五金模具设计之连续冲模设计讲解

青华小欢

一.前言

冲压模具依构造可分为单工程模、复合模、连续模三大类。前两类需较多人力不符经济效益，连续模可大量生产效率高。同样，设计一套高速精密连续冲模，也要对你所生产的产品(包含所有用冲压加工出来的产品，富士康集团主要有端子、电脑机壳以及连接器上用的小五金及目前的手机零件等等)。设计连续冲模需注意各模组之间的间距、零件加工精度、组立精度、配合精度与干涉问题，以达到连续模自动化大量生产的目的。

二.单元化设计之概念

冲压模具整体构造可分成二大部分：(1).共通部分(2).依制品而变动的部分。共通部分可加以标准化或规格化，依制品而变动的部分是难以规格化。

三.模板之构成及规格

1．模板之构成

冲压模具之构成将依模具种类及构成及相异，有顺配置型构造与逆配置型构造二大类。前者是最常使用的构造，后者构造主要用于引伸成形模具或配合特殊模具。

从事的主要工作包括：

(1)．数字化制图－－将三维产品及模具模型转换为常规加工中用的二维工程图；

(2)．模具的数字化设计－－根据产品模型与设计意图，建立相关的模具三维实体模型；

(3)．模具的数字化分析仿真－－根据产品成形工艺条件，进行模具零件的结构分析、热分析、疲劳分析和模具的运动分析；

(4)．产品成形过程模拟－－注塑成形、冲压成形；

(5)．定制适合该公司模具设计标准件及标准设计过程；

(6)．模具生产管理。

2．模具之规格

(1).模具尺寸与锁紧螺丝

模板之尺寸应大于工作区域，并选择标准模板尺寸。模板锁紧螺丝之位置配置与模具种类及模板尺寸有关。其中单工程模具最常使用锁紧螺丝配置于四边角，最标准形式工作区域可广大使用。长形之模具及连续模具最常使用锁紧螺丝配置于四边角及中间位置。

(2).模板之厚度

模板之厚度选择与模具之构造、冲压加工种类、冲压加工加工力、冲压加工精度等有绝对关系。依据理论计算决定模具之厚度是困难的，一般上系由经验求得，设计使用的模板厚度种类宜尽量少，配合模具高度及夹紧高度加以标准化以便利采购及库存管理。

四.模板之设计

连续模具之主要模板有冲头固定板、压料板、母模板等等，其构造设计依冲压制品之精度、生产数量、模具之加工设备与加工方法、模具之维护保养方式等有下列三种形式：(1)整块式，(2)轭式，(3)镶入式。

1．整块式

整块式模板亦称为一体构造型，其加工形状必须是封闭的。整块式模板主要用于简单结构或精度不高的模具，其加工方式以切削加工为主(不需热处理)，采用热处理之模板必须再施行线切割加工或放电加工及研磨加工。模板尺寸长(连续模具)之场合将采用两块或多块一体型并用之。

2．轭式

轭式模板之中央部加工成凹沟状以组装块状品。其构造依应用要求，凹沟部可以其他模板构成之。此轭式模板构造之优点有：沟部加工容易，沟部宽度可调整之，加工精度良好等。但刚性低是其缺点。

轭式模板之设计注意事项如下：

(1).轭板构部与块状部品之嵌合采中间配合或轻配合方式，如采强压配合将使轭板发生变化。

(2).轭板兼具块状部品之保持功能，为承受块状部品之侧压及面压，必须具有足够的刚性。还有为使轭板沟部与块状部品得到密着组合，其沟部角隅作成逃隙加工，如轭板沟部角隅不能作成逃隙加工，则块状部品须作成逃隙加工。

(3).块状部品之分割应同时考虑其内部之形状，基准面必须明确化。为使冲压加工时不产生变形，亦要注意各个块状部品之形状。

(4).轭板组入许多件块状部品时，由于各块状部品之加工累积误差使得节距产生变动，解决对策是中间块状部品设计成可调整方式。

(5).块状部品采并排组合之模具构造，由于冲切加工时块状部品将承受侧压使各块状部品间产生间隙或造成块状部品之倾斜。此现象是冲压尺寸不良、冲屑阻塞等冲压不良之重要原因，因此必须有充分的对策。

(6).轭板内块状部品之固定方法，依其大小及形状有下列五种：A.以锁紧螺丝固定，B.以键固定，C.以揳形键固定，D.以肩部固定，E.以上压件(如导料板)压紧固定。

3．镶入式

模板中加工圆形或方形之凹部，将块状部品镶合嵌入于模板中，此种模板称为镶入式构造，此构造之加工累积公差少、刚性高，分解及组立时之精度再现性良好。由于具有容易机械加工、加工精度由工作机械决定、最后调整之工程少等优点，镶入式模板构造已成为精密冲压模具之主流，但其缺点是需要高精度的孔穴加工机。

连续冲压模具采用此模板构造时，为使模板具有高刚性要求，乃设计空站。镶入式模板构造之注意事项如下所述：

(1).嵌入孔穴之加工：模板之嵌入孔穴加工使用立式铣床(或治具铣床)、综合加工机、治具镗床、治具磨床、线割放电加工机等。嵌入孔穴之加工基准，使用线割放电加工机时，为提高其加工精度乃进行二次或以上之线割加工。

(2).嵌入件之固定方法：嵌入件固定方法之决定因素有不变动其加工的精度、组立及分解之容易性、调整之可能性等。嵌入件之固定方法有下列四种：A.以螺丝固定，B.以肩部固定，C.以趾块固定，D.其上部以板件压紧。母模板之嵌入件固定方法亦有采用压入配合，此时应避免因加工热膨胀而产生的松弛结果，使用圆形模套嵌入件加工不规则孔穴时应设计回转防止方法。

(3).嵌入件组立及分解之考量：嵌入件及其孔穴加工精度要求高以进行组立作业。为得到即使有稍微的尺寸误差亦能于组立时加以调整，宜事先考虑解决对策，嵌入件加工之具体考虑事项有下列五项：A.设有压入导入部，B.以隔片调整嵌入件之压入状态及正确位置，C嵌入件底面设有压出用孔穴，D.以螺丝锁紧时宜采用同一尺寸之螺丝，以利锁固及松开，E.为防止组立方向之失误，应设计防呆倒角加工。

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