钣金模具基础认识(一定要看)

冲压件模具设计、制作规范
1.模具大小分类：依据模具长度尺寸进行分类见
序号模具大小分类模具长度
1 小型≤300
2 中小型300～500
3 中型500～800
4 大中型 800～1200
5 大型≥1200
2.板材料厚分类
薄料：板材料厚≤1.0mm。

厚料：板材料厚≥1.2mm。

3.名词定义
冲模：通过加压将金属、非金属板材或型材分离、成型、接合而获得制件的工艺设备。

冲裁模：分离出所需形状与尺寸制件的冲模，包括落料模、冲孔模、修边模、切口模、切舌模、剖切模、整修模、精冲模、切断模。

落料模：分离出带封闭轮廓制件的冲裁模；
冲孔模：沿封闭轮廓分离废料而形成带孔制件的冲裁模；
修边模：切去制件边缘多余材料的冲裁模；
切口模：沿不封闭轮廓冲切出制件边缘切口的冲裁模；
切舌模：沿不封闭轮廓将部分板料切开并使其折弯的冲裁模；
剖切模：沿不封闭轮廓冲切分离出两个或多个制件的冲裁模；
整修模：沿制件被冲裁外缘或内孔修切掉少量材料，以提高制件尺寸精度和降低冲裁截面粗糙度值的冲裁模；
精冲模：使板料处于面向受压状态下的冲裁，可冲制出冲裁截面光洁、尺寸精度高的制件冲裁模；
切断模：将板料沿不封闭轮廓分离的冲裁模。

弯曲模：将制件弯曲成一定角度和形状的冲模，包括预弯模、卷边模、扭曲模。

预弯模：预先将坯料弯曲成一定形状的弯曲模；
卷边模：将制件边缘卷曲成接近封闭圆筒的冲模；
扭曲模：将制件扭转成一定角度和形状的冲模。

拉伸模：把制件拉压成空心体，或进一步改变空心体形状和尺寸的冲模；包括正拉伸模、反拉伸模、变薄拉伸模。

正拉伸模：完成与前次拉伸相同方向的再拉伸工序的拉伸模；
反拉伸模：把空心体制件内壁外翻的拉伸模；
变薄拉伸模：把空心体制件拉压成侧壁厚度更小的薄壁制件的拉伸模。

成形模：使板料产生局部塑性变形，按凸、凹模形状直接复制成型的冲模；包括胀形模、压筋模、翻边模、翻孔模、缩口模、扩口模、整形模、压印模。

胀形模：使空心制件内部在双向拉应力作用下产生塑性变形，以获得凸肚形制件的成形模；压筋模：在制件上压出凸包或筋的成形模；
翻边模：使制件的边缘翻起呈竖立或一定角度直边的成形模；
翻孔模：使制件的孔边缘翻起呈竖立或一定角度直边的成形模；
缩口模：使空心或管状制件端部径向尺寸缩小的成形模；
扩口模：使空心或管状制件端部径向尺寸扩大的成形模；
整形模：校正制件呈准确形状和尺寸的成形模；
压印模：在制件上压出各种花纹、文字和商标等印记的成形模。

复合模：压力机的一次行程中，同时完成两道或两道以上冲压工序的单工位冲模；包括正装复合模、倒装复合模。

正装复合模：凹模和凸模装在下模，凸凹模装在上模的复合模；
倒装复合模：凹模和凸模装在上模，凸凹模装在下模的复合模。

级进模（连续模）：压力机的一次行程中，在送料方向连续排列的多个工位上同时完成多道冲压工序的冲模。

单工序模：压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的冲模。

无导向模：上、下模之间不设导向装置的冲模。

导板模：上、下模之间由导板导向的冲模。

导柱模：上、下模之间由导柱、导套导向的冲模。

通用模：通过调整，在一定范围内可完成不同制件的同类冲压工序的冲模。

自动模：送料、取出制件及排除废料完全自动化的冲模。

组合冲模：通过模具零件的拆装组合，以完成不同冲压工序或冲制不同冲制的冲模。

传递模：多工序冲压中，借助机械手实现制件传递，以完成多工序冲压的成套冲模；
镶块模：工作主体或刃口由多个零件拼合而成的冲模。

柔性模：通过对各工位状态的控制，以生产多种规格制件的冲模。

多功能模：具有自动冲切、叠压、铆合、计数、分组、扭斜和安全保护等多种功能的冲模。

简易模：结构简单、制造周期短、成本低、适于小批量生产或试制生产的冲模；包括橡胶冲模、钢带模、低熔点合金模、锌基合金模、薄板模、夹板模。

橡胶冲模：用橡胶制成的简易模。

钢带模：用淬硬的钢带制成刃口，嵌入桦木层压板、低熔点合金或塑料中制成的模体的简易模。

锌基合金模：用锌合金制成的简易模。

薄板模：凹模、固定板和卸料板均采用薄钢板叠制成的简易模。

夹板模：将凸凹模置于两块相连的钢板上，借助两块钢板合拢是产生压力对配料进行冲裁的简易模具。

3.冲压工艺
1）冲裁
a）凸模及凹模应避免过长的悬臂与狭槽，其最小宽度要大于2倍的材料厚度，即b＞2t；否则要采用二次冲裁。

如（图6-1）
b）凸模及凹模的外形及内形转角处，应避免尖角，产品图上未作工艺圆角的，应以工艺圆角过渡，R≥0.5t（t为材料厚度）如（图6-2）。

c）冲孔凸模最小尺寸的一般要求大于1.3～1.5倍的材料厚度，否则冲孔凸模需加保护套。

冲孔凸模最小尺寸与孔的形状、材料机械性能和材料厚度有关。

如（图6-3/表6-1）
d）模具上的孔间距与孔边距受凹模强度的限制，其值不宜过小，宜取≥2t（t为材料壁厚）,并不得小于3mm～4mm。

必要时，当冲孔边缘与零件外形边缘平行时，最小距离应大于或等于1.5倍的材料厚度，即a≥1.5t；不平行时，最小距离应大于或等于1倍的材料厚度，即b≥1t。

否则要采用二次冲裁。

如（图6-4）
e）折弯件或拉深件冲孔时，其孔壁与工件直壁之间应保持一定的距离，防止冲针进入产品圆角部分，而受到水平推力，影响冲针寿命。

如（图6-5）
f）安排冲裁工艺须注意产品毛刺方向的要求，例如空调换热器边板，毛刺方向必须指向非装配面。

毛刺方向的不同要求其冲裁工艺就会完全不一样。

一般冲裁件允许的毛刺高度如(表6-2)：
g）冲裁间隙的取向原则
落料时凹模尺寸做成工件要求尺寸，凸模为凹模尺寸减去间隙值。

冲孔时凸模尺寸做成工件要求尺寸，凹模为凸模尺寸加上间隙值。

冲裁间隙的取值请见下方（表6-3）要求。

钢材的板厚t （mm）单边间隙C（mm）双边间隙2C
（mm）
C/t（％）
0.5 0.03 0.05 5 0.6 0.03 0.06 5 0.7 0.04 0.07 5 0.8 0.04 0.08 5 0.9 0.06 0.12 7
1.0 0.07 0.14 7
1.2 0.10 0.19 8
1.4 0.14 0.28 10
1.8 0.18 0.36 10
2.0 0.20 0.40 10
2.3 0.23 0.46 10
2.6 0.26 0.52 10
2.9 0.29 0.58 10
3.2 0.38 0.77 12
4.5 0.68 1.35 15
6.0 0.90 1.80 15
h）落料模的排样应充分考虑材料的利用率、条料的强度以及生产的便利性，列举常见排样方式如（图6-6）：
i）搭边值和边距值过小会降低模具寿命和影响制件的剪切表面质量，如（图6-7/表6-4）为最小搭边值和边是距值的经验取值：
2）弯曲
a）弯曲件的弯边长度不宜太小，过小时很难得到弯曲形状准确的制件，其值应为h＞2t。

如（图6-8）
b）如果设计需要弯曲件的直边高度h≤2t,，则首先要加大弯边高度，弯好后再冲裁到需要尺寸；或者在弯曲变形区内加工浅槽或工艺缺口后，再折弯。

如（图6-9）
c）弯曲凸模的圆角半径不宜过小如（表6-5），过小时弯曲件易产生裂缝和折断；一般取R≥0.5t（t为材料壁厚）。

否则制件采用大R弯曲后再进行整形。

材料
退火或正火冷作硬化
弯曲线位置
垂直于纤维平行于纤维垂直于纤维平行于纤维
08﹑10 15、20
25﹑30
35﹑40
45﹑50
55﹑60
65Mn﹑T7 Cr18Ni9
軟杜拉鋁
硬杜拉鋁
磷銅
半硬黃銅
軟黃銅
紫銅
鋁錠0.1t
0.1t
0.2t
0.3t
0.5t
0.7t
1t
1t
1t
2t
—
0.1t
0.1t
0.1t
0.1t
0.4t
0.5t
0.6t
0.8t
1.0t
1.3t
2t
2t
1.5t
3t
—
0.35t
0.35t
0.35t
0.35t
0.4t
0.5t
0.6t
0.8t
1.0t
1.3t
2t
3t
1.5t
3t
1t
0.5t
0.35t
1t
0.5t
0.8t
1t
1.2t
1.5t
1.7t
2t
3t
4t
2.5t
4t
3t
1.2t
0.8t
2t
1t
鎂合金加热到300～400℃冷弯
MB1 MB8
2t
1.5t
3t
2t
6t
5t
8t
6t
鈦合金BT1 BT5 1.5t
3t
2t
4t
3t
5t
4t
6t
鉬合金t≦2mm 加热到400～500℃冷弯
2t 3t 4t 5t
注: 表列数据用于弯曲中心角≧90∘﹑断面质量良好的情況。

d）弯曲线应避开制件尺寸突变的位置，以免被撕裂。

如必须在突变处弯曲时，应事先冲工艺孔或工艺槽。

如（图6-10）
e）弯曲件孔的位置应处于弯曲变形区外，避免先冲孔后弯曲时，孔会产生变形。

孔壁至弯边的距离t ＜2时，s≥r+t；t ≥2时，s≥r+2t。

如（图6-11）
否则应先弯曲后冲孔，或者采取如（图6-12）切口形式。

f）折反180º的拍平边的拍平边长度与材料的厚度有关。

如（图6-13）所示，一般拍平边最小长度L≥3.5t+R（t为材料厚度），R为拍平边前道工序的最小内折弯半径。

3）拉深
a）拉伸件底部与直壁之间的圆角半径应大于板厚，即r1≥t 。

为了使拉伸进行得更顺利，一般取r1=(3～5)t，最大圆角半径应小于或等于板厚的8倍，即r1≤8t。

b）拉伸件凸缘与壁之间的圆角半径应大于板厚的2倍，即r2≥2t，为了使拉伸进行得更顺利，一般取r2=(5～10)t，最大凸缘半径应小于或等于板厚的8倍，即r2≤8t。

如（图6-14）
c）圆形拉伸件的法兰边直径应取D1≥d+10t，以便在拉伸时压板压紧不致起皱。

如（图6-14）
d）矩形拉伸件相邻两壁间的圆角半径应取r3 ≥3t，为了减少拉伸次数应尽可能取r3 ≥H/5，以便一次拉出来。

（如图6-15）
f）圆形无凸缘拉伸件一次成形时，高度H和直径d之比应小于或等于0.4，即H/d ≤0.4。

如（图6-16）
4.成形
a）在板状金属零件上压筋，有助于增加结构刚性，加强筋结构及其尺寸选择。

如(表6-6)
b）打凸间距和凸边距的极限尺寸选取。

如（表6-7）
c）孔翻边型式较多，本规范只关注要加工螺纹的内孔翻边。

参考（图6-17/表6-8）
螺纹材料厚度
t
翻边内孔
D1
翻边外孔
d2
凸缘高度h 预冲孔直径
D0
凸缘圆角半径
R
M3 0.8
2.55
3.38 1.6 1.9 0.6 1
3.25 1.6 2.2
0.5
3.38 1.8 1.9
3.5 2 2
1.2
3.38 1.92 2
0.6
3.5 2.16 1.5
M4 0.6 3.1 4.2 2.1 1.3
0.5 0.8 3.2 4.6 2.2 1.6
1
3.35
4.46 2 2.3
1.2
4.35 1.92 2.7
0.6
4.5 2.16 2.3
4.65 2.4 1.5
1.5
4.46 2.4 2.5
0.75
4.65 2.7 1.8
M5 1.2
4.25
5.6 2.4 3 0.6 1.5
5.46 2.4 2.5
0.75
5.6 2.7 3
5.75 3
2.5
Q/AUX J05.02.002-2013
2 5.5
3 3.2 2.4
1 5.75 3.6 2.7
M6 1.5
5.1
7.0 3 3.6 0.75 2
6.7 3.2 4.2
1
7.0 3.6 3.6
7.3 4 2.5
实例：
顶盖板：拉伸→切边→冲孔→折边（翻边）→折四角→拍平面板：拉伸→切边冲孔→压型翻大孔→扩口折弯
Q/AUX J05.02.002-2013。