【收藏版】五金模具设计学习资料分享

梁嘉琪2013

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》有很明显的分歧，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均分歧样，一般钢板为0.4，不锈钢为0.45，铝合金为0.43。

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挚沟通，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，特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。

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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.连续冲模的制作制程

1-1冲切型连续冲模设计流程

1-2含弯曲工程型连续冲模设计流程

2.冲压模具的工程规划

3.连续冲压加工的料条布置技术

4.冲压模具设计的基本技术

4-1料条布列设计

4-2冲头设计

4-3母模设计

4-4导料装置设计

4-5模座及导柱的选用

4-6螺丝及定位销的设置装备陈设

4-7脱料板的设计

连续冲模的制作制程(1)

Plan(计划)(1)概念设计(2)模具设计

Do(实施)(1)部品准备(2)模具组立

Check(确认)合模试模

Action(处置)修模调整

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1-1冲切型连续冲模设计流程:

(1)制品图面检讨-制品的要求是否合理,制品的毛头及冲切面要求,无指定R角的决定,被加工材的压延倾向的影响,外观品质的要求,冲切加工的限制.

(2)图面资料的重组-依制品的尺寸公差决定加工目标值,考虑制品的精度的重要决定料条的连接方式,考虑制品及废料的收取及处理决定其冲切形状.

(3)胚料形状布列-依连结部的宽度巨细决定料宽及Pitch,决定胚料形状的布置以达到较高的材料操作率,注意冲切加工时,料条连结部的变形现象.

1.连续冲模的制作制程(2)

(4)切刃形状的设计-切刃的形状应尽可能简单化,应避免引起跳屑的形状,形状衔接处应减少,考虑冲头强度.

(5)料条的布置-冲导引孔的下一工程应设计导引销(pilot),考虑冲屑浮上及料条变形决定冲切形状的顺序,重要的部分至少应在相邻的工站加工,料条随意马虎发生变形的工站应设失误检出.

(6)模具组立图-必需标示模具高度,闭模高度及送料高度,下死点与上模的位置关系要明确,各元件的固定方式要朝易维护的原则考虑.
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。

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0.50.6880.0000027/1000=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“应变失效”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的因素很多，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（只有无压边圈）、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。

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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：脱碳和氧化。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。为消除氧化皮，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。

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