五金（jīn）衝壓模具設計之若（ruò）幹經驗之談！

　　

★衝壓（yā）模具的概念

衝壓模具，也稱衝模、五金模具、五金衝壓模具，意思差不多都是一樣（yàng）的。是指利用固定在衝床或壓力機上的模具對金屬或（huò）非金屬板材施加一定的壓力，使（shǐ）材料產生分離或成型，從而獲得一定尺寸（cùn）要求、外觀（guān）質量合格的零件的壓力加工方法（fǎ）。模具分為很多種（zhǒng），我這裏主要是針對我熟悉的五金衝壓模具來講。

 

通過模具加（jiā）工出來的產品，尺寸、外觀都（dōu）基本一（yī）樣，沒什（shí）麽大的區別，因為能快速成型，生產效率高，產品質量穩定，精度符合要求，材料利用率高，操作簡單、工人勞（láo）動強（qiáng）度低，對（duì）操（cāo）作工人（rén）技術要求不高，一般人隻（zhī）要一進來（lái），跟著別人學習操作一（yī）兩天，很快就能上手（shǒu），有的甚（shèn）至不用一兩天，幾分（fèn）鍾就能學會。如果是產線主機手，要學會操作衝床、送（sòng）料機、整平機（jī）、拆模架模等，都是一些很簡單的活，有（yǒu）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（fàng）任何的東西（xī）在裏（lǐ）麵，扳手啊、剪刀啊、其它工（gōng）具（jù）等不要放（fàng）模具裏邊，有模修（xiū）來修過模具(專業術語：修（xiū）模)之後，你打（dǎ）之前就要看好了，看他們有沒有（yǒu）把東西忘記在模具裏麵，當然一般模修是不會犯（fàn）這樣的錯誤的，不（bú）過你也要注意一下。別把（bǎ）模具打壞了、或者把身上手上（shàng）哪裏傷著了，幹這個切記注意安全，一不小心模具裏麵東西忘記拿出（chū）來了，衝床打下來就有可能把模具（jù）打（dǎ）壞，萬一裏麵的東西要是飛（fēi）出來了?，人有可能（néng）也（yě）會（huì）受傷。

 

有時候叉車叉（chā）模具的時（shí）候，沒（méi）叉好，模具掉下來了，這個時候千萬別用手去（qù）扶，讓（ràng）遠一點，模具摔壞了沒事，別把人砸到了；天車吊（diào）模（mó）具的時候也要注意離模具遠一點，小心（xīn）模具晃過來碰著了就不好了。

 

搞模具（jù）這行、或與模具打交道經（jīng）常容易出事，新人進廠特別要注意這些安全（quán）事項。

 

★衝壓模具的（de）結構介紹

 

衝（chōng）壓（yā）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（tè）點及需求設計相應的（de）模（mó）具，不同的模具結構（gòu），它的功（gōng）能也（yě）不同，生產出來的產品也不同，總的來說有簡單的（de），有複雜（zá）的。但是不管結構怎麽複雜，它的（de）基本結構是不變的，無外乎是若幹個模板、入塊和標準件。

 

模具（jù）一般是由若幹模板和零件（我們稱之為入塊、或（huò）入子）還有標準件組裝而成。

 

一般的衝壓模具（jù）結構（gòu），具體（tǐ）的模板從上（shàng）到（dào）下（包括代碼編號（hào））是：

 

上模的模（mó）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）；

 

下模的模板有：

下模板（DIE），下墊板（LBD），下模座（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，下脫料板，下止擋板，下夾板，公模，母模（mó）等；

 

一（yī）些模具零件有：

上模的入（rù）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（xià）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：外定位、內定位、節距定位、外限位柱、內限位柱等；

 

★衝壓模具的編號

 

衝壓模具編號，一般是這樣（yàng）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（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代表鉚合模，比如（rú）鉚螺柱（zhù）、鉚彈片（piàn）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具，就用代表哪一（yī）年的編號（hào）說明，如（rú）：F0125、G0125，如果F代表2010年，那（nà）麽2010年生產的模具F0125可以（yǐ）簡稱：125模具，接（jiē）下來2011年生產的模（mó）具，則是G開頭（tóu），此時你（nǐ）再說125模具，那別人多半以（yǐ）為是G0125模具了。

 

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

 

如果這個連續模有兩段的話，則在90-KNMF0125SAAPHU編號後麵用A和B來（lái）說明，那麽第（dì）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

 

關於其它的編號，這裏沒有解釋到的，簡單做一（yī）下說明：

 

一套完整的衝壓模具結構（gòu）從上到下應該是：

 

加工代號（hào）

 

模（mó）板

 

其它

 

編號 中文名稱 編號 中文名稱 M：銑床 U1U 上托板（bǎn） UDE 上模板 G：磨（mó）床（chuáng） U2U 上墊腳 PS2 下脫料板 GD：大磨床（chuáng） UPU 上模（mó）座（zuò） PH2 下夾板 WC：線切割 UBU 上（shàng）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（rè）處理 PSU 脫料板 PSP 脫料板入塊（kuài） L：車床 AXD 上模板入塊 D：搖臂（bì）鑽床 DIE 下模板 DPI 下模（mó）入塊 LBD 下墊板（bǎn） － － LPD 下模座 － － B2D 下（xià）墊腳 － － B1D 下托（tuō）板 － －

 

“－”代替的表示這個編號不常見或很少（shǎo）用到

 

★衝壓常用材料（liào）及選用

 

衝壓所用材料（liào）的性質與衝壓生產的關（guān）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（yòng）壽命，還影響組織均衡生產和衝壓件生產成（chéng）本。

 

在選定衝壓件的材料（liào）時，不僅要考慮使用性能，還應滿足衝壓（yā）加工和後續（xù）工藝性能（néng）要求。衝壓加（jiā）工對材料的基本要求如下。

 

1、具有良好的衝壓成型性能

對於成型工序，比如拉伸、折彎、打段差、凸包等，材料應具有良（liáng）好的衝壓成型性能，即應有良好的（de）抗破裂性、良好的貼模性和定形性，否則產品容易產生變形、破（pò）裂（liè）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

材料表麵應光潔平整，無缺陷損傷。表麵質量好的材料，成型時不易破（pò）裂，不易擦（cā）傷（shāng）模具，製件的表（biǎo）麵質量也好。

 

3、材（cái）料的厚（hòu）度公差應符合國（guó）家標準（zhǔn）

因為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（tài）大；不僅直接（jiē）影響製件的質量，還可能（néng）導致（zhì）廢品的出（chū）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（jù）或（huò）壓力機的損壞。

 

衝壓常用材料及選用

 

1、衝壓常用材料

 

衝壓生產中最常用的材料是金屬材料（包括黑色金屬和有色（sè）金屬），但有時也用非金屬材料。其中黑色（sè）金屬主要有普通碳素結構鋼、優質碳素結構鋼、合金結構（gòu）鋼、碳素工具鋼、不（bú）鏽鋼、電（diàn）工（gōng）矽鋼（gāng）等；有色金屬（shǔ）主要有純銅、黃銅、青銅、鋁（lǚ）等；非金屬材料有紙板、層壓板、橡膠板、塑料板、纖（xiān）維板和雲母等（děng）。

 

衝壓（yā）用（yòng）金屬材料的供（gòng）應狀態一般（bān）是各種規格的板料（liào）和帶料。板料（liào）可用（yòng）於工程模的（de）生產，帶料（卷（juàn）料）用於連續模的生產（chǎn），也可以用於工程模的（de）生產（chǎn）。板料的尺寸較大，可用於大型零件的衝壓，也可以將板料（liào）按排樣尺寸剪（jiǎn）裁（cái）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（de）寬度，展開（kāi）長度可達幾十米，成卷（juàn）狀供應，適應於連續模大批量生產的自動送（sòng）料。

 

關於各種材料的牌號、規（guī）格和性能，可查閱有關手冊和標準。

 

2、衝壓材料的合理選用

衝壓材料的選用要考慮衝壓件（jiàn）的使用要求、衝壓工藝要求及經濟性等。

 

(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（huò）部件中（zhōng）正常工作，並具有一定的使用壽命。為此，應根（gēn）據衝壓件的（de）使用條件，使所選材料滿（mǎn）足相應強度、剛度、韌性（xìng）、耐蝕性和耐熱性等力方麵的要求。

 

(2)按衝壓工藝要（yào）求合理選（xuǎn）材

對於任（rèn）何一種衝壓件，所選的材料應能按照其衝壓工藝的要求，穩定地成形出不至於開裂或起皺的合格產（chǎn）品，這是最基本也是（shì）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（wǎng）的生產經驗及可能條件，選擇幾（jǐ）種基本能滿足衝壓件使用要求的板（bǎn）料進行試（shì）衝，最後選擇沒有開裂或皺（zhòu）折（shé）的、其廢品率低的一種。這種方法結果比較直（zhí）觀，但帶有較（jiào）大的 盲目（mù）性。

 

②分析與對比。在分析衝壓（yā）變形性質的基（jī）礎上，把衝壓成型時的最大變（biàn）形程度與板料衝壓成型性能所允許（xǔ）采用的極限變形程度進行對比，並以此作為依據，選取適合於該種（zhǒng）零件衝壓工藝要求的板材。

 

另外，同一種牌號或（huò）同一厚度的板材，還（hái）有冷軋和熱軋之分。我國國產板材中（zhōng），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（bǎn）相比，冷軋板尺寸精（jīng）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（zhù）：t在模具中一般代表厚度，例如（rú）模板的厚度、材料的厚度均可（kě）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（jí）衝壓工藝要求的前提下，盡（jìn）量價格低廉，來源方便，經濟性好，以降低衝壓件的成（chéng）本。

 

★衝壓模具的分類

 

衝壓模具的（de）分類，一般我們可以簡（jiǎn）單的把它分為兩（liǎng）種，即工程（chéng）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（xiē）模具的結構和作用；

 

工程模：也稱為“單（dān）工（gōng）序模”，是（shì）指在衝壓的一次行程中，隻能完成一個衝壓工序的模（mó）具（jù）。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，然後放到下一站的模具裏麵繼（jì）續生產，直到模具（jù）的最後一個工序打完，整個產品才算完成。這種模具（jù）維修起來簡單，但生產起來費時費力，需要花費較多（duō）的人工和時間成本，產品報廢率較高。

 

複合模：常見的複合（hé）模（mó）具（jù）結構有有複合下料、複合拉伸等，這種模具結構和（hé）別的工程（chéng）模結構略有不同。其凸模(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(固定凸模衝頭)、下止擋板和下脫料（liào）板(外脫)，上模依次（cì）是母模(或刀口)、內脫板和（hé）上墊板構成，內脫使用等高套筒掛在上墊板上麵（miàn），然後用打杆或彈簧頂著。比如用來下料的複（fù）合模，其（qí）內脫一般脫出（chū）來母模0.50mm即可，不可以低於母模，要不然（rán）母模刀口容易崩掉或者（zhě）不脫料。內脫的（de）力量要足夠大，才能把產品從母模裏麵頂出（chū）來，一般如果材料比（bǐ）較厚的話，我們上（shàng）麵裝的是（shì）氮氣彈簧。

 

連續模：也稱“級進（jìn）模”，是指在衝壓的一次行程過程中，在不同的工（gōng）位上同時完成兩道或（huò）兩道以上衝壓（yā）工（gōng）序的（de）模具，這種模具維修難度較大，需要經（jīng）驗豐富的鉗工師傅來（lái）操作，但（dàn）是生產起來效率很高，打得速度快的話一個小時可以生產上千個（gè）產品，節省人工和時間成本，產品報廢率較（jiào）低。

 

★彈簧的壓縮量和（hé）計算（suàn）

在一套衝壓模具中，需要用到（dào）比較多的彈性材（cái）料，其中包（bāo）括各種不同規格的彈簧、優力膠、氮氣彈簧等，按（àn）照不同的需要選用不同的彈性材料。像折彎、衝孔一般用普通的扁線彈簧就可以了，比如棕色彈簧，也稱為咖啡色彈簧；如果力量（liàng）不夠就（jiù）加氮氣彈簧，當然成本要（yào）高一點；優力膠一般用於拉深模具、整形模具、或整平麵度用。

 

拉深模具用優力膠非常不錯，當然也可以選用氮氣彈簧。其他的（de）像頂（dǐng）料銷、浮塊、兩用銷等一般用線簧或黃色彈簧，隻要可以脫料、不把產品頂出印子、頂變形就好（hǎo）了（le）。優力膠的特點就是力量比較均衡，然而其壽命比較短，生產一（yī）段時間就可能裂掉了、不（bú）行了、萎掉了（le），因此一般比較少用，通常比較常用氮氣彈簧（huáng）。整平麵度優力（lì）膠用（yòng）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（dàn）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。彈簧力（lì）量小了，有（yǒu）可能會造成產品變形、模具不脫料、產品不好（hǎo）從模具裏麵拿（ná）出來、帶料（liào），刀口、衝頭容易磨（mó）損等各種問題。

 

扁線彈簧一般按顏色劃分為：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（gè）土方法可以計（jì）算彈簧的壓縮量，那是我剛進廠（chǎng）學（xué）模具不久（jiǔ），對模具還不怎麽懂，我師父（fù）教我的：事（shì）先測量一下彈簧的總高度（dù），再把彈簧放（fàng）台虎（hǔ）鉗中，鎖死，然後用卡尺測量一下彈簧被夾死之後剩（shèng）下的長度（dù），再用彈（dàn）簧的總長度減去這個數，再（zài）除以總長度即可，此方法任何彈簧通用，比如棕色彈（dàn）簧長度為60mm，被虎鉗（qián）夾死後應該還剩（shèng）下45.6左右，然後你再用60減去45.6等於（yú）14.4，再用14.4除以60，結果（guǒ）等於0.24，這（zhè）就是它的壓縮量。

 

彈簧按照（zhào）不同生產次數，比如（rú）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），模具生產一段時間可能彈簧就沒力了，質量差一點的彈簧還有（yǒu）可（kě）能斷在模具裏（lǐ）麵。一般按照30萬次（cì）來（lái）計算彈簧的壓縮量，也就是說模具打30萬（wàn）次彈簧可能（néng）就沒力了，當然一般的衝（chōng）壓模具壽命都（dōu）沒那麽長，也可以按最大壓縮量來計算（suàn），按最大壓縮量來計算的話，隻能保證彈簧不打爆在模具裏麵。模具壓得死一點，對產品（pǐn）平麵（miàn）度也有好處。

 

具體的壓縮量如下表：

顏色 100次 50萬次 30萬次 最大壓縮量 棕色彈簧（huáng） 16% 18% 20% 24% 綠色彈（dàn）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% 黃色彈簧 40% 45% 50% 58%

 

最大壓縮量（這個彈簧（huáng）可以（yǐ）壓下去多少），彈簧的最大壓縮量等於彈簧的（de）自由高度乘以（yǐ）彈簧的最大壓縮（suō）比，例如棕色彈簧，長度為（wéi）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（yǐ）壓下去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14個毫米，超過14個毫米（mǐ），彈（dàn）簧就可（kě）能會失效、變形，還有可能打斷在模（mó）具裏（lǐ）麵，或模具（jù）打爆，衝床（chuáng）壓不下（xià）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（de）壓縮量是否合適，這樣在試模的（de）時候才不用擔心（xīn）模具會出（chū）問題（tí）、打爆等。