五金模具设计

杨师傅

  



















模具设计般流程默认分类

  





：

  

在汽车配件行业中，

五金模具是应用最普遍的模具分支。

五金模具的设计流程跟

《冲压模具

的设计流程》和《塑料模具设计流程》有很年夜的分歧，具体来说，有下面的区别：











到客户供应的产品图纸或磁盘，看懂，看透，对产品的材质，料厚，公差进行阐明：



⑴．



确认材料的品质：常用的为钢板（如

SECC

）

，不锈钢（如

SUS304

）

，铝合金，这几种

产品的展开系数

a

均纷歧样，一般钢板为

0.4

，不锈钢为

0.45

，铝合金为

0.43

。

（指

L

曲）

。



⑵．阐明产品图的公差：一般地说，产品图上要害尺寸都有公差，从产品图设计者来讲，当

然想公差越小越好，

保证了设计者的最终目标。但是，从模具设计和加工能力方面来讲，这

就要求很高，

因为这给模具设计者和模具加工增添了难度，

为了解决这个矛盾，

需要两边的

良善协商和诚志沟通，在保证产品的性能，质量的前提下，恰当增添产品图尺寸公差。

而模

具设计者要长于确定产品图尺寸的“方针值”

，一般内径取公差上限，外径取公差下限，有

的尺寸取中心值，如孔距，间距等。

  

⑶．



绘制产品图，将产品图中各个部位尺寸的方针值都加进去，然后标上尺寸，搜检与图

纸正确与否。

  

⑷．



绘制展开图，使用绘制好的产品图画展开图，弯曲部分要加补偿，其补偿量

x=

展开系

数

a *

料厚

t

，展开系数参照标准执行。画展开图要注重，弯曲线弯曲内部的线，在展开图

中指示的弯曲线是弯曲内线。

  

⑸．确认模具种类：

是陆续模照样工程模？一般由客户确定，

有时也由设计者确定。其原则

是：

①考虑量产性；

②考虑批量性；

若是确定是陆续模的话，

首先画排样图，

竖立排样层

“

P

”

，

然后按照排样图宽度确定模板的年夜小和厚度。

按照材料的厚度，

确认冲头的强度以及模具

年夜小。然后写模板筹备书，包括尺寸，热处置惩罚，数量等要求。

  

⑹．



在此同时，模具的平面图形年夜体上已经出来了，经过多次研讨，最后确认上下型平

面图和组立图。

以后的工作就是部品图，

拆板图和外购标准件清单。在设计陆续模时，

排样

图，接刀图要得到客户确认，迥殊是产品接刀图要有具体的接刀形状，位置尺寸。

  

⑺．



组立，试模，提交样品，检讨数据，剖断

OK

或

NG

，找出原因，采纳对策并保留品

质检测数据，模具改善后对照搜检。



  









从文中来看，

五金模具的设计流程一般是按照上面的

7

点来做。

加上

《五金模具设计确

认的要点》所讲述的要点，五金模具设计也不是多么难的事情。











  

冲压模具的设计流程



  

  









在一般的工艺品设计流程中，

都有着行业明确的流程。

在模具设计中，

自然也存在这样













的流程。我们来看看一般冲压模具的设计流程：



1.

連續沖模的製作製程

  







1-1

沖切型連續沖模設計流程

  







1-2

含彎曲工程型連續沖模設計流程



2.

沖壓模具的工程規劃

  

3.

連續沖壓加工的料條佈置技術



4.

沖壓模具設計的基本技術









4-1

料條佈列設計









4-2

沖頭設計









4-3

母模設計









4-4

導料裝置設計









4-5

模座及導柱的選用

  







4-6

螺絲及定位銷的设置装备陈设









4-7

脫料板的設計









連續沖模的製作製程

(1)  

Plan(

計劃

)









(1)

概念設計

(2)

模具設計



Do(

實施

)















(1)

部品準備

(2)

模具組立



Check(

確認

)





合模試模



Action(

處置

)





修模調整



  

1-1

沖切型連續沖模設計流程

:  

(1)

製品圖面檢討

-

製品的要求是否合理

,

製品的毛頭及沖切面要求

,

無指定

R

角的決定

,

被加

工材的壓延倾向的影響

,

外觀品質的要求

,

沖切加工的限制

.  

(2)

圖面資料的重組

-

依製品的尺寸公差決定加工目標值

,

考慮製品的精度的重要決定料條的

連接方式

,

考慮製品及廢料的收取及處理決定其沖切形狀

.  

(3)

胚料形狀佈列

-

依連結部的寬度巨细決定料寬及

Pitch,

決定胚料形狀的佈置以達到較高的

材料操作率

,

属意沖切加工時

,

料條連結部的變形現象

.

1.

連續沖模的製作製程

(2)  

(4)

切刃形狀的設計

-

切刃的形狀應儘可能簡單化

,

應避免引起跳屑的形狀

,

形狀銜接處應減少

,

考慮沖頭強度

.  

(5)

料條的佈置

-

沖導引孔的下一工程應設計導引銷

(pilot),

考慮沖屑浮上及料條變形決定沖切

形狀的順序

,

重要的部份至少應在相鄰的工站加工

,

料條随意马虎發生變形的工站應設失誤檢

出

.  

(6)

模具組立圖

-

必需標示模具高度

,

閉模高度及送料高度

,

下死點與上模的位置關係要明確

,

各

元件的固定方式要朝易維護的原則考慮

.







  

  

冲压使用率

  













  

磷铜密度：

8.89

吨

/

立方米

=8.89kg/

立方分米

=8.89g/

立方厘米



计算方法：材料重量÷密度

=

体积























体积÷截面积

=

长度























长度÷步距

=

产品数量

  

计算过程：

1kg

÷



8.89kg/

立方分米



÷



(0.002*0.15)

平方分米



÷



0.026

分米

/

个





















=14421

个



  

补充：如果每步距出两个产品的话，产量要×

2

哦。



以上只是依照高中物理知识简单就能得出。

  

不过话又说回来了，我也是冲压行业的，同行哪，呵呵。









  

0.5*0.6*88*0.0000027/1000=1pcs

的重量

g,

这个是材料用量。

产品重量只要在

CAD

中把产品

展开，

在用

pe

串联命令将整个产品联起来，

用

list

命令知道其面积，

面积

*

厚度

T*

密度

/1000=

产品重量。材料用量

-

产品重量

=

废料。报价时废料也要考虑的。













  

反弹系数

  





  

按我的经验，角度回弹

:

黄铜

2~3

度，磷铜

5-7

度，不锈钢

7-10

度，镀锌板无须做回弹，

R

角回弹，一般取

R

角的

90%

，如

R1.0

的，实际上做

R0.9

。但是要知道任何的经验公式不可

能做到

100%

准，建议折弯后再做一站微调调整，就万无一失啦。





  









































  



  

对拉伸模

  

  





  

许多人对拉伸模望而却步，

这是因为拉伸模不仅仅设计时要考虑许多因素，

更主要的是在试

模时往往不能一次成型，

还要经过多次修模，

才能达到理想的结果。因此，

在实践中不断积

累经验，对拉伸模的设计大有裨益。

  









1.

材料

:  





好的材料是成功的一半，对于拉伸，万万不可忽视。



  

拉伸用冷轧薄钢板主要有

08Al

、

08

、

08F

、

10

、

15

、

20

号钢，其中用量最大的是

08

号钢，

分为沸腾钢和镇静钢，沸腾钢价格低，表面质量好，但偏析较严重，有“应变时效”倾向，

不适用于对冲压性能要求高外观要求较严格的零件，

镇静钢较好，

性能均匀但价格较高，

代

表牌号为铝镇静钢

08Al

。



  





国外钢材用过日本

SPCC-SD

深冲压钢，其拉伸性能优于

08Al

。







  

经验

1

：当客户对材料的要求不是很苛刻、反复试模达不到要求时，可以换一种材料再试。



2.

毛坯尺寸的确定

:  





形状简单的旋转体拉伸件的毛坯直径在不变薄的拉伸中，

材料厚度虽有变化，

但基本与原

始厚度十分接近，

可以根据毛坯面积与拉伸件面积

（若有修边须加上修边余量）

相等的原则

计算出。



  





但是，

往往拉伸件形状和过程比较复杂，

有时还要变薄拉伸，

虽然现在有许多三维软件可

进行展开料计算，但其精确度不能

100%

达到要求。





解决办法：试料。



  





一个产件要经过多道工序，

头道工序一般是落料工序。

首先要进行展开料计算，

对毛坯的

形状和大小有个大概认识，

以便确定落料模的总体尺寸。

在模具设计完成后不要加工落料模

的凸凹模尺寸。先用线切割加工毛坯

(

毛坯较大时可用铣床铣后再钳修

)

，经过后续拉伸工序

的反复实验，最终确定了毛坯尺寸，然后再加工落料模的凸凹模。









  

经验

2

：倒排工序，先试拉伸模，后加工毛坯的落料刃口尺寸，事倍功半。



3.

拉伸系数

m

  





拉伸系数是拉伸工艺计算中的主要工艺参数之一，通常用它来决定拉伸的顺序和次数。





影响拉伸系数

m

的因数很多，

包括材料性能、

材料的相对厚度、

拉伸方式

（指有无压边圈）

、

拉伸次数、拉伸速度、凸凹模圆角半径、润滑等。



  





有关拉伸系数

m

的计算和选用原则是各种冲压手册中介绍的重点，有推算、查表、计算

等许多方法，祥之又祥，我也是按书选择，并无新鲜的东东，请看书。









  

经验

3

：材料的相对厚度、拉伸方式（指有无压边圈）

、拉伸次数是不好在修模时调整的，

一定要慎重

!!

最好在选择拉伸系数

m

时找同事校一遍。



4.

在凹模上涂润滑油，或在薄板上套薄膜袋。







  

经验

4:

遇到拉伸拉裂时，在凹模上涂润滑油

(

不要在凸模涂

)

，工件靠凹模一面覆

0.013--0.018mm

的塑料薄膜

.

5.

工件热处理



  





在拉伸过程中，工件由于冷塑性变形，

产生冷作硬化，

使其塑性降低，变形抗力和硬度增

大，再加上模具设计不合理，就需要进行中间退火，以软化金属，恢复塑性。



  

注意：

在一般工艺中中间退火不是必须的，

毕竟要增加成本，

要在增加工序和增加退火中进

行选择，慎用！



  













退火一般采用低温退火，即再结晶退火。



  





退火时要注意的事项有两点：

脱炭和氧化。

这里主要讲讲氧化。

工件氧化后有氧化皮，害

处有二：使工件有效厚度变薄，增加模具磨损。









公司条件不具备时，

一般采用普通退火，

为减少氧化皮产生，

退火时要尽可能将炉膛装满，

我还用过土办法：

  

1.

工件少时可与其他工件混装（前提：退火工艺参数应基本一致）

  

2.

将工件装在铁盒中焊封后再装炉。为消出氧化皮，退火后要根据情况进行酸洗处理。









公司条件具备时，可采用氮炉退火，即光亮退火。不细看，几乎和没退火前颜色一样。









  

经验

5

：



对付冷作硬化强的金属或在试模中出现拉裂又无其它办法时，增加中间退火工序。



6.

补充几点

:  

1.

产品图上的尺寸应尽可能在一侧标注，让人明确是保证外部尺寸还是内腔尺寸，不能同时

标注内外型尺寸。

他人提供的图纸有此类问题应与其沟通，

能统一则统一，

不能统一时要知

道该工件的与其它件的装配关系。



  

2.

对最后一道工序，

工件尺寸在外，

以凹模为主，

间隙以减小凸模尺寸取得；

工件尺寸在内，

以凸模为主，间隙以增大凹模尺寸取得；



  

3.

凸凹模圆角半径在设计时尽可能采用小的容许值，给后续修模带来方便。





4.

判断工件拉裂的原因时可参考：



  

因材料质量差而产生的裂口多为锯齿状或不规则形状，

因工艺、

模具而产生的裂口一般比较

整齐。



  

5."

多则皱，少则裂”

，按此原则调节材料的流动状况，方法有调整压边圈的压力、增加拉深

筋、修整凸凹模圆角半径、工件上切工艺口等。



  

6.

为保证耐磨性和防止拉伸划痕，凸凹模和压边圈必须淬火，必要时可镀硬铬。











  



以上文档仅作参考