★衝壓模具的概念
衝壓模(mó)具,也稱衝模、五(wǔ)金模具、五金(jīn)衝壓模具,意思差不多都是一樣的。是指利用固定在衝床或壓力機上的模(mó)具對(duì)金屬或非金屬板材施加一定的壓力(lì),使材料產生分離或(huò)成型,從而獲得一定尺寸要求、外觀質量合格的零(líng)件的壓力(lì)加工方法。模(mó)具分為很多種,我這裏主要是針對我熟悉(xī)的五金衝壓模具來講。
通過模具加工出來的產品,尺寸、外觀都基本一樣,沒什麽大的(de)區別,因為(wéi)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(cāo)作簡單、工人(rén)勞動強度低,對(duì)操作工(gōng)人(rén)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,很快就能上手,有的甚至(zhì)不用一兩天,幾分(fèn)鍾(zhōng)就(jiù)能學會。如果是產線主(zhǔ)機手,要學會(huì)操作衝床(chuáng)、送料機、整(zhěng)平機、拆模架模等,都(dōu)是一些(xiē)很(hěn)簡單的活,有力氣、肯(kěn)吃(chī)苦(kǔ)耐勞就行。
平(píng)時注意安(ān)全不要隨便往模具裏麵放任(rèn)何的(de)東西在裏麵,扳手啊(ā)、剪刀啊、其它工(gōng)具等不要放模具裏邊,有模修來修(xiū)過模具(專業術語:修模)之後,你打之前就要看好了,看他們(men)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(bú)過你也要(yào)注意一下。別把模具打壞(huài)了(le)、或者把身上手上哪裏傷著了,幹這個切記注意安全,一不小心模具(jù)裏麵東西忘記拿出(chū)來了,衝床打下來就有可能把模具打壞,萬一裏麵的東西要是飛出來了?,人有可能也會受傷。
有時候叉車(chē)叉模具的時(shí)候,沒叉好(hǎo),模具掉下來(lái)了,這個時候千(qiān)萬別用手去扶(fú),讓遠一點,模具(jù)摔壞了沒事,別把人砸到了;天車吊模具的時候也要注(zhù)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(zhè)行、或與(yǔ)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(chōng)壓模具(jù)的結構介紹
衝(chōng)壓模具的結構、衝模(mó)的結構,模(mó)具(jù)結構大同小異(yì),根據不同的產品特點及需求設計相應的模(mó)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,總的來說有簡單的,有複雜的。但是不管結構怎麽複雜,它的基本結構(gòu)是不變的,無外乎是若幹個模(mó)板、入塊和標準件。
模具一般是由若(ruò)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)體的模板從上到下(包括(kuò)代碼(mǎ)編號(hào))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(liào)板(PSU);
下模(mó)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(de)比較(jiào)不常用的模板(bǎn):
上蓋板(CVU),擊出板,上模板,下脫料板(bǎn),下止擋板,下夾(jiá)板,公模,母模等;
一些模具零件有:
上模(mó)的(de)入子,入塊(kuài):夾板入塊(kuài)、脫料板入塊、衝頭等;
下模的入(rù)子,入塊:下模入塊、下模刀口等;
標準件:彈(dàn)簧、六角螺絲、止付螺絲、線簧、等(děng)高套、導柱、導套、等(děng)高套墊片(piàn)、兩用銷、頂料銷等;
非(fēi)標準件:外定(dìng)位、內定位、節距定位、外限位柱、內限位柱(zhù)等;
★衝壓模(mó)具的編號
衝壓模具編號,一般是這樣寫的(舉例):
工程模:90-KNMF0125RAH,90-KNMF0125RAA,90-KNMF0125RBB
連續模:90-KNMF0125SAA,90-KNMF0125SBB
後麵的RAH,R代表工程(chéng)模,H代表總共有(yǒu)八套(從A-H,分別是RAH、RBH……RHH),A代表第一套;RAA或RBB代表鉚(mǎo)合模,比如鉚螺(luó)柱、鉚(mǎo)彈(dàn)片等(děng);
SAA、SBB中的S代(dài)表連續模,0125代表模具編號,前麵的(de)F代表年份,哪一年生產出來的模具,就用代表哪一年的編號說明,如:F0125、G0125,如果F代表2010年,那麽2010年生產的模具(jù)F0125可以簡(jiǎn)稱:125模具(jù),接下(xià)來2011年生產的模具,則是G開頭,此時你再(zài)說125模具,那別人多(duō)半以為是G0125模具了。
其它的比如上夾板(PHU),編(biān)號則(zé)是90-KNMF0125SAAPHU,夾板入塊(kuài)90-KNMF0125SAAPHPA001;
如果這個連(lián)續模有兩段的話,則在90-KNMF0125SAAPHU編號後麵用A和B來說明,那麽第一段的夾(jiá)板應該是90-KNMF0125SAAPHUA,第二段90-KNMF0125SAAPHUB,夾板入塊90-KNMF0125SAAPHPA001、90-KNMF0125SAAPHPB001;
下模板(bǎn)(DIE):90-KNMF0125SAADIE,90-KNMF0125RAHDIE
關於其它的編號,這裏沒有解(jiě)釋到的,簡單做(zuò)一下說明:
一套完整(zhěng)的(de)衝壓模具結構從上到下應該是:
加工代號(hào)
模板
其它
編號 中文名稱 編號 中文(wén)名稱 M:銑床 U1U 上托板 UDE 上模板 G:磨床 U2U 上(shàng)墊腳 PS2 下脫料板 GD:大磨床 UPU 上(shàng)模座 PH2 下夾板 WC:線切割 UBU 上墊板 ?PUN 衝頭 W/E:放電 PHU 上夾板 PHP 夾板入塊 Y:外發 PPS 止(zhǐ)擋板 UDP 上模板入塊 HT:熱處理 PSU 脫料板(bǎn) PSP 脫(tuō)料板(bǎn)入塊 L:車床 AXD 上模板(bǎn)入塊 D:搖臂鑽(zuàn)床 DIE 下模板(bǎn) DPI 下(xià)模入塊 LBD 下墊板(bǎn) - - LPD 下模座 - - B2D 下墊(diàn)腳 - - B1D 下托板 - -
“-”代替的表示這個編號不(bú)常見或(huò)很少用到
★衝壓常用材料及(jí)選用(yòng)
衝壓所用材料的性質與(yǔ)衝壓生產(chǎn)的關係非常密切,其性(xìng)質直接影響衝壓(yā)工藝設計、衝壓件質(zhì)量和產品使用壽命,還影響組織均衡生產和衝壓(yā)件生產成本(běn)。
在選定衝壓件的材料時,不僅要考慮使用性能,還應(yīng)滿足衝壓加工和後續(xù)工藝性能(néng)要求。衝壓加工對(duì)材料的基本要求如下。
1、具有(yǒu)良(liáng)好的衝壓成型性能(néng)
對於成型工序,比如(rú)拉伸、折彎、打段差、凸包等,材料應具(jù)有良好(hǎo)的衝壓成型性能,即應有良好的抗破(pò)裂性、良好的(de)貼(tiē)模性和定形性,否則產品容易產生變形、破裂等,造成修模的(de)困難。對於(yú)分離工序,則要求材料具有(yǒu)一定(dìng)的塑(sù)性。
2、具有較高的表麵質量
材(cái)料表麵應光潔平整,無缺陷損(sǔn)傷。表麵(miàn)質量好的材料,成型時不易破裂,不易擦傷模具,製件的表麵質量也好。
3、材料的(de)厚度公差(chà)應符合國家標準
因為一定的模具間隙僅(jǐn)適用於一定厚度範圍的材料,若材料厚度公(gōng)差太大;不僅直接影響製件的質量,還可能導致廢品的出現。在校(xiào)正彎曲、整形等工序中(zhōng),有可能因厚度正偏差過大而(ér)引起模具或壓力機的損壞。
衝壓常用材料及選用
1、衝壓(yā)常用(yòng)材料
衝壓生產中最常用的材料(liào)是金屬材料(包(bāo)括黑色金屬(shǔ)和有色金屬),但有時也用非金屬材(cái)料。其中黑色(sè)金屬主要有普(pǔ)通(tōng)碳素(sù)結構鋼、優質碳素結(jié)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(tóng)、鋁等;非金屬材料有紙板、層壓板、橡膠板、塑料板(bǎn)、纖維板(bǎn)和雲母等。
衝壓用金屬材料的供(gòng)應狀態一般是各種規格的板料和帶料。板料可用於工(gōng)程模的生產,帶料(卷料)用(yòng)於連續模的生產,也可以用於工程模的生產。板(bǎn)料的尺寸(cùn)較大,可用於大(dà)型零件的(de)衝壓,也可以將(jiāng)板(bǎn)料按(àn)排樣尺寸剪裁成條料後用於中小型零件的衝壓;帶料(又稱卷料)有各種規格的寬度,展(zhǎn)開長度(dù)可達幾十米,成(chéng)卷狀供(gòng)應,適應於(yú)連續模大批(pī)量生產的自動送料。
關於各種材料的牌號、規(guī)格和性能,可查閱有關手冊和標準。
2、衝壓材(cái)料的合(hé)理選用
衝壓材料的選用(yòng)要考慮衝壓件的使用(yòng)要求、衝壓工藝要求及經濟性等。
(1)按衝壓件的使用要求合理選材
所選材料(liào)應能使衝(chōng)壓件在機器(qì)或部件中正(zhèng)常工作,並具有一定的使用壽(shòu)命。為此,應根據衝壓件(jiàn)的(de)使用條件,使所選材料滿足相應強度、剛度(dù)、韌性、耐蝕性和耐熱性等(děng)力方麵的要求。
(2)按衝壓工藝(yì)要求合理選(xuǎn)材
對於任何一種衝(chōng)壓(yā)件,所選的材料應(yīng)能按照(zhào)其衝壓工(gōng)藝的要求,穩定地成形(xíng)出不至於開(kāi)裂或起皺的合格產品,這是最基本也是(shì)最重要的選材要求。為此(cǐ),可用以下方法合理選材。
①試衝。根據以往的生產經驗(yàn)及可能條件,選擇幾種基本能滿足衝壓件使(shǐ)用要(yào)求的板料進行試衝,最後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。在分析衝壓變形性質的基礎上,把(bǎ)衝壓成型時的最大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(yī)據,選取適合於該種零件衝壓(yā)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(rè)軋之分。我(wǒ)國國產板材中,厚板( t>4mm)為熱(rè)軋板,薄板(t<4mm)為冷軋(zhá)板(也有熱軋板)。與(yǔ)熱軋板相(xiàng)比,冷軋板尺寸精確(què),偏差小,
表麵缺陷少,光亮(liàng),內部組(zǔ)織致密,衝壓性能(néng)更優。(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)按經濟性要求合理選材
所選材料(liào)應在滿足使用性能及衝壓工藝要求的前提下,盡(jìn)量價格(gé)低廉,來源方(fāng)便,經濟性好,以降低衝壓件的成本。
★衝壓模具的分類
衝壓模具的分類,一般(bān)我們可以簡單的把它分(fèn)為兩種,即工程模和連續模;
工程模又可以分為複(fù)合(hé)模、拉伸模、鉚(mǎo)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(yī)次行(háng)程(chéng)中,隻能完成(chéng)一個衝壓工序的模具。這一工(gōng)程打完了之(zhī)後,需(xū)要人工或用機械手把產品從模具裏麵取(qǔ)出來,然後放(fàng)到下一站的模具裏麵(miàn)繼續生產,直到模具的最後(hòu)一個工序(xù)打完,整個產品才算完成。這種模具維修起來簡單,但生產起來(lái)費時(shí)費力,需要花(huā)費較多的人工和時間成本,產(chǎn)品報廢率較高。
複合模:常見的複合(hé)模具結構有有複合下料、複合拉伸等(děng),這種模具結構和別的工程(chéng)模結構略有不同。其凸模(也稱為公模或衝頭)設計在(zài)下模,其它幾(jǐ)塊模板依次是下夾板(固(gù)定(dìng)凸模衝頭(tóu))、下止擋板和下脫料板(外脫),上模依(yī)次是母模(或刀口)、內脫板和上(shàng)墊板構成,內脫使(shǐ)用等高套(tào)筒掛在上墊板(bǎn)上麵(miàn),然後用(yòng)打杆或彈簧頂著。比如用來下料的(de)複合模,其內脫(tuō)一般脫出來母模0.50mm即可,不可(kě)以低於母模,要不然母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(cóng)母模裏麵頂出來,一般如果材料比較厚的話(huà),我們上麵裝的是氮氣(qì)彈簧。
連續模:也稱“級進(jìn)模”,是指在衝壓的一次(cì)行(háng)程過程中,在不同的工位上同時完(wán)成兩道或兩道以上(shàng)衝(chōng)壓工序的模具,這種模具維修難度較大,需要經驗豐富的鉗工師傅來操(cāo)作,但是生產起來效率很高,打得速度快(kuài)的(de)話(huà)一個小(xiǎo)時可(kě)以(yǐ)生產上千個產品,節省(shěng)人工(gōng)和時間成本,產品報廢率較低。
★彈(dàn)簧的壓縮量和計算
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(dàn)簧、優力膠、氮氣(qì)彈簧等,按照不同(tóng)的需要選用不同的彈性材料。像折彎、衝孔一般用普(pǔ)通的扁線彈簧就可以了,比如(rú)棕色彈簧,也稱為咖啡色彈簧;如果(guǒ)力量不夠就加(jiā)氮氣彈簧,當然成本要高一點;優(yōu)力膠一(yī)般(bān)用於拉深模具、整形模具、或整平麵(miàn)度用。
拉深模具用(yòng)優力膠非常不錯,當然(rán)也可以選用(yòng)氮氣彈簧。其他的像頂料銷、浮塊、兩用銷等一般(bān)用線簧或黃色彈簧,隻要可以脫料、不把(bǎ)產品頂出印子、頂變形就好了。優(yōu)力膠的(de)特點就是力(lì)量比較均衡(héng),然而其壽命(mìng)比較短,生產一段時間就可能裂掉了(le)、不(bú)行了、萎掉了,因此一般比較(jiào)少用,通常比較常用(yòng)氮氣彈(dàn)簧。整平麵度(dù)優力膠用的多。
彈(dàn)簧包括扁線彈(dàn)簧、線簧等,彈簧的目的就是脫料、壓料,彈簧力度的大小,關係著模具生產是否(fǒu)順利、打出來的產(chǎn)品是否合格(gé)等。彈簧力量小了,有可能會造成產品變形、模具不脫(tuō)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(lǜ)色、紅色、藍色、黃色(sè),力量也依次減弱,顏色不同,力量大(dà)小就不同,壓縮(suō)量也不同。
有一個土方法可以計算彈簧的壓縮量,那是我剛(gāng)進廠學模具不久,對模具還(hái)不怎麽懂,我師父教我的:事先測量一下彈簧的總(zǒng)高度(dù),再把彈簧放台虎鉗中(zhōng),鎖死,然(rán)後(hòu)用卡尺測量一下彈簧被夾死之後剩下的長度,再用彈簧的總長(zhǎng)度減去這個數,再除以總長度即可,此方法任何彈簧通用,比如棕色彈(dàn)簧(huáng)長度為60mm,被虎鉗夾死後應該還剩下45.6左右,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,這就是它的壓縮量。
彈簧按照不同生產次數,比如100萬次、50萬次、30萬次,壓(yā)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(jù)裏麵。一般按照30萬次來計(jì)算彈簧的壓縮量(liàng),也就是說模具打30萬次彈簧可能就沒力了,當然一般的衝壓模具(jù)壽命都沒那麽(me)長,也(yě)可以按(àn)最大壓縮量來計算,按最大壓縮量來(lái)計算的話,隻能保證彈簧不打爆在模具裏麵。模具壓得死一(yī)點,對產品平麵度也有(yǒu)好處(chù)。
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(lán)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(yā)下去多少),彈簧的最(zuì)大(dà)壓縮量等於彈簧的自由(yóu)高度乘以彈簧的最大壓縮比(bǐ),例如棕色彈簧,長度為60mm,那麽它(tā)的最大壓縮量為:60*24%約等於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(mó)具的行(háng)程必須小(xiǎo)於14個毫米,超過14個毫米,彈簧(huáng)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(bú)下去等。
模(mó)具組立之前,也就是裝模之前,必須先計算一(yī)下彈簧的壓縮量是否合適,這樣在(zài)試模的時候才不用(yòng)擔心(xīn)模具會出問題、打爆等。