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、五金（jīn）衝壓模具，意思差不（bú）多都是一樣的。是指利用（yòng）固定在衝床或壓力機（jī）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（chǎn）生分離或（huò）成型，從而獲得一定尺寸要求、外觀質量合格（gé）的零件的壓（yā）力加（jiā）工方法。模具（jù）分為很多種，我這裏主要是針對我熟悉（xī）的五金衝壓模具（jù）來講。

 

通過模具（jù）加工出來的產品，尺寸、外觀都基本一樣，沒什麽大的區別，因為能快速成（chéng）型，生產效率高，產品質（zhì）量穩定，精度符合要求，材料利用率高，操作簡單、工人勞動強度（dù）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（jiù）能上手，有的甚至不用一兩天，幾分鍾就能（néng）學會。如果是產線主機手，要學會操作衝床、送料機（jī）、整平機、拆模架模等，都是一些很簡單（dān）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（jù）裏麵放任何的東西在裏麵，扳手啊、剪刀啊、其（qí）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（dǎ）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、或者把身上手上哪裏傷著了，幹這個切記注（zhù）意（yì）安全，一不小心模具裏麵東西（xī）忘記拿出（chū）來（lái）了（le），衝（chōng）床打下來就有可能把模（mó）具打（dǎ）壞，萬一裏麵的東西要是飛出來了?，人（rén）有可能也會受傷。

 

有時候叉車叉模具的（de）時候，沒叉好，模具（jù）掉下來了，這個時候千（qiān）萬別用手去扶，讓遠（yuǎn）一點，模具摔壞了沒事，別（bié）把人砸到了；天車吊（diào）模具的（de）時候也要注意離模具遠一點，小心模具晃過來碰著了就不好（hǎo）了。

 

搞模具這行、或與模具打交道經常容易出事，新人進廠特別要注意這些安全事項。

 

★衝壓模具的結構介紹

 

衝（chōng）壓模具（jù）的結（jié）構、衝模（mó）的結構，模具結構（gòu）大同小異，根據不同的產品特點及需求設計相應的模具（jù），不同的（de）模具結構，它的功能也不同，生產（chǎn）出來的產品也不同，總（zǒng）的來說有簡單的，有複雜的。但（dàn）是不管結構怎麽複雜，它的基本結構是（shì）不變的，無外（wài）乎是若幹個模板、入（rù）塊（kuài）和標準件。

 

模具一般是由若幹模板和零件（我們稱之為入塊、或入子）還有標準件組裝而成。

 

一般的衝壓模具結構，具（jù）體的（de）模板從上（shàng）到下（包括代（dài）碼編號）是：

 

上模的模板有：

上托板，上墊腳，上模（mó）座（UPU），上墊板（UBU），上夾板（PHU）止擋板（PPS），脫料板（PSU）；

 

下（xià）模的（de）模板有：

下模板（DIE），下墊板（LBD），下模座（LPD），下墊（diàn）腳，下托板（bǎn）；

 

 

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（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、脫料板入塊、衝頭等；

 

下模的入子，入塊：下模入塊、下模刀（dāo）口等；

 

標準（zhǔn）件：彈（dàn）簧、六角螺絲、止付螺（luó）絲（sī）、線簧、等高套、導柱、導套、等高套墊（diàn）片、兩（liǎng）用銷、頂料銷等（děng）；

 

非標準件：外（wài）定（dìng）位、內定位、節距定位、外限位柱、內限位柱等；

 

★衝壓模具的編號（hào）

 

衝壓模具編號，一般（bān）是這樣寫的（舉例）：

 

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

 

連續模：90-KNMF0125SAA，90-KNMF0125SBB

 

後麵（miàn）的（de）RAH，R代表工程模，H代表總（zǒng）共有八套（從A-H，分別是RAH、RBH……RHH），A代表第一套（tào）；RAA或RBB代表鉚合模，比如鉚螺柱、鉚彈片等；

 

SAA、SBB中（zhōng）的S代表連續模，0125代表模（mó）具編號，前麵（miàn）的F代表年份，哪（nǎ）一年生產出來的模具，就用代表哪一年的編號說明，如：F0125、G0125，如（rú）果F代表2010年，那麽（me）2010年生產的模具F0125可以簡稱：125模具，接下來2011年生產的模具，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），編號則是（shì）90-KNMF0125SAAPHU，夾板入塊90-KNMF0125SAAPHPA001；

 

如果這個連續模有兩（liǎng）段的話，則在90-KNMF0125SAAPHU編號（hào）後麵用A和B來說明（míng），那麽第一段的夾板應該是90-KNMF0125SAAPHUA，第二段90-KNMF0125SAAPHUB，夾板入（rù）塊90-KNMF0125SAAPHPA001、90-KNMF0125SAAPHPB001；

 

下模（mó）板（DIE）：90-KNMF0125SAADIE，90-KNMF0125RAHDIE

 

關於其它的編號，這裏沒有解釋到（dào）的，簡單做一下（xià）說明：

 

一套完整的衝壓模具結構從（cóng）上到下應該是：

 

加工代號

 

模板（bǎn）

 

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 G：磨床 U2U 上墊腳 PS2 下（xià）脫料板（bǎn） GD：大磨床 UPU 上模座 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（wài）發 PPS 止擋板 UDP 上（shàng）模板入塊 HT：熱處理 PSU 脫料板 PSP 脫（tuō）料板（bǎn）入塊 L：車床 AXD 上模板入塊 D：搖臂鑽床 DIE 下模板 DPI 下（xià）模入塊 LBD 下墊板 － － LPD 下模座 － － B2D 下墊腳 － － B1D 下托板 － －

 

“－”代替（tì）的表示（shì）這個編號不常見或很少用到

 

★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（guān）係非常（cháng）密（mì）切，其（qí）性（xìng）質直接（jiē）影響衝壓工藝設計、衝壓件質量（liàng）和（hé）產品（pǐn）使用壽命，還影（yǐng）響組織均衡（héng）生產和（hé）衝壓件生產成本。

 

在選定衝壓（yā）件的材料時，不僅要考慮使用性能，還（hái）應滿足（zú）衝壓加工（gōng）和後續工藝性能要求。衝壓加工（gōng）對材料的基（jī）本要求如下。

 

1、具有（yǒu）良好的衝壓成型性能

對（duì）於成型工序，比如拉伸、折彎、打段差、凸包等，材料應具有良好的衝壓成型性能，即（jí）應有（yǒu）良好的抗（kàng）破裂性、良好的貼模性和（hé）定形性，否則（zé）產品容易（yì）產（chǎn）生變形、破裂等，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（sù）性。

 

2、具有較高的表麵質量

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

 

3、材料的厚度公差應符（fú）合國家標準（zhǔn）

因為一定的模具間隙僅適用於一定厚度範圍（wéi）的材料，若材（cái）料厚（hòu）度公差太大；不僅直接影響製（zhì）件的質量（liàng），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（sǔn）壞。

 

衝壓常用材料及（jí）選用

 

1、衝壓常用材料

 

衝壓生（shēng）產中最常用的材（cái）料是金屬材料（包括黑色金屬和有色金屬），但有時也用非金屬材料。其中黑（hēi）色金屬（shǔ）主要有（yǒu）普通碳素結構鋼、優質碳素（sù）結構鋼、合（hé）金結構鋼、碳素工具鋼、不鏽鋼、電工矽鋼等；有色金屬主要有純銅、黃銅、青銅（tóng）、鋁等；非金屬材料有紙板、層壓板、橡（xiàng）膠板、塑料板、纖維板和雲母等（děng）。

 

衝壓用金屬（shǔ）材料的供應狀態一般是各（gè）種規格的板料和（hé）帶料。板料可用於工程模的（de）生產，帶料（卷（juàn）料）用於連續模的生產，也可（kě）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（kě）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；帶料（又（yòu）稱卷（juàn）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（mó）大批量生產的自動（dòng）送料。

 

關於各種材料的牌（pái）號、規格和性能，可查閱有關手冊和標準。

 

2、衝壓材料的合理選用

衝壓材料（liào）的選用（yòng）要考慮（lǜ）衝壓件的使用（yòng）要求、衝壓工藝要求及經（jīng）濟（jì）性等。

 

(1)按衝壓件的使用要求（qiú）合理選材

所選材（cái）料應能使衝壓件在機器或部件中正常工作，並具有一定的使用壽命。為此，應（yīng）根（gēn）據衝壓件的使用條件，使所（suǒ）選材料滿足相應（yīng）強度、剛度、韌性、耐蝕性和耐熱性（xìng）等力方麵的要求。

 

(2)按衝壓工藝要求合理（lǐ）選（xuǎn）材

對（duì）於任何一種衝壓件，所選的材料應能按（àn）照其衝壓工藝（yì）的要求，穩定地成（chéng）形出不至於開裂或起皺的（de）合格產品（pǐn），這是最（zuì）基本也是最重要的選材要求。為此，可用（yòng）以下方法合理選材。

 

①試衝。根據以往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料進行試衝，最後選擇沒有開裂或皺折的、其（qí）廢品率低的一種。這種方法結果比較直觀（guān），但帶有較大的 盲目性。

 

②分析與對比。在分析衝壓變形性質的基礎上，把衝壓成型時的最大變形程度與（yǔ）板料（liào）衝壓成型性能所允許（xǔ）采用的極限變形程度進（jìn）行對比，並以此作為依據，選取適合於該種零件衝（chōng）壓工藝要求的板材。

 

另外，同一種牌號或同一厚度的板材，還有冷軋和熱軋之（zhī）分。我國國（guó）產板（bǎn）材中，厚板( t>4mm)為熱軋板（bǎn），薄板（t<4mm）為冷軋板（也有熱軋板）。與（yǔ）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，衝壓性能更優。(注：t在模具中一般代表厚度，例（lì）如模板的厚度、材料的厚度均可以用t來（lái）表示（shì）。)

 

(3)按經濟性要（yào）求合理選材

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

 

★衝壓（yā）模（mó）具的（de）分類

 

衝（chōng）壓模具的分類（lèi），一般我們可以簡單的（de）把它分為兩種，即工程模和連（lián）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（shào）一下這些模具（jù）的結構和作（zuò）用；

 

工程模：也（yě）稱為“單（dān）工序模”，是指在衝壓（yā）的一次行程中，隻能完成一個衝壓工序的模具。這（zhè）一工程打完了之後，需要人工或用（yòng）機械手把產品從（cóng）模具裏麵取出來，然（rán）後放到下一站的模具裏麵繼續生產，直到模具的最後一個工（gōng）序打完，整個產品才算完成（chéng）。這（zhè）種模具維修起來簡單，但生產起來費時費力，需要花費較多的人工和時間（jiān）成（chéng）本，產品報廢率（lǜ）較高。

 

複合模：常見的（de）複（fù）合模具結構有有複合下（xià）料、複（fù）合拉伸等，這種模具結構和別（bié）的工程模結構略有不同。其（qí）凸模(也（yě）稱為公模或衝頭（tóu）)設計在下模，其它（tā）幾塊模板依次是下夾板（bǎn）(固定凸模衝頭)、下止擋板和下脫料（liào）板(外（wài）脫)，上模依次是母模(或刀口)、內脫板和（hé）上墊板構成，內（nèi）脫使（shǐ）用等高套（tào）筒掛在上墊板上麵，然後用打杆或彈簧頂著。比如用來下料的複合模，其內脫一般脫出來母模0.50mm即可，不可以（yǐ）低於母模，要不然母（mǔ）模刀口容易崩掉或者不脫料。內脫的力量要足夠大，才能把產品從母模（mó）裏麵（miàn）頂出（chū）來，一般如果材料比較厚的話，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（cì）行程過程中，在不同的工位上同時完成兩道或兩道以上衝壓工序的模具（jù），這（zhè）種模具維修難度較大，需要經驗豐富的鉗（qián）工師傅（fù）來操作，但是生產起來效率很高，打得速（sù）度快的話一個小時可以生產上千個產品，節省人（rén）工和時間成本，產品報廢率較低。

 

★彈簧的壓（yā）縮量和計算

在一套衝壓（yā）模具中，需要用到比較多（duō）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（àn）照不同的需要（yào）選用不（bú）同的彈性材料（liào）。像折彎、衝孔一般用（yòng）普通（tōng）的扁線彈簧（huáng）就可以了，比如棕色彈簧，也稱為咖啡色彈簧；如果力量不夠就加（jiā）氮氣（qì）彈簧，當然成本要高一點；優力膠（jiāo）一般用於拉深模具（jù）、整形模具、或（huò）整平麵度用。

 

拉深模具用優力膠非常（cháng）不錯，當然也（yě）可以選用氮氣（qì）彈簧（huáng）。其他的像頂料銷、浮塊、兩（liǎng）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、頂變形就好了。優力膠的特點就是力量比較均衡，然而其壽命比較短，生產（chǎn）一段時間就可能裂掉了、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（dàn）簧力（lì）度的大小，關係著模具生產是否順利、打出來的產品（pǐn）是否合格等。彈（dàn）簧力量小（xiǎo）了，有可能會造成產品變（biàn）形、模具（jù）不脫料、產品不好從模具裏麵拿出來、帶料，刀口、衝頭容易磨損等各種問題。

 

扁線彈簧一般按顏色劃分為：棕色、綠色、紅色、藍色（sè）、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（yǐ）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（shī）父教我的：事先測量一下彈簧的總高度，再（zài）把彈簧放台虎鉗中，鎖死，然後用卡尺測量一下彈簧被（bèi）夾死之後剩下的長度，再用彈簧的總（zǒng）長度減去這個（gè）數，再除以總（zǒng）長度即可，此方法任何彈簧通用，比如棕（zōng）色彈簧長（zhǎng）度為60mm，被虎鉗夾死後應（yīng）該還（hái）剩下45.6左右，然後你再用60減（jiǎn）去45.6等於14.4，再用14.4除以60，結果（guǒ）等於0.24，這就是它的壓縮量。

 

彈簧按照不同生產次（cì）數，比如（rú）100萬次、50萬次、30萬次，壓縮量（liàng）選的越大，彈簧壽命越短（duǎn），模具壽命（mìng）也就越（yuè）短（當然彈（dàn）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（dàn）簧還有可能斷在模具裏麵。一般按（àn）照30萬次來計算彈簧的壓縮量，也就是說模具打30萬次彈簧可能就沒力了，當然一般的衝壓模（mó）具壽（shòu）命都沒那麽長，也可以按最大壓縮量來計（jì）算，按最大壓（yā）縮量來計算的話，隻能保證彈簧不打爆在模具裏（lǐ）麵。模具壓得死一點，對產品平麵度也有好處。

 

具體的壓縮量如下表：

顏色 100次 50萬次（cì） 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（huáng） 40% 45% 50% 58%

 

最大壓縮（suō）量（這個彈簧可以壓下去多少），彈（dàn）簧的最大壓縮量等於彈簧的自由高度乘以（yǐ）彈簧的最大壓縮比，例如棕色彈簧，長度為60mm，那麽它的最大壓縮量為：60*24%約等於14，這根彈簧最大可以壓下（xià）去14個毫米，它的最大（dà）行程是14個毫米，模具的行程必須小於14個毫（háo）米，超過14個毫米，彈（dàn）簧就可能（néng）會失效、變形，還有可能打斷在模具裏麵，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，必須先計算一下彈簧的壓（yā）縮量是（shì）否合（hé）適，這樣在試模的時候才不用擔心模具會出問（wèn）題、打爆等。