衝壓模具,是在冷衝壓加工中,將材料(金屬或非金屬)加工成零件(或半成品)的一種特殊工藝裝備,稱為冷衝壓模具(俗稱冷沖模)。衝壓,是在室溫下,利用安裝在壓力機上的模具對材料施加壓力,使其產生分離或塑性變形,從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。
分類
衝壓模具的形式很多,沖模也依工作性質,模具構造,模具材料三方面來分類。
根據工藝性質分類
a.沖裁模沿封閉或敞開的輪廓線使材料產生分離的模具。如落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模、剖切模等。
b.彎曲模使板料毛坯或其他坯料沿著直線(彎曲線)產生彎曲變形,從而獲得一定角度和形狀的工件的模具。
c.拉深模是把板料毛坯製成開口空心件,或使空心件進一步改變形狀和尺寸的模具。
d.成形模是將毛坯或半成品工件按圖凸、凹模的形狀直接複製成形,而材料本身僅產生局部塑性變形的模具。如脹形模、縮口模、擴口模、起伏成形模、翻邊模、整形模等。
e.鉚合模是借用外力使參與的零件按照一定的順序和方式連線或搭接在一起,進而形成一個整體
根據工序組合程度分類
a.單工序模在壓力機的一次行程中,只完成一道衝壓工序的模具。
b.複合模只有一個工位,在壓力機的一次行程中,在同一工位上同時完成兩道或兩道以上衝壓工序的模具。
c.級進模(也稱連續模)在毛坯的送進方向上,具有兩個或更多的工位,在壓力機的一次行程中,在不同的工位上逐次完成兩道或兩道以上衝壓工序的模具。
d.傳遞模綜合了單工序模和級進模的特點,利用機械手傳遞系統,實現產品的模內快速傳遞,可以大大提高產品的生產效率,減低產品的生產成本,節儉材料成本,並且質量穩定可靠。
依產品的加工方法分類
依產品加工方法的不同,可將模具分成沖剪模具、彎曲模具、抽制模具、成形模具和壓縮模具等五大類。
a.沖剪模具:是以剪下作用完成工作的,常用的形式有剪斷沖模、下料沖模、沖孔沖模、修邊沖模、整緣沖模、拉孔沖模和沖切模具。
b.彎曲模具:是將平整的毛胚彎成一個角度的形狀,視零件的形狀、精度及生產量的多寡,乃有多種不同形式的模具,如普通彎曲沖模、凸輪彎曲沖模、卷邊沖模、圓弧彎曲沖模、折彎沖縫沖模與扭曲沖模等。
c.抽制模具:抽制模具是將平面毛胚製成有底無縫容器。
d.成形模具:指用各種局部變形的方法來改變毛胚的形狀,其形式有凸張成形沖模、卷緣成形沖模、頸縮成形沖模、孔凸緣成形沖模、圓緣成形沖模。
e.壓縮模具:是利用強大的壓力,使金屬毛胚流動變形,成為所需的形狀,其種類有擠制沖模、壓花沖模、壓印沖模、端壓沖模。
選用原則
在衝壓模具中,使用了各種金屬材料和非金屬材料,主要有碳鋼、合金鋼、鑄鐵、鑄鋼、硬質合金、低熔點合金、鋅基合金、鋁青銅、合成樹脂、聚氨脂橡膠、塑膠、層壓樺木板等。
製造模具的材料,要求具有高硬度、高強度、高耐磨性、適當的韌性、高淬透性和熱處理不變形(或少變形)及淬火時不易開裂等性能。
合理選取模具材料及實施正確的熱處理工藝是保證模具壽命的關鍵。對用途不同的模具,應根據其工作狀態、受力條件及被加工材料的性能、生產批量及生產率等因素綜合考慮,並對上述要求的各項性能有所側重,然後作出對鋼種及熱處理工藝的相應選擇。
當衝壓件的生產批量很大時,模具的工作零件凸模和凹模的材料應選取質量高、耐磨性好的模具鋼。對於模具的其它工藝結構部分和輔助結構部分的零件材料,也要相應地提高。在批量不大時,應適當放寬對材料性能的要求,以降低成本。
當被衝壓加工的材料較硬或變形抗力較大時,沖模的凸、凹模應選取耐磨性好、強度高的材料。拉深不鏽鋼時,可採用鋁青銅凹模,因為它具有較好的抗粘著性。而導柱導套則要求耐磨和較好的韌性,故多採用低碳鋼表面滲碳淬火。又如,碳素工具鋼的主要不足是淬透性差,在沖模零件斷面尺寸較大時,淬火後其中心硬度仍然較低,但是,在行程次數很大的壓床上工作時,由於它的耐衝擊性好反而成為優點。對於固定板、卸料板類零件,不但要有足夠的強度,而且要求在工作過程中變形小。另外,還可以採用冷處理和深冷處理、真空處理和表面強化的方法提高模具零件的性能。對於凸、凹模工作條件較差的冷擠壓模,應選取有足夠硬度、強度、韌性、耐磨性等綜合機械性能較好的模具鋼,同時應具有一定的紅硬性和熱疲勞強度等。
應考慮材料的冷熱加工性能和工廠現有條件。
注意採用微變形模具鋼,以減少機加工費用。
對特殊要求的模具,應開發套用具有專門性能的模具鋼
選擇模具材料要根據模具零件的使用條件來決定,做到在滿足主要條件的前提下,選用價格低廉的材料,降低成本。