五金衝壓模具設計之若幹經（jīng）驗之（zhī）談！

　　

★衝壓模具的概念

衝壓模具，也稱（chēng）衝模、五金模具、五金（jīn）衝壓模具，意（yì）思（sī）差不多都是一樣的。是指利用固定在衝床或壓力（lì）機上的模具對金屬或非金（jīn）屬板材施加一定的（de）壓（yā）力，使材料產生分離或成型，從而獲得一（yī）定尺寸要求、外觀質量合格的零（líng）件的壓力加（jiā）工方法。模具分為很（hěn）多種，我這裏主要是針對我熟（shú）悉的五金衝壓模具來講。

 

通過模具（jù）加工（gōng）出來的產品，尺寸、外（wài）觀都基本一樣，沒什麽大的區別，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、工人勞動強度低，對操作工人技術要求不高，一（yī）般人隻要一進來，跟著（zhe）別人（rén）學習操作一兩天，很（hěn）快就能（néng）上手，有的甚至不用一（yī）兩天，幾分鍾就能學會。如果是產線主機手，要學會操作衝床、送料機、整平機、拆模架模等，都是一些（xiē）很簡單的（de）活，有力氣（qì）、肯吃苦耐（nài）勞就（jiù）行。

 

平時注意安全不要隨便往模具裏麵放任何的東西在裏（lǐ）麵，扳手啊、剪刀啊、其它工具等不要放模具裏邊（biān），有模修來修過模（mó）具（jù）(專業術語：修模)之後，你打之前就要看（kàn）好了，看他們有沒有把東西忘記在模具（jù）裏麵，當然（rán）一般模修是不會犯這樣的錯誤的，不過你也要注意一（yī）下。別把模具打壞了、或者把身上手上哪裏傷（shāng）著了，幹這個切記注意安（ān）全（quán），一不小心模具裏麵東（dōng）西忘記拿出來了，衝床打下來就有可能把模具打（dǎ）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，模具掉下來了（le），這個時（shí）候千萬別用手（shǒu）去（qù）扶，讓遠一點，模具摔壞了沒事，別把人砸到（dào）了；天車吊模具的時候（hòu）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（gǎo）模具這行、或與（yǔ）模具打交道經常容（róng）易出事，新人進（jìn）廠特別要注意這些安（ān）全事項。

 

★衝壓模具的結構介紹

 

衝壓（yā）模具的結構、衝模的（de）結（jié）構（gòu），模具結構大同小異，根據不同的產品特點及需求設計相應的模具，不同的模具結構，它的功能也不同，生產出來的產品也不同（tóng），總（zǒng）的來說有簡單的，有複雜的。但是不管結（jié）構怎（zěn）麽複（fù）雜，它的基本結（jié）構是不變（biàn）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（我們稱之為入塊、或入子）還有標準件組裝（zhuāng）而成。

 

一般的衝（chōng）壓模具結構，具體的模板從上到下（包括代碼編號）是（shì）：

 

上模的模板有：

上托板，上墊腳，上模座（zuò）（UPU），上（shàng）墊板（UBU），上（shàng）夾板（PHU）止擋板（PPS），脫料板（PSU）；

 

下模的模板有：

下模（mó）板（DIE），下墊板（LBD），下模座（LPD），下墊（diàn）腳（jiǎo），下托板；

 

 

其它的比較不常用的模板：

上蓋板（CVU），擊出板，上（shàng）模板，下脫料板，下止擋（dǎng）板，下夾板，公模，母模等；

 

一些模具零件（jiàn）有：

上模（mó）的入子，入塊：夾（jiá）板入塊（kuài）、脫料板入塊、衝頭等（děng）；

 

下模的（de）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、等高套、導（dǎo）柱、導套（tào）、等高套墊片、兩用（yòng）銷、頂料銷等；

 

非標準件：外定位、內定位、節距定位、外限位（wèi）柱、內限位柱等；

 

★衝壓（yā）模具的編（biān）號

 

衝（chōng）壓模具編號，一般是這樣寫的（舉例）：

 

工程模（mó）：90-KNMF0125RAH，90-KNMF0125RAA，90-KNMF0125RBB

 

連續模：90-KNMF0125SAA，90-KNMF0125SBB

 

後麵（miàn）的RAH，R代表工（gōng）程模，H代表（biǎo）總共有八（bā）套（從A-H，分別是RAH、RBH……RHH），A代表第一套；RAA或RBB代表鉚合模，比如鉚螺柱、鉚彈片等；

 

SAA、SBB中的S代表連續（xù）模，0125代表（biǎo）模具編號，前麵的F代表年份，哪一（yī）年生產（chǎn）出來的模具，就用代表（biǎo）哪一年的編號說（shuō）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（jiá）板（PHU），編號則是90-KNMF0125SAAPHU，夾板入塊90-KNMF0125SAAPHPA001；

 

如果這（zhè）個連續模有兩段的（de）話，則在90-KNMF0125SAAPHU編號（hào）後麵用A和B來說明，那麽第一段的（de）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（yú）其它的編號，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結構從上（shàng）到下應該是（shì）：

 

加工代號

 

模板

 

其它

 

編號（hào） 中文名稱 編（biān）號 中文名稱 M：銑床 U1U 上托板 UDE 上模板 G：磨（mó）床 U2U 上墊腳 PS2 下脫料板 GD：大磨（mó）床 UPU 上模座 PH2 下夾板 WC：線切割 UBU 上墊板 ?PUN 衝頭（tóu） W/E：放電 PHU 上夾板 PHP 夾（jiá）板入塊 Y：外發 PPS 止擋板 UDP 上模（mó）板入塊 HT：熱處理 PSU 脫料板 PSP 脫料板入塊（kuài） L：車床 AXD 上模板入塊（kuài） D：搖臂鑽床 DIE 下模板 DPI 下模入塊 LBD 下墊板 － － LPD 下模座 － － B2D 下墊腳 － － B1D 下托（tuō）板 － －

 

“－”代替的表示這個（gè）編號不常見或很少（shǎo）用到

 

★衝壓常用材料及選用

 

衝壓（yā）所（suǒ）用材料的（de）性質與衝壓生產的關（guān）係非常密切，其性質（zhì）直接（jiē）影響衝壓工藝設計、衝壓件質量和產品使用壽命，還影響組（zǔ）織均衡生產和衝壓件生產成本。

 

在（zài）選定衝壓件（jiàn）的材料時，不僅要考慮使用性能，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求如下。

 

1、具有良好的衝壓成型性能

對（duì）於成型工（gōng）序（xù），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，即應有良好的抗破裂性、良好的（de）貼模性和定形性，否則產品容易產生變形、破裂等，造成修模的困難。對於分離工序，則要求材料具有（yǒu）一定的塑性。

 

2、具有較高的表麵質量

材料表麵應光潔平（píng）整，無缺陷損傷。表麵質量好（hǎo）的材料，成型時（shí）不易破裂，不易擦傷模具，製（zhì）件的表（biǎo）麵質量也好。

 

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（yī）定厚度範圍的材料，若材（cái）料厚度公差（chà）太大（dà）；不僅直接影響製件的質（zhì）量，還可能導致廢品（pǐn）的出現。在校正（zhèng）彎（wān）曲、整形等工（gōng）序中，有可（kě）能（néng）因（yīn）厚度正（zhèng）偏差過（guò）大而引起模具或壓力機的損壞。

 

衝壓常用材料及選用

 

1、衝（chōng）壓常（cháng）用材料

 

衝壓生（shēng）產中最（zuì）常用的材料是金屬（shǔ）材料（包括黑色（sè）金屬和有色金屬），但有時也用非金屬（shǔ）材料。其中（zhōng）黑色金屬主要有普通碳素結構鋼、優質碳（tàn）素（sù）結構鋼、合金結構鋼、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、鋁等；非金屬材料有紙板、層（céng）壓板、橡膠板、塑料板、纖維板和（hé）雲母等。

 

衝壓用金屬材料（liào）的供（gòng）應狀態（tài）一般是各種規格的板（bǎn）料和帶料。板料可用於工程模的生產，帶料（卷料）用於連續模（mó）的生產，也可以用於工程模的生產。板料的尺寸較大，可用於大型零件的衝壓，也可以將板料按排（pái）樣尺寸（cùn）剪裁成條料後用於中小型零件的衝壓；帶料（又（yòu）稱卷料（liào））有各種規格的寬（kuān）度，展開長度可（kě）達幾十米，成卷狀供應（yīng），適應於連續模大批量生產的自動送料。

 

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（hé）理選用

衝壓材（cái）料的選用要考慮（lǜ）衝壓件的使用要求、衝壓工藝要求（qiú）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部件中正常工作，並（bìng）具有一定（dìng）的使（shǐ）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（yīng）強度、剛度、韌性、耐蝕（shí）性和（hé）耐熱性等力方麵的要求。

 

(2)按衝壓工藝要求（qiú）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（yào）求，穩定地成形出（chū）不至於開裂或起皺的合格（gé）產（chǎn）品（pǐn），這是最基本也是最（zuì）重要的選材要（yào）求（qiú）。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能（néng）條件，選擇幾種基（jī）本能滿足衝壓件使用要求的板料（liào）進行試衝，最後選擇沒有開裂或皺折的、其廢品率低的一（yī）種（zhǒng）。這種方法結果比較直（zhí）觀，但帶有較大的 盲目性（xìng）。

 

②分析與對比。在分析衝壓變形性質的基礎上（shàng），把衝壓（yā）成（chéng）型時的最大（dà）變形程度與板料衝壓成型性能所允許采（cǎi）用的極限變形程度進行對比，並以此作為依據，選取適合於該種零（líng）件衝壓工藝要求的板材。

 

另外，同一種（zhǒng）牌號或同一厚度（dù）的板材，還有（yǒu）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（zhá）板（也有熱軋板）。與熱軋板（bǎn）相比，冷軋板尺（chǐ）寸精確，偏差小，

 

表麵缺陷少，光亮，內部（bù）組織（zhī）致密，衝（chōng）壓性能更（gèng）優。(注：t在模具（jù）中一般代表厚度，例如模板的厚度、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（suǒ）選材料應在滿足使用性能及衝壓工藝要求的前提下（xià），盡量價格低廉，來源方便，經濟性好，以降（jiàng）低（dī）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（bǎ）它（tā）分為兩種，即工程模和連續模；

 

工程模又可以分為（wéi）複合模、拉伸模、鉚合模等，下麵（miàn）簡單介紹一下這些模具的結構和作用；

 

工程模：也稱為“單工序模”，是指在衝壓的一次行程（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（jī）械手把產品從模具（jù）裏麵取（qǔ）出來，然後放到下一站的模具（jù）裏麵繼續生產，直到模具的最後一個工序打（dǎ）完，整個產品才算完成。這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（hé）時間成本，產品報廢率較高。

 

複合模：常見的複合模具結構（gòu）有有複（fù）合下（xià）料、複合拉伸等，這種模具結（jié）構和別的工程模結構略有不同。其凸模(也稱為公模或（huò）衝頭)設計在下模（mó），其它幾塊模板依次是下夾板(固定凸（tū）模衝頭)、下止擋板和下脫料板(外脫)，上模依次是母模(或刀口)、內脫板和上（shàng）墊板構成，內脫使用等高套筒掛在上墊板上麵，然後（hòu）用打杆（gǎn）或彈簧頂著。比如（rú）用來下料的（de）複（fù）合模，其內脫一般脫出來母模0.50mm即可，不可以低於母（mǔ）模，要不然母模（mó）刀口（kǒu）容易崩掉或者不（bú）脫料（liào）。內脫的力量要足夠大，才能把產品從母模裏麵頂出來，一般如果材料比較厚的話，我們上麵裝的是氮氣彈簧。

 

連續模：也（yě）稱“級進模”，是指在衝壓的一（yī）次行程過程中，在不同的工位（wèi）上同（tóng）時完成（chéng）兩道或兩道（dào）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（fù）的鉗（qián）工師傅來操作，但是生產起來效率很高，打得速度（dù）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，產品報廢率較低。

 

★彈簧（huáng）的（de）壓縮（suō）量和計（jì）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的彈簧、優力膠、氮氣彈簧等，按照（zhào）不同（tóng）的需要選用不同的彈性材料。像折彎、衝孔一般（bān）用普通（tōng）的扁線彈簧就可以了，比（bǐ）如棕色彈簧，也稱為咖啡色（sè）彈簧；如（rú）果力量不夠就加氮氣（qì）彈簧，當然成本要高一（yī）點（diǎn）；優力膠一般用於拉深模具、整形（xíng）模具、或整（zhěng）平麵度用。

 

拉深模具用優力膠非常（cháng）不錯，當然也可（kě）以選（xuǎn）用（yòng）氮氣彈簧。其他的像頂料銷、浮塊、兩用銷等一般用線簧（huáng）或黃（huáng）色彈簧，隻（zhī）要可以脫料、不把產品頂出印子、頂變形就好了。優（yōu）力膠的（de）特點就（jiù）是力量比較均衡，然而其壽（shòu）命比較短，生產一（yī）段時間就（jiù）可能裂掉了、不行了（le）、萎掉了，因此一般比較少（shǎo）用，通常比較常用氮氣彈簧。整平麵度優（yōu）力膠用的多。

 

彈簧包括扁線彈簧、線（xiàn）簧（huáng）等，彈簧的目的就是脫料、壓料，彈簧力度的大小，關（guān）係著模具生產（chǎn）是否順（shùn）利、打出來的產（chǎn）品是否合格（gé）等。彈簧力量小了，有（yǒu）可能會造成產（chǎn）品變形、模具不脫料、產品不好從（cóng）模（mó）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（bān）按顏色劃（huá）分為：棕色（sè）、綠色、紅色、藍（lán）色、黃色，力量也依次減（jiǎn）弱，顏色不同，力量大小就不同（tóng），壓縮（suō）量（liàng）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，對模具還不怎麽懂，我（wǒ）師父教我的：事先（xiān）測量一下彈簧的總高度，再把彈簧放台虎鉗（qián）中，鎖死，然後用卡尺測量一下彈簧被夾死之（zhī）後剩下的長度，再用（yòng）彈簧的總長度（dù）減去這個數，再（zài）除以總長度即可，此方法任（rèn）何（hé）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（yòu），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，這就是（shì）它的壓縮（suō）量。

 

彈簧按照不同生產次數（shù），比（bǐ）如100萬次、50萬次（cì）、30萬次，壓縮量選的越大，彈簧壽（shòu）命越短，模具壽（shòu）命也就越短（當然彈簧打壞了是可以換的），模具（jù）生產一段時間（jiān）可能彈簧就沒力了，質量（liàng）差一點的彈簧還有可能斷在模具（jù）裏麵。一般按照30萬（wàn）次來計算彈簧的壓縮（suō）量，也就（jiù）是（shì）說模具打30萬次彈簧可能就沒力了，當然一般的衝壓模具壽（shòu）命都沒那麽長，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。

 

具體的壓縮量如下表：

顏色 100次（cì） 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（lán）色（sè）彈簧 32% 36% 40% 48% 黃色彈（dàn）簧 40% 45% 50% 58%

 

最大（dà）壓縮量（這個彈簧可以（yǐ）壓下去多少），彈簧的最（zuì）大壓縮量等於彈簧的（de）自由高度乘以彈簧的最大壓縮比，例如棕色彈簧（huáng），長度為60mm，那麽它（tā）的最大壓縮量為：60*24%約（yuē）等於14，這根彈簧最大可（kě）以壓下去14個毫米，它的（de）最大行程是14個毫米，模（mó）具的行程必須小於14個毫米，超（chāo）過14個毫米，彈（dàn）簧（huáng）就可能會失（shī）效、變形，還有可能打斷（duàn）在（zài）模具裏麵，或模具打爆（bào），衝床壓不下去等。

 

模具組立之前，也就是裝模之前，必須先（xiān）計算一下彈簧的壓縮量是否合適，這樣在試模（mó）的時候才不用（yòng）擔心模具會出（chū）問題、打爆等。