五金冲压模具设计经验

★冲压模具的概念

冲压模具,也称冲模、五金模具、五金冲压模具,意思差不多都是一样的;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,使材料产生分离或成型,从而获得一定尺寸要求、外观质量合格的零件的压力加工方法;模具分为很多种,我这里主要是针对我熟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,操作简单、工人劳动强度低,对操作工人技术要求不高,一般人只要一进来,跟着别人学习操作一两天,很快就能上手,有的甚至不用一两天,几分钟就能学会;如果是产线主机手,要学会操作冲床、送料机、整平机、拆模架模等,都是一些很简单的活,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、其它工具等不要放模具里边,有模修来修过模具专业术语：修模之后,你打之前就要看好了,看他们有没有把东西忘记在模具里面,当然一般模修是不会犯这样的错误的,不过你也要注意一下;别把模具打坏了、或者把身上手上哪里伤着了,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,冲床打下来就有可能把模具打坏,万一里面的东西要是飞出来了,人有可能也会受伤;

有时候叉车叉模具的时候,没叉好,模具掉下来了,这个时候千万别用手去扶,让远一点,模具摔坏了没事,别把人砸到了；天车吊模具的时候也要注意离模具远一点,小心模具晃过来碰着了就不好了;

搞模具这行、或与模具打交道经常容易出事,新人进厂特别要注意这些安全事项;

★冲压模具的结构介绍

冲压模具的结构、冲模的结构,模具结构大同小异,根据不同的产品特点及需求设计相应的模具,不同的模具结构,它的功能也不同,生产出来的产品也不同,总的来说有简单的,有复杂的;但是不管结构怎么复杂,它的基本结构是不变的,无外乎是若干个模板、入块和标准件;

模具一般是由若干模板和零件我们称之为入块、或入子还有标准件组装而成;

一般的冲压模具结构,具体的模板从上到下包括代码编号是：

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：夹板入块、脱料板入块、冲头等；

下模的入子,入块：下模入块、下模刀口等；

标准件：弹簧、六角螺丝、止付螺丝、线簧、等高套、导柱、导套、等高套垫片、两用销、顶料销等；

非标准件：外定位、内定位、节距定位、外限位柱、内限位柱等；

★冲压模具的编号

冲压模具编号,一般是这样写的举例：

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

连续模：90-KNMF0125SAA,90-KNMF0125SBB

后面的RAH,R代表工程模,H代表总共有八套从A-H,分别是RAH、RBH……RHH,A代表第一套；RAA或RBB代表铆合模,比如铆螺柱、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号说明,如：F0125、G0125,如果F代表2010年,那么2010年生产的模具F0125可以简称：125模具,接下来2011年生产的模具,则是G开头,此时你再说125模具,那别人多半以为是G0125模具了;

其它的比如上夹板PHU,编号则是90-KNMF0125SAAPHU,夹板入块90-KNMF0125SAAPHPA001；

如果这个连续模有两段的话,则在90-KNMF0125SAAPHU编号后面用A和B来说明,那么第一段的夹板应该是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,简单做一下说明：

一套完整的冲压模具结构从上到下应该是： 加工代号 模板 其它 编号 中文名称 编号 中文名称 M：铣床

U1U 上托板 UDE 上模板 G：磨床

U2U 上垫脚 PS2 下脱料板 GD：大磨床

UPU 上模座 PH2 下夹板 WC：线切割

UBU 上垫板 PUN 冲头 W/E：放电

PHU 上夹板 PHP 夹板入块 Y：外发

PPS 止挡板 UDP 上模板入块 HT：热处理

PSU 脱料板 PSP 脱料板入块 L：车床

AXD 上模板入块 D：摇臂钻床

DIE 下模板 DPI 下模入块

LBD 下垫板 － －

LPD 下模座 － －

B2D 下垫脚 － －

B1D 下托板 － －

“－”代替的表示这个编号不常见或很少用到

★冲压常用材料及选用

冲压所用材料的性质与冲压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,还影响组织均衡生产和冲压件生产成本;

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

1、具有良好的冲压成型性能

对于成型工序,比如拉伸、折弯、打段差、凸包等,材料应具有良好的冲压成型性能,即应有良好的抗破裂性、良好的贴模性和定形性,否则产品容易产生变形、破裂等,造成修模的困难;对于分离工序,则要求材料具有一定的塑性;

2、具有较高的表面质量

材料表面应光洁平整,无缺陷损伤;表面质量好的材料,成型时不易破裂,不易擦伤模具,制件的表面质量也好;

3、材料的厚度公差应符合国家标准

因为一定的模具间隙仅适用于一定厚度范围的材料,若材料厚度公差太大；不仅直接影响制件的质量,还可能导致废品的出现;在校正弯曲、整形等工序中,有可能因厚度正偏差过大而引起模具或压力机的损坏;

冲压常用材料及选用 1、冲压常用材料

冲压生产中最常用的材料是金属材料包括黑色金属和有色金属,但有时也用非金属材料;其中黑色金属主要有普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、合金结构钢、碳素工具钢、不锈钢、电工硅钢等；有色金属主要有纯铜、黄铜、青铜、铝等；非金属材料有纸板、层压板、橡胶板、塑料板、纤维板和云母等;

冲压用金属材料的供应状态一般是各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的生产,也可以用于工程模的生产;板料的尺寸较大,可用于大型零件的冲压,也可以将板料按排样尺寸剪裁成条料后用于中小型零件的冲压；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,适应于连续模大批量生产的自动送料;

关于各种材料的牌号、规格和性能,可查阅有关手册和标准;

2、冲压材料的合理选用

冲压材料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

所选材料应能使冲压件在机器或部件中正常工作,并具有一定的使用寿命;为此,应根据冲压件的使用条件,使所选材料满足相应强度、刚度、韧性、耐蚀性和耐热性等力方面的要求;

2按冲压工艺要求合理选材

对于任何一种冲压件,所选的材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,这是最基本也是最重要的选材要求;为此,可用以下方法合理选材;

①试冲;根据以往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求的板料进行试冲,最后选择没有开裂或皱折的、其废品率低的一种;这种方法结果比较直观,但带有较大的 盲目性;

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

另外,同一种牌号或同一厚度的板材,还有冷轧和热轧之分;我国国产板材中,厚板 t>4mm为热轧板,薄板t<4mm为冷轧板也有热轧板;与热轧板相比,冷轧板尺寸精确,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,尽量价格低廉,来源方便,经济性好,以降低冲压件的成本;

★冲压模具的分类

冲压模具的分类,一般我们可以简单的把它分为两种,即工程模和连续模；

工程模又可以分为复合模、拉伸模、铆合模等,下面简单介绍一下这些模具的结构和作用；

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具;这一工程打完了之后,需要人工或用机械手把产品从模具里面取出来,然后放到下一站的模具里面继续生产,直到模具的最后一个工序打完,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,需要花费较多的人工和时间成本,产品报废率较高;

复合模：常见的复合模具结构有有复合下料、复合拉伸等,这种模具结构和别的工程模结构略有不同;其凸模也称为公模或冲头设计在下模,其它几块模板依次是下夹板固定凸模冲头、下止挡板和下脱料板外脱,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上垫板上面,然后用打杆或弹簧顶着;比如用来下料的复合模,其内脱一般脱出来母模即可,不可以低于母模,要不然母模刀口容易崩掉或者不脱料;内脱的力量要足够大,才能把产品从母模里面顶出来,一般如果材料比较厚的话,我们上面装的是氮气弹簧;

连续模：也称“级进模”,是指在冲压的一次行程过程中,在不同的工位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大,需要经验丰富的钳工师傅来操作,但是生产起来效率很高,打得速度快的话一个小时可以生产上千个产品,节省人工和时间成本,产品报废率较低;

★弹簧的压缩量和计算

在一套冲压模具中,需要用到比较多的弹性材料,其中包括各种不同规格的弹簧、优力胶、氮气弹簧等,按照不同的需要选用不同的弹性材料;像折弯、冲孔一般用普通的扁线弹簧就可以了,比如棕色弹簧,也称为咖啡色弹簧；如果力量不够就加氮气弹簧,当然成本要高一点；优力胶一般用于拉深模具、整形模具、或整平面度用;

拉深模具用优力胶非常不错,当然也可以选用氮气弹簧;其他的像顶料销、浮块、两用销等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、萎掉了,因此一般比较少用,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、打出来的产品是否合格等;弹簧力量小了,有可能会造成产品变形、模具不脱料、产品不好从模具里面拿出来、带料,刀口、冲头容易磨损等各种问题;

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