史上最全的衝壓模具資料(連載一)「收藏」

★彈簧的壓縮量和計算

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簧、優力膠、氮氣彈簧等,按照不同的需要選用不同的彈性材料。像折彎、衝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;優力膠一般用於拉深模具、整形模具、或整平面度用。

拉深模具用優力膠非常不錯,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、不把產品頂出印子、頂變形就好了。優力膠的特點就是力量比較均衡,然而其壽命比較短,生產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,關係著模具生產是否順利、打出來的產品是否合格等。彈簧力量小了,有可能會造成產品變形、模具不脫料、產品不好從模具裡面拿出來、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,對模具還不怎麼懂,我師父教我的:事先測量一下彈簧的總高度,再把彈簧放臺虎鉗中,鎖死,然後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,比如棕色彈簧長度為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,質量差一點的彈簧還有可能斷在模具裡面。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,當然一般的衝壓模具壽命都沒那麼長,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裡面。模具壓得死一點,對產品平面度也有好處。

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於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,那麼它的最大壓縮量為: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,模具的行程必須小於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裡面,或模具打爆,衝床壓不下去等。

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。


★實拍冷衝壓模具產品和冷沖模結構圖


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可用於衝壓模具生產的各種五金彈片衝壓件

衝壓模具以及產品料帶


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做衝壓模具需要用到的鎢鋼銑刀


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衝壓模具以及產品料帶


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衝壓模具以及產品料帶


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安裝在衝床上的衝壓模具

★衝壓模具間隙值的確定

衝裁間隙值的確定,一般使用的是經驗公式與圖表。

做衝壓模具鉗工、衝壓模具設計工作時間久了的人,因為經驗豐富,自然會比較瞭解、知道各種不同的產品,包括它的材料、尺寸和外觀精度要求,以及模具該怎麼設計才能順利生產出合格的產品,怎樣減少模具維修、修模次數等,拿到產品圖,心裡自然的就會想到這個模具結構大概是個什麼樣子,各種數值心裡都有數。

衝頭與刀口的間隙對沖壓件質量、衝壓模具壽命都有很大的影響。因此,設計衝壓模具時一定要選擇一個合理的間隙,以保證衝壓件的斷面質量、尺寸精度滿足產品的要求、所需衝裁力小、衝壓模具壽命高。但分別從質量、衝壓力、衝壓模具壽命等方面的要求確定的合理間隙並不是同一個數值,只是彼此接近。

考慮到衝壓模具製造中的偏差及使用中的磨損、生產中通常只選擇一個適當的範圍作為合理間隙,只要間隙在這個範圍內,就可衝出良好的製件。衝壓模具在生產過程中,會不斷磨損兒使間隙增大,設計與製造新衝壓模具時要採用最小合理間隙值。

衝壓模具衝裁間隙,根據工廠老師傅多年來對模具的研究和改進的經驗,尺寸精度、斷面垂直度要求高的製件應選用較小間隙值,斷面垂直度與尺寸精度要求不高的衝壓件,應以降低衝裁力、提高衝壓模具壽命為主,可採用較大間隙值。其值可按下列經驗公式來計算:

軟材料:

材料厚度t< 1 mm, 衝裁間隙c=(3% ~ 4%)t

t = 1 ~ 3mm, c = (5% ~8%)t

t = 3 ~ 5mm ,c =(8% ~10%)t

硬材料 :

t <1mm,c = ( 4% ~5% )t

t = 1 ~ 3mm, c = ( 6% ~8% )t

t = 3 ~ 8mm, c = ( 8% ~ 13%)t

以下是書本上的理論知識,主要依據是保證上下裂紋會合,以便獲得良好的斷面。

根據三角形 ABC的關係可求得間隙值c為:

c =( t – h0 ) tanβ = t (1-h0/t) tanβ

式中, h0—— 凸 模切入深度;β——最大剪應力方向與垂線方向的夾角。

從上式看出,間隙 c與材料厚度t、相對切入深度h 0/t以及裂紋方向β有關。而h0與β又與材料性質有關,材料愈硬, h 0/t愈小。

因此影響間隙值的主要因素是材料性質和材料厚度。材料比較硬或比較厚,間隙值越大。


★衝壓模具開發全過程

衝壓模具是怎麼一步步加工出來的?

一套完整的衝壓模具開發全過程,首先應該是客戶把產品圖發給衝壓模具設計部門主管,由設計主管確認以本部門的技術是否可以把該產品做出來。如果可以,那麼就交給設計人員出圖備料。把模具需要的各個板子先買回來,粗加工讓位、模板厚度研磨到一定的尺寸,一般是兩面共留50條(0.50mm)的餘量,粗加工好了以後,送去熱處理。

同時,設計部門人員開研討會制定該產品一步一步的工序圖樣,排出料帶圖。一個產品不可能只通過一個工序就能生產出來,還必須與其它工序配合,才能生產出合格的產品。產品工序圖確定完畢了以後,設計人員開始設計模具。

等設計把整個模具的所有零件畫好出圖了以後,模具就可以正式開始加工了,首先是模板研磨到正確的尺寸,然後放電、放穿線孔,再線切割、割入塊孔、刀口、落料等,再送到銑床或

CNC

加工沉頭、讓位等,最後由品保檢測,不合格則退回責任部門再加工,合格了以後就可以送到倉庫入庫。

最後由鉗工從倉庫領走,開始組立前的準備工作,如倒角、去處毛刺、鐵鏽、確認尺寸、檢查各個地方是否加工到位、是否缺孔少孔、螺絲牙是否有漏掉等,模具零件到了就可以暫時先開始組立模具了,到一點裝一點,等模具零件到齊了以後,模具差不多就裝好了,比零件全部都到齊了才開始裝 節省了許多時間。

模具組立完畢,開始試模、調試模具,直到模具可以生產出尺寸精度、外觀質量複合要求的產品,然後送給客戶籤樣品,客戶確認好了,這一套模具的所有工作才算正式完成,就等上機臺生產。以後就是修模、保養模具了。模具沒事,鉗工作業人員就沒事。做鉗工這一行比較操心,還不知道模具什麼時候壞,只要壞了馬上就要去修,修的次數多了,就比較煩人。當然,如果你模具裝的好,該做的地方都做到位了,模具也沒那麼出問題。


★什麼是衝頭?衝頭長度怎麼計算?

衝頭長度怎麼計算?

首先,我們來研究一下什麼是衝頭?衝頭在衝壓模具裡面起什麼作用?

衝頭是指安裝在夾板上的凸模,一般起衝孔、切料、折彎、打段差、打凸包、打沙拉、抽芽、鉚螺柱等作用,這些都可以簡稱為“衝頭”。

衝孔的“衝頭”長度等於:夾板的厚度+止擋板的厚度+脫料板的厚度+料厚+(1~2)兩毫米;

90度折彎衝頭的長度等於:夾板的厚度+止擋板的厚度+脫料板的厚度+料厚再加一兩個毫米就可以了,試模時根據需要再適當調整;其它角度的折彎衝頭前面一般是有一定角度,計算時要靈活應用、根據角度來合理計算。

打段差的衝頭長度等於:夾板的厚度+止擋板的厚度+脫料板的厚度+段差高度。

這些只是死方法,實際應用時還要根據情況而定,這裡就不一一講解,等你對沖壓模具瞭解的比較多一點以後自然就知道了。


★複合模具,什麼是複合模具?

複合模是指在衝床的一次行程中,完成多個衝壓工序的模具。可使用複合模結構的工序有:平面下料、落料、切斷、折彎、成型、整型、拉伸、鐓邊、擠壓、翻邊等,可以按照實際情況需要靈活選用。一般可以選用4個工序以下,太多會使模具製造困難、模具強度下降、容易損壞,造成修模頻率增加,模具成本上升。使用複合模生產,可以提高產品的精度,提高生產效率。

舉個例子:比如衝制一個墊圈,可以用兩副模具分別衝孔、落料完成,衝孔是衝中間的孔,落料是將外形衝製出來;如果用一副模具一次完成,就是複合模具。單步模具中還有拉伸、切邊等,只要一副模具一次完成兩個或兩個以上工步的就叫複合模。

複合模由於其工序組合的不同,脫料裝置也不盡相同,有空了我分享一些常見覆合模結構給大家吧。

下料或向上折彎複合模的結構:其凸模(也稱為公模或衝頭)設計在下模,其它幾塊模板依次是下夾板(固定凸模衝頭)、下止擋板和下脫料板(外脫),上模依次是母模(或刀口)、內脫板和上墊板構成,內脫使用等高套筒掛在上墊板上面,然後用打杆或彈簧頂著。

用來下料的複合模,其內脫一般脫出來母模0.50mm即可,不可以低於母模,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,才能把產品從母模裡面頂出來,一般如果材料比較厚的話,我們上面裝的是氮氣彈簧。

複合模屬於一種模具結構,可以把它歸類為工程模,因為在工程模上用的比較多,一般一整個工程模都是採用複合模結構。

連續模的向上成型、向上折彎、向上打凸包、向上打凸點、向上打翹角,一般也採用的是複合模結構。


★複合模具衝凸包時衝頭要高出脫板嗎?

今天收到一位同學的提問,說:複合模具衝凸包時衝頭要高出脫板嗎?

答案是肯定的,不高出脫料板那怎麼衝凸包?

建議這位同學再好好複習下什麼是複合模?衝頭長度怎麼計算?把這些搞清楚了自然就明白這個問題該怎麼解答了。

複合模具結構衝凸包時,衝頭長度等於:夾板厚度+止擋板厚度+脫料板厚度+凸包高度。

也就是在衝的時候,模具在衝床上打死的時候,衝頭是必須要高出脫料板來的,高出多少?當然是凸包要求多高,這裡就要多高,必須在允許的凸包高度要求精度範圍內。

在模具開模、模具打開的時候,模具不承受任何力量的情況下,凸包衝頭必須比脫料板矮、縮回脫料板裡面才可以,否則就要增加脫料行程。

複合模具衝凸包時,模具打下來時,脫料板必須要先壓料,而且壓料力要足夠,然後再衝凸包,不然產品可能會變形、凸包尺寸不穩定等。


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