五金冲压模具设计之若干经验之谈！

　　

★冲压模具的概（gài）念

冲压模具，也称冲模、五金模具、五金（jīn）冲压（yā）模具，意思差不多（duō）都是一样的。是指利用固定在冲床或压力机上的模具对金属或非金属板材施加一定的压力，使材料产（chǎn）生分离或成型，从而获得一定尺（chǐ）寸要求、外观质（zhì）量合格的零件的压力加工方法。模具分为（wéi）很多种，我（wǒ）这里（lǐ）主要是针（zhēn）对我熟（shú）悉的五金冲压模具来讲。

 

通过模具加工出来的产品，尺寸、外观都基本一样，没什么大的区别，因为能快速成型，生产效率高，产品质量稳定，精度符合要求，材料利用率高，操作（zuò）简单、工人劳动强度低，对操作工人技术要求不高，一（yī）般人只要一进来，跟着别人学习（xí）操作一两天，很快就能（néng）上手，有的甚（shèn）至不用一两天，几分钟就能学（xué）会。如果是产线主机手，要学会操（cāo）作冲床、送料机、整平机（jī）、拆（chāi）模架（jià）模等，都（dōu）是（shì）一些很简单的活，有力气、肯吃苦耐劳就行。

 

平时注意安全不要随便往模具里面放任何的东西在里面，扳手啊、剪刀啊、其（qí）它工具等不要放模具里边，有模修来修（xiū）过模具(专业术语：修（xiū）模)之后，你打之前就要看好了，看（kàn）他们（men）有没有（yǒu）把东（dōng）西忘记在模具里面，当然一（yī）般模修是（shì）不（bú）会犯这样的错误的，不过你也要注意一（yī）下。别把模具打（dǎ）坏了（le）、或者把（bǎ）身上手上哪（nǎ）里伤（shāng）着了，干这个切记注意安全，一不小心模具里面东西忘记拿出来了，冲床打（dǎ）下来就有可能把模具打坏，万一里面的东（dōng）西（xī）要是飞出来了?，人有可能也会受伤。

 

有时候（hòu）叉（chā）车叉（chā）模具的时（shí）候，没叉好，模具掉（diào）下（xià）来了，这（zhè）个时候千万别用手去扶，让远一点，模具摔坏了没事，别把人（rén）砸到（dào）了；天车吊模具的时（shí）候也要注（zhù）意离模具远一点，小心模具晃过来（lái）碰（pèng）着了就不好了。

 

搞模具这行、或与模具打交道经常容易出事，新人（rén）进厂特别（bié）要（yào）注意这（zhè）些安全事（shì）项。

 

★冲压模具的结构（gòu）介绍

 

冲压模具（jù）的结构、冲模的结构（gòu），模具结构大同小异，根（gēn）据不（bú）同的产品特点及需求设（shè）计相（xiàng）应的模具，不同的模具结构，它的功能（néng）也不（bú）同，生产出来的产（chǎn）品也不同（tóng），总的（de）来说有简单的，有复杂的。但是不管结构怎么复杂，它的基本结（jié）构是不变的，无外乎是若干个模板（bǎn）、入块和标准件。

 

模具一般是（shì）由若干模板和零件（我（wǒ）们称之为入块、或入子）还有标准件组装而成。

 

一般的冲（chōng）压模具结构，具体的模（mó）板（bǎn）从上到下（包括代码编号（hào））是：

 

上模的模板有：

上托板，上垫脚，上模座（UPU），上垫板（UBU），上夹板（PHU）止挡板（PPS），脱料板（PSU）；

 

下模的模板有：

下模板（DIE），下垫板（LBD），下模座（LPD），下垫脚，下托板；

 

 

其它的比较不常用的模板：

上盖板（CVU），击出板，上模板，下脱料板，下止（zhǐ）挡板，下夹板，公模，母模等；

 

一些模具零件有：

上模的入子，入块：夹板入（rù）块、脱料板入块、冲头等；

 

下模的入子，入（rù）块：下模入块、下（xià）模刀口等；

 

标准件：弹簧、六角螺丝、止（zhǐ）付螺丝、线簧、等高套、导柱、导套、等高套垫片、两用销、顶料（liào）销等（děng）；

 

非标准件：外（wài）定位、内定位（wèi）、节距定位、外限位柱、内限位柱（zhù）等；

 

★冲（chōng）压（yā）模具的（de）编号

 

冲压模具编号，一般是这样写的（举例）：

 

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

 

连续模（mó）：90-KNMF0125SAA，90-KNMF0125SBB

 

后面的（de）RAH，R代表工程模，H代表总共有八（bā）套（从A-H，分别是RAH、RBH……RHH），A代表第一套；RAA或RBB代表铆合模，比（bǐ）如（rú）铆螺柱、铆弹片等；

 

SAA、SBB中的S代表连续模，0125代表模具编号，前面的F代表年份，哪一年生产出来的模具，就用代表哪一年的编（biān）号说明，如：F0125、G0125，如果F代表（biǎo）2010年，那么2010年生（shēng）产的模具F0125可以简称：125模具，接下来2011年生产的模具，则（zé）是G开（kāi）头，此（cǐ）时你再说125模具，那别人多半以为是G0125模具了。

 

其它的比如上夹板（PHU），编（biān）号则（zé）是90-KNMF0125SAAPHU，夹板入块90-KNMF0125SAAPHPA001；

 

如果这个连续模有两段的话（huà），则在90-KNMF0125SAAPHU编号后面用A和B来说明，那么第（dì）一段的夹板应该是90-KNMF0125SAAPHUA，第二段90-KNMF0125SAAPHUB，夹板入块90-KNMF0125SAAPHPA001、90-KNMF0125SAAPHPB001；

 

下模板（DIE）：90-KNMF0125SAADIE，90-KNMF0125RAHDIE

 

关于其它的编号，这里没有解释到的，简（jiǎn）单做一下说明：

 

一套完整的冲压模具结构从上到下应该是（shì）：

 

加工代号

 

模板

 

其它

 

编号（hào） 中文名称 编号 中文名称 M：铣床 U1U 上托（tuō）板 UDE 上（shàng）模板 G：磨床 U2U 上垫脚 PS2 下脱料板 GD：大磨床（chuáng） UPU 上模座 PH2 下夹板（bǎn） WC：线切割 UBU 上（shàng）垫板 ?PUN 冲头 W/E：放电 PHU 上夹（jiá）板 PHP 夹板入块 Y：外（wài）发 PPS 止挡板 UDP 上模（mó）板（bǎn）入块 HT：热处理 PSU 脱料板 PSP 脱料板入块 L：车床 AXD 上模（mó）板入块 D：摇臂钻床 DIE 下模（mó）板 DPI 下模入块（kuài） LBD 下（xià）垫板 － － LPD 下模座 － － B2D 下垫脚（jiǎo） － － B1D 下托（tuō）板 － －

 

“－”代替的表示这个编号不常见或很少用到

 

★冲压常（cháng）用材料及选用（yòng）

 

冲压所用材（cái）料的性质与冲压（yā）生产的关系非常密切，其性质直接影响冲压工艺设计、冲压件质量和产品使用寿命，还影（yǐng）响组织均衡生产和冲压件生（shēng）产成本。

 

在选定冲压件的材料时，不仅要考虑使用性能，还应满足冲压加（jiā）工和后续工艺性能（néng）要求。冲压加工对材料的基本要求如下。

 

1、具有良好的（de）冲压成型（xíng）性能

对于成（chéng）型工序（xù），比如拉伸、折弯、打段差、凸包等（děng），材料应具有良好的冲压成型（xíng）性能，即应有良好的抗破裂性、良好的贴（tiē）模性和定形性，否则（zé）产品容易产生（shēng）变形、破裂等（děng），造成修（xiū）模的困难。对于分离工序，则要求材（cái）料具有一定的塑（sù）性。

 

2、具有较高的（de）表面质量（liàng）

材料（liào）表面应（yīng）光洁平整，无（wú）缺陷损伤。表面（miàn）质量好的材料，成型（xíng）时不（bú）易破裂，不易擦伤模具，制件的表面质量也好。

 

3、材料的厚（hòu）度公差应符合国家标准

因（yīn）为一定的模具间隙仅适用（yòng）于一定厚（hòu）度范围的材料，若材料厚度公差太大；不仅直接影响（xiǎng）制件的质量（liàng），还可能导致废品的出现。在校正弯曲、整形等工序中，有可能因厚度正（zhèng）偏差过大（dà）而引起模具或压力（lì）机的损坏。

 

冲压常用（yòng）材料及选用

 

1、冲压常用材料

 

冲压生产中最常（cháng）用的材料是金属（shǔ）材料（包括黑色金属和有色金（jīn）属），但（dàn）有时也用非金属材料。其中（zhōng）黑色金属（shǔ）主要有普通碳素结构钢、优质碳素结构钢（gāng）、合金结构钢、碳素工具钢（gāng）、不锈钢、电工硅钢等；有色金属（shǔ）主要有纯（chún）铜、黄铜、青铜、铝等；非金属材料有纸板、层压板、橡胶板、塑料板、纤维板和（hé）云母等。

 

冲压用金属（shǔ）材料的供应状态一般是各（gè）种规格的板料和带料。板料可用于工程模的生产，带料（卷料）用于连续模（mó）的生产，也可以用于工程模（mó）的生产。板料的尺寸较大，可用于大（dà）型零件的冲压（yā），也可以将板料按排样尺寸剪裁成条料后用于中小型零件（jiàn）的冲压；带料（又称卷料）有各种规格的宽度，展开长度可达几十米，成卷状供应，适（shì）应于连续模（mó）大批（pī）量生产（chǎn）的自动（dòng）送料。

 

关（guān）于（yú）各种材料（liào）的牌号、规格和性能，可查阅有关手册和标准。

 

2、冲压材料的（de）合理选用

冲压材料（liào）的选用要考虑冲压件的使用要求、冲压工艺要求及经济性等。

 

(1)按冲压件的使用要求合理选材

所选材料（liào）应能使冲压件在机器或部件中正常（cháng）工作，并具（jù）有一定的使用寿命。为此，应根据（jù）冲压件的使（shǐ）用条件，使所（suǒ）选材料满（mǎn）足相应强度、刚度、韧性、耐蚀性和耐热性等力方面的要求。

 

(2)按冲压工艺要求合（hé）理选材

对于任何一种冲压件，所选的材（cái）料应能按照其冲压工艺的要求，稳定地成形出不至于开裂或起皱的合格产品，这是最基本也（yě）是最重要的选材要求。为此，可用以下方法合理选（xuǎn）材。

 

①试冲。根据以往（wǎng）的生产经验及可能条件，选择几种基本能满足冲压件使用要（yào）求的板料（liào）进行试冲，最后（hòu）选择没有开裂或皱折的、其废（fèi）品率低（dī）的一（yī）种（zhǒng）。这种方法结果比较（jiào）直观，但带有较大的 盲目性。

 

②分析与对比。在分析冲压变形（xíng）性质的基础上（shàng），把冲压成型时的最大变形程（chéng）度与板料冲压成型性（xìng）能所允许采用的极限（xiàn）变形程度进行对比，并以此作为依据，选（xuǎn）取适合于该种零件冲压工艺要求的板材。

 

另（lìng）外，同一种牌号或同一厚（hòu）度的板材，还有冷轧和热轧之分。我国（guó）国产板材中，厚板( t>4mm)为热轧板，薄（báo）板（t<4mm）为冷轧板（也有热轧板）。与热轧板相比，冷轧（zhá）板尺寸精确，偏差小，

 

表面缺陷少，光亮，内部组织致密，冲压性能更优。(注：t在模具中一般代表厚度，例如模板的厚度、材料的厚（hòu）度均可以用t来表示。)

 

(3)按经济性要求合理选材

所选材料应在满足使用性能及冲压工艺要求的前提下，尽（jìn）量价（jià）格低廉（lián），来源（yuán）方便，经济性好，以降低冲压件的成本。

 

★冲压（yā）模具的分类

 

冲压模具的分类，一般我们（men）可以简单的把它分（fèn）为两种，即工程模和连续模；

 

工程模又可以分为复合模、拉伸（shēn）模（mó）、铆合模等，下面简单介绍一下（xià）这些模具的（de）结构和作用；

 

工程模：也称为“单工序模”，是指在冲压的一次行程中，只能完成一个冲压工序的模（mó）具。这一工程打完了之后，需要（yào）人工或用机械手把产品从模具里面取（qǔ）出来，然（rán）后放到（dào）下一站（zhàn）的模具里面继续生产（chǎn），直到模（mó）具的最后一个（gè）工（gōng）序（xù）打完，整个产品才算完成。这种模具维修起来简单，但生产起来费时费力，需要花（huā）费较（jiào）多的人工和时间成本（běn），产品报废率较高。

 

复合模：常见的（de）复合模具（jù）结（jié）构有有（yǒu）复合下料、复（fù）合拉伸（shēn）等，这种模具结构和别的工程模结构略有不同。其凸（tū）模(也（yě）称（chēng）为公模或冲头)设计在下模，其它几块模板（bǎn）依次是下夹（jiá）板(固定凸模冲头)、下止挡板和下脱料板(外脱（tuō）)，上模依次是母模(或刀口)、内脱板和上垫板构成，内脱使用等高套筒挂在（zài）上垫板上面，然（rán）后用打杆或（huò）弹簧顶着。比如用来下料的（de）复合模，其内脱一般脱（tuō）出来母模（mó）0.50mm即可（kě），不可以（yǐ）低于母模，要（yào）不然母模刀口（kǒu）容易崩掉或者不脱料（liào）。内（nèi）脱（tuō）的力量要足够大，才能把产品从母模里面（miàn）顶出来，一般如果材料（liào）比较厚的话，我们（men）上面装的是（shì）氮气（qì）弹簧。

 

连续模：也称“级进模”，是指在冲压的一次（cì）行程过程（chéng）中，在不同的工位（wèi）上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具，这种模具维修难度较（jiào）大，需要经（jīng）验丰富的钳工师（shī）傅来（lái）操作，但是生产起来效率很高，打（dǎ）得速度快的话一个小时可以生产上千（qiān）个（gè）产品，节省人工和时间成本，产品报（bào）废率（lǜ）较低。

 

★弹簧的压缩量和计（jì）算

在一（yī）套冲压（yā）模具中（zhōng），需要用到比较多的弹性材料，其中包括各种不同规格（gé）的弹簧、优力胶、氮气弹簧等，按照不（bú）同的（de）需要选用不同的弹性材料。像折弯（wān）、冲孔一般用普通的扁线弹簧就可以了，比（bǐ）如棕色弹簧（huáng），也称为咖啡色弹簧；如果（guǒ）力量不够就加氮（dàn）气弹簧，当然成本要高一点；优力胶一（yī）般用于拉深模具、整形模具、或整平面度（dù）用。

 

拉深模具用优（yōu）力胶（jiāo）非常不错，当然也（yě）可以选用氮气弹簧。其他的像顶料销（xiāo）、浮块、两用销等（děng）一般用线簧或黄色弹簧，只要可以脱料、不把产品顶出印子、顶变形就好（hǎo）了。优力胶的特点就是力量比较均衡，然而其寿命比较短，生产一段时间就可能裂掉了、不行了、萎掉（diào）了，因此一（yī）般比较少用，通常比较常用氮气弹簧。整平面度优力胶用的多。

 

弹（dàn）簧包括扁线弹簧、线簧等，弹簧的目的就是脱料、压料，弹簧力度的大小，关系着模具生产是否顺利、打出来的产（chǎn）品是否（fǒu）合格等。弹簧力量小了，有可能会造成产品变形、模具不脱料、产品不（bú）好从模具里面拿（ná）出来、带料，刀口、冲头（tóu）容易磨损等各种（zhǒng）问题。

 

扁线弹簧一般按颜色划分为：棕色、绿色、红色、蓝色、黄色，力量（liàng）也依（yī）次减弱，颜色不同（tóng），力量大小就不同，压缩量也不同。

 

有一个土方法可以计（jì）算弹簧的压缩量，那是我刚进厂学模具不久，对模（mó）具还不怎么懂，我师父教（jiāo）我的：事先测量一（yī）下弹簧的总高度，再把弹簧放台虎钳中，锁死，然后用卡尺测量一下弹簧被夹死之（zhī）后剩下的长度，再用弹簧的总长度减去这个数，再除以总长度即可，此方法任何弹（dàn）簧通用，比（bǐ）如棕色弹簧长度为60mm，被虎钳夹死后应该还（hái）剩（shèng）下45.6左右，然后你再（zài）用60减去45.6等于（yú）14.4，再用14.4除以60，结果（guǒ）等于0.24，这就是它的压缩量。

 

弹（dàn）簧按照（zhào）不同生产次数，比如100万次、50万次、30万次，压缩量选（xuǎn）的越（yuè）大，弹簧（huáng）寿命越短，模（mó）具寿命也就越（yuè）短（当然弹簧打坏了是可以换的），模具生产一段时间可能弹簧就没力了，质量（liàng）差一点的弹簧还有可能断在模具里（lǐ）面（miàn）。一般按照30万次来计算弹簧的压缩量，也就是说模具打30万次弹簧可能就（jiù）没力了，当然一般的冲压模（mó）具寿命都（dōu）没那么长，也可以按最（zuì）大压缩量来计算，按最（zuì）大压缩量来计算的话，只能保证弹簧（huáng）不打爆在模具里（lǐ）面。模具压得死一点，对产品平面度也有好处（chù）。

 

具体的压缩（suō）量如下表：

颜色 100次 50万次 30万次 最大压缩量 棕色弹簧 16% 18% 20% 24% 绿色弹簧 19.20% 21.60% 24% 28% 红（hóng）色弹簧 25.60% 28.80% 32% 38% 蓝色弹簧 32% 36% 40% 48% 黄色弹簧 40% 45% 50% 58%

 

最大压缩量（这个弹簧可以压（yā）下去多（duō）少），弹簧的最大压（yā）缩量等于弹簧的自由高度乘以弹簧的最大压（yā）缩比，例如棕色弹簧，长度为60mm，那么它的最大压缩量为：60*24%约等于14，这根弹簧最大可以压下去14个毫米，它的最大行程（chéng）是14个毫米（mǐ），模具的行程必须小于14个毫米（mǐ），超过14个毫米，弹簧就可能会（huì）失（shī）效、变（biàn）形，还有可能打断在模具里面，或模具（jù）打爆，冲床压不下去等（děng）。

 

模具（jù）组立之前，也（yě）就是装模之前（qián），必须先计算一下弹簧的压缩量是否合适，这样在试模（mó）的时候才不用担心模具会出问（wèn）题（tí）、打爆（bào）等（děng）。