★沖壓模具的概念

 

沖壓模具，也稱沖模、五金模具、五金沖壓模具，意思差不多都是一樣的。是指利用固定在沖床或壓力機上的模具對金屬或非金屬板材施加一定的壓力，使材料產(chǎn)生分離或成型，從而獲得一定尺寸要求、外觀質(zhì)量合格的零件的壓力加工方法。模具分為很多種，我這里主要是針對我熟悉的五金沖壓模具來講。

 

 

 

通過模具加工出來的產(chǎn)品，尺寸、外觀都基本一樣，沒什么大的區(qū)別，因為能快速成型，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)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，一般人只要一進來，跟著別人學習操作一兩天，很快就能上手，有的甚至不用一兩天，幾分鐘就能學會。如果是產(chǎn)線主機手，要學會操作沖床、送料機、整平機、拆模架模等，都是一些很簡單的活，有力氣、肯吃苦耐勞就行。

 

 

 

平時注意安全不要隨便往模具里面放任何的東西在里面，扳手啊、剪刀啊、其它工具等不要放模具里邊，有模修來修過模具(專業(yè)術語：修模)之后，你打之前就要看好了，看他們有沒有把東西忘記在模具里面，當然一般模修是不會犯這樣的錯誤的，不過你也要注意一下。別把模具打壞了、或者把身上手上哪里傷著了，干這個切記注意安全，一不小心模具里面東西忘記拿出來了，沖床打下來就有可能把模具打壞，萬一里面的東西要是飛出來了?，人有可能也會受傷。

 

 

 

有時候叉車叉模具的時候，沒叉好，模具掉下來了，這個時候千萬別用手去扶，讓遠一點，模具摔壞了沒事，別把人砸到了；天車吊模具的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了。

 

搞模具這行、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事項。

 

 

 

★沖壓模具的結構介紹

 

 

 

沖壓模具的結構、沖模的結構，模具結構大同小異，根據(jù)不同的產(chǎn)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(chǎn)出來的產(chǎn)品也不同，總的來說有簡單的，有復雜的。但是不管結構怎么復雜，它的基本結構是不變的，無外乎是若干個模板、入塊和標準件。

 

 

 

模具一般是由若干模板和零件（我們稱之為入塊、或入子）還有標準件組裝而成。

 

一般的沖壓模具結構，具體的模板從上到下（包括代碼編號）是：

 

上模的模板有：

 

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，母模等；

 

一些模具零件有：

 

上模的入子，入塊：夾板入塊、脫料板入塊、沖頭等；

 

下模的入子，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、導柱、導套、等高套墊片、兩用銷、頂料銷等；

 

非標準件：外定位、內(nèi)定位、節(jié)距定位、外限位柱、內(nèi)限位柱等；

 

 

 

★沖壓模具的編號

 

 

 

沖壓模具編號，一般是這樣寫的（舉例）：

 

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

 

連續(xù)模：90-KNMF0125SAA，90-KNMF0125SBB

 

后面的RAH，R代表工程模，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，比如鉚螺柱、鉚彈片等；

 

 

 

SAA、SBB中的S代表連續(xù)模，0125代表模具編號，前面的F代表年份，哪一年生產(chǎn)出來的模具，就用代表哪一年的編號說明，如：F0125、G0125，如果F代表2010年，那么2010年生產(chǎn)的模具F0125可以簡稱：125模具，接下來2011年生產(chǎn)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90-KNMF0125SAAPHU，夾板入塊90-KNMF0125SAAPHPA001；

 

如果這個連續(xù)模有兩段的話，則在90-KNMF0125SAAPHU編號后面用A和B來說明，那么第一段的夾板應該是90-KNMF0125SAAPHUA，第二段90-KNMF0125SAAPHUB，夾板入塊90-KNMF0125SAAPHPA001、90-KNMF0125SAAPHPB001；

 

 

 

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

 

關于其它的編號，這里沒有解釋到的，簡單做一下說明：

 

一套完整的沖壓模具結構從上到下應該是：

 

加工代號

 

模板

 

其它

 

編號 中文名稱 編號 中文名稱 M：銑床 U1U 上托板 UDE 上模板 G：磨床 U2U 上墊腳 PS2 下脫料板 GD：大磨床 UPU 上模座 PH2 下夾板 WC：線切割 UBU 上墊板 ?PUN 沖頭 W/E：放電 PHU 上夾板 PHP 夾板入塊 Y：外發(fā) PPS 止擋板 UDP 上模板入塊 HT：熱處理 PSU 脫料板 PSP 脫料板入塊 L：車床 AXD 上模板入塊 D：搖臂鉆床 DIE 下模板 DPI 下模入塊 LBD 下墊板 － － LPD 下模座 － － B2D 下墊腳 － － B1D 下托板 － －

 

“－”代替的表示這個編號不常見或很少用到

 

 

★沖壓常用材料及選用

 

 

 

沖壓所用材料的性質(zhì)與沖壓生產(chǎn)的關系非常密切，其性質(zhì)直接影響沖壓工藝設計、沖壓件質(zhì)量和產(chǎn)品使用壽命，還影響組織均衡生產(chǎn)和沖壓件生產(chǎn)成本。

 

 

 

在選定沖壓件的材料時，不僅要考慮使用性能，還應滿足沖壓加工和后續(xù)工藝性能要求。沖壓加工對材料的基本要求如下。

 

1、具有良好的沖壓成型性能

 

對于成型工序，比如拉伸、折彎、打段差、凸包等，材料應具有良好的沖壓成型性能，即應有良好的抗破裂性、良好的貼模性和定形性，否則產(chǎn)品容易產(chǎn)生變形、破裂等，造成修模的困難。對于分離工序，則要求材料具有一定的塑性。

 

2、具有較高的表面質(zhì)量

 

材料表面應光潔平整，無缺陷損傷。表面質(zhì)量好的材料，成型時不易破裂，不易擦傷模具，制件的表面質(zhì)量也好。

 

3、材料的厚度公差應符合國家標準

 

因為一定的模具間隙僅適用于一定厚度范圍的材料，若材料厚度公差太大；不僅直接影響制件的質(zhì)量，還可能導致廢品的出現(xiàn)。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壞。

 

 

 

沖壓常用材料及選用

 

1、沖壓常用材料

 

沖壓生產(chǎn)中最常用的材料是金屬材料（包括黑色金屬和有色金屬），但有時也用非金屬材料。其中黑色金屬主要有普通碳素結構鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼、合金結構鋼、碳素工具鋼、不銹鋼、電工硅鋼等；有色金屬主要有純銅、黃銅、青銅、鋁等；非金屬材料有紙板、層壓板、橡膠板、塑料板、纖維板和云母等。

 

沖壓用金屬材料的供應狀態(tài)一般是各種規(guī)格的板料和帶料。板料可用于工程模的生產(chǎn)，帶料（卷料）用于連續(xù)模的生產(chǎn)，也可以用于工程模的生產(chǎn)。板料的尺寸較大，可用于大型零件的沖壓，也可以將板料按排樣尺寸剪裁成條料后用于中小型零件的沖壓；帶料（又稱卷料）有各種規(guī)格的寬度，展開長度可達幾十米，成卷狀供應，適應于連續(xù)模大批量生產(chǎn)的自動送料。

 

關于各種材料的牌號、規(guī)格和性能，可查閱有關手冊和標準。

 

 

 

2、沖壓材料的合理選用

 

沖壓材料的選用要考慮沖壓件的使用要求、沖壓工藝要求及經(jīng)濟性等。

 

(1)按沖壓件的使用要求合理選材

 

所選材料應能使沖壓件在機器或部件中正常工作，并具有一定的使用壽命。為此，應根據(jù)沖壓件的使用條件，使所選材料滿足相應強度、剛度、韌性、耐蝕性和耐熱性等力方面的要求。

 

(2)按沖壓工藝要求合理選材

 

對于任何一種沖壓件，所選的材料應能按照其沖壓工藝的要求，穩(wěn)定地成形出不至于開裂或起皺的合格產(chǎn)品，這是最基本也是最重要的選材要求。為此，可用以下方法合理選材。

 

①試沖。根據(jù)以往的生產(chǎn)經(jīng)驗及可能條件，選擇幾種基本能滿足沖壓件使用要求的板料進行試沖，最后選擇沒有開裂或皺折的、其廢品率低的一種。這種方法結果比較直觀，但帶有較大的 盲目性。

 

②分析與對比。在分析沖壓變形性質(zhì)的基礎上，把沖壓成型時的最大變形程度與板料沖壓成型性能所允許采用的極限變形程度進行對比，并以此作為依據(jù)，選取適合于該種零件沖壓工藝要求的板材。

 

另外，同一種牌號或同一厚度的板材，還有冷軋和熱軋之分。我國國產(chǎn)板材中，厚板( t>4mm)為熱軋板，薄板（t<4mm）為冷軋板（也有熱軋板）。與熱軋板相比，冷軋板尺寸精確，偏差小，

 

表面缺陷少，光亮，內(nèi)部組織致密，沖壓性能更優(yōu)。(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來表示。)

 

(3)按經(jīng)濟性要求合理選材

 

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

 

 

 

★沖壓模具的分類

 

 

 

沖壓模具的分類，一般我們可以簡單的把它分為兩種，即工程模和連續(xù)模；

 

工程模又可以分為復合模、拉伸模、鉚合模等，下面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”，是指在沖壓的一次行程中，只能完成一個沖壓工序的模具。這一工程打完了之后，需要人工或用機械手把產(chǎn)品從模具里面取出來，然后放到下一站的模具里面繼續(xù)生產(chǎn)，直到模具的最后一個工序打完，整個產(chǎn)品才算完成。這種模具維修起來簡單，但生產(chǎn)起來費時費力，需要花費較多的人工和時間成本，產(chǎn)品報廢率較高。

 

復合模：常見的復合模具結構有有復合下料、復合拉伸等，這種模具結構和別的工程模結構略有不同。其凸模(也稱為公模或沖頭)設計在下模，其它幾塊模板依次是下夾板(固定凸模沖頭)、下止擋板和下脫料板(外脫)，上模依次是母模(或刀口)、內(nèi)脫板和上墊板構成，內(nèi)脫使用等高套筒掛在上墊板上面，然后用打桿或彈簧頂著。比如用來下料的復合模，其內(nèi)脫一般脫出來母模0.50mm即可，不可以低于母模，要不然母模刀口容易崩掉或者不脫料。內(nèi)脫的力量要足夠大，才能把產(chǎn)品從母模里面頂出來，一般如果材料比較厚的話，我們上面裝的是氮氣彈簧。

 

連續(xù)模：也稱“級進模”，是指在沖壓的一次行程過程中，在不同的工位上同時完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具，這種模具維修難度較大，需要經(jīng)驗豐富的鉗工師傅來操作，但是生產(chǎn)起來效率很高，打得速度快的話一個小時可以生產(chǎn)上千個產(chǎn)品，節(jié)省人工和時間成本，產(chǎn)品報廢率較低。

 

 

 

★彈簧的壓縮量和計算

 

 

 

在一套沖壓模具中，需要用到比較多的彈性材料，其中包括各種不同規(guī)格的彈簧、優(yōu)力膠、氮氣彈簧等，按照不同的需要選用不同的彈性材料。像折彎、沖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；如果力量不夠就加氮氣彈簧，當然成本要高一點；優(yōu)力膠一般用于拉深模具、整形模具、或整平面度用。

 

 

 

拉深模具用優(yōu)力膠非常不錯，當然也可以選用氮氣彈簧。其他的像頂料銷、浮塊、兩用銷等一般用線簧或黃色彈簧，只要可以脫料、不把產(chǎn)品頂出印子、頂變形就好了。優(yōu)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，通常比較常用氮氣彈簧。整平面度優(yōu)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，彈簧力度的大小，關系著模具生產(chǎn)是否順利、打出來的產(chǎn)品是否合格等。彈簧力量小了，有可能會造成產(chǎn)品變形、模具不脫料、產(chǎn)品不好從模具里面拿出來、帶料，刀口、沖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、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，對模具還不怎么懂，我?guī)煾附涛业模菏孪葴y量一下彈簧的總高度，再把彈簧放臺虎鉗中，鎖死，然后用卡尺測量一下彈簧被夾死之后剩下的長度，再用彈簧的總長度減去這個數(shù)，再除以總長度即可，此方法任何彈簧通用，比如棕色彈簧長度為60mm，被虎鉗夾死后應該還剩下45.6左右，然后你再用60減去45.6等于14.4，再用14.4除以60，結果等于0.24，這就是它的壓縮量。

 

 

 

彈簧按照不同生產(chǎn)次數(shù)，比如100萬次、50萬次、30萬次，壓縮量選的越大，彈簧壽命越短，模具壽命也就越短（當然彈簧打壞了是可以換的），模具生產(chǎn)一段時間可能彈簧就沒力了，質(zhì)量差一點的彈簧還有可能斷在模具里面。一般按照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，當然一般的沖壓模具壽命都沒那么長，也可以按最大壓縮量來計算，按最大壓縮量來計算的話，只能保證彈簧不打爆在模具里面。模具壓得死一點，對產(chǎn)品平面度也有好處。

 

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 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 40% 45% 50% 58%

 

最大壓縮量（這個彈簧可以壓下去多少），彈簧的最大壓縮量等于彈簧的自由高度乘以彈簧的最大壓縮比，例如棕色彈簧，長度為60mm，那么它的最大壓縮量為：60*24%約等于14，這根彈簧最大可以壓下去14個毫米，它的最大行程是14個毫米，模具的行程必須小于14個毫米，超過14個毫米，彈簧就可能會失效、變形，還有可能打斷在模具里面，或模具打爆，沖床壓不下去等。

 

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