等高套筒掛在上墊板上麵，然後用打杆或彈簧頂著。比如用來（lái）下料的複（fù）合模，其內脫（tuō）一般（bān）脫出來母模0.50mm即可，不可（kě）以低（dī）於母模，要（yào）不然母模刀口容易崩掉或者不脫料。內脫的力（lì）量（liàng）要足夠大，才能把（bǎ）產品從母模裏麵頂出來，一般如果材料比（bǐ）較厚的話，我們上麵裝的是氮氣彈簧。

 

連續模：也稱“級進模”，是指（zhǐ）在衝壓的一次行程過程中，在不同的工位上同時完成（chéng）兩道或兩道以上衝壓工序的模具（jù），這種模具維修難（nán）度較大，需要經驗豐富的鉗工師傅來操作，但是生產起來效（xiào）率很高，打得速度（dù）快的（de）話一個小時可（kě）以生產上千個產品，節省人工和時間成本，產品報（bào）廢率較低（dī）。

 

★彈簧（huáng）的壓縮量和計算

在一套衝壓模具中，需要用到比較多的彈性材料，其中包括各種不同規格（gé）的彈簧、優力膠、氮氣彈簧等，按照不同的需要選用不同的彈性材料。像折彎、衝孔（kǒng）一般用普（pǔ）通的扁線彈簧就可以了，比如棕色（sè）彈簧，也稱為咖啡色彈簧；如果力量（liàng）不（bú）夠就加氮氣彈簧，當然成本要高一點（diǎn）；優力膠一般用於拉（lā）深模具、整形模具（jù）、或整平麵度用。

 

拉深模具用優力膠非常不錯，當然也可以選用氮（dàn）氣彈簧。其他的像頂料銷、浮塊（kuài）、兩用銷等一般用線簧或黃色彈（dàn）簧，隻要可以脫料、不把產品（pǐn）頂出印子、頂變形就好了。優力膠的特點就是力量比較均衡，然而其壽命比較短，生（shēng）產（chǎn）一段時間就可能裂掉了、不行了、萎掉了，因此一（yī）般比較少用，通常比較常用氮（dàn）氣彈簧。整平麵度優力膠用（yòng）的多。

 

彈簧包括扁線彈（dàn）簧、線簧（huáng）等，彈（dàn）簧的目的（de）就是脫料、壓料，彈簧力度的大小（xiǎo），關係著模具生（shēng）產是否順利、打出來的產品是否合格等。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）好從模具裏麵拿出（chū）來、帶料，刀口、衝頭容易磨損等各種問題。

 

扁線彈簧一（yī）般按顏色劃分（fèn）為：棕色（sè）、綠色、紅色、藍色、黃色，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（duì）模具還不怎麽懂，我師父教我的：事先測量一下（xià）彈簧的總高度，再把彈簧放（fàng）台虎鉗中，鎖死，然後用卡尺測量一（yī）下彈簧被夾死之後剩下的長度，再（zài）用彈（dàn）簧的（de）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（tōng）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，然後你再用60減去45.6等於14.4，再用14.4除以60，結果等於0.24，這就（jiù）是（shì）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，壓縮量選的越大，彈簧壽命越短（duǎn），模具壽命也就越短（當然彈簧打壞了是可以換的），模（mó）具生產一段時間可能彈簧就沒力（lì）了，質量差一點的彈簧還有可能斷在模具（jù）裏麵。一般按照30萬次來計算彈（dàn）簧的壓縮量，也就（jiù）是說模（mó）具打30萬（wàn）次彈簧可能就沒力了，當然（rán）一般的衝（chōng）壓模具壽命都沒那（nà）麽長，也可以按最大壓縮量來計算，按最大壓（yā）縮量來計算的話（huà），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處。

 

具體的壓縮量（liàng）如下表：

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

 

最大壓縮量（這個彈簧（huáng）可以壓（yā）下去多少），彈簧的最大壓縮量等於彈簧的自由（yóu）高度乘以彈簧的最大壓縮比，例如棕色彈簧，長（zhǎng）度為60mm，那麽（me）它的最大壓縮量為：60*24%約等於14，這根彈簧最大可以壓（yā）下去14個毫米，它的最大行程是14個毫（háo）米（mǐ），模具（jù）的行程必須小於14個毫米，超過（guò）14個毫米，彈簧就可能會失效（xiào）、變形，還有可能打斷在模具裏麵，或模具打爆（bào），衝床壓不下去等。

 

模（mó）具組（zǔ）立（lì）之前，也就是裝模之前，必須先（xiān）計算（suàn）一下彈簧的壓縮量（liàng）是否（fǒu）合適，這樣在試模的時候才不用（yòng）擔（dān）心模具會出問題、打爆等。