第一章：什么是五金冲压模具？

金属冲压模具是一种冷成型工艺，首先从金属条（称为坯料或工具钢）开始。通过使用一个或多个模具，该方法对金属进行切割和塑形，以获得所需的板材或型材形状。施加在坯料上的力会改变其几何形状，产生应力，使工件适合弯曲或成型为复杂的形状。通过这种方法生产的冲压件尺寸差异很大，从极小到极大，具体取决于具体应用。

金属冲压模具，也称为压制模具，涵盖冲孔、落料、穿孔、压印等多种工艺。精准的设计对于确保每个冲头都能达到最佳质量至关重要。

模压冲压中使用的模具是专门为生产特定设计而定制的工具，其用途广泛，从简单的日常用品到复杂的计算机组件，应有尽有。它们可以设计用于单一功能的操作，也可以作为分阶段执行的一系列连续功能的一部分。金属冲压模具有四种类型：单冲模、级进模、复合模和传递模。

当开始设计冲压模具时，请注意以下钢材和材料：

如果冲压材料硬度较高，比如不锈钢，那么冲压模具就需要采用耐磨性好的钢材，比如Cr12MoV。

1.2 对于软材料，例如铝等冲压件，对冲压模具的耐磨性要求略低，但要考虑材料的粘性，避免材料粘在模具上。可以选择抗粘性能好的模具钢。

对于工作过程中承受较大冲击载荷的模具，例如大型汽车覆盖件的冲压模具，材料必须具有较高的韧性，可以选择SKD11之类的钢材。

如果模具工作环境有腐蚀风险，比如在潮湿的环境中工作，则应选择耐腐蚀性能好的模具钢，比如不锈钢。

对于小批量，可以适当降低模具材料的性能要求，选用45钢等价格较低的材料，并进行适当的热处理，以提高性能。

对于大批量生产，应选择高性能、高耐磨、高寿命的模具钢。大批量生产的冲压模具可选用硬质合金等材料。

高精度模具要求材料变形较小，如CrWMn钢淬火变形较小，适合制造高精度冲压模具。

在满足性能要求的前提下，综合考虑模具钢材价格、加工成本等，如有些新型模具钢材性能良好，但价格较高，必须权衡成本与效益。

单冲模由一个凹模和一个凸模或多个凹模和多个凸模组成。由于其结构和功能是固定的，并且是为特定工艺设计的，因此每个凸模仅完成一次冲孔或一种形状的成型。单冲模是金属制造的，不能应用于其他工艺。通常用于小规模或中规模生产，特别是冲孔位置或形状需要经常改变的情况。它可以在生产过程中灵活调整和更换，单冲模成本较低。适用于小批量、工艺相对简单的金属冲压生产。

首先，将待冲压的金属板放置在单冲模的工作区域内。工件经常被夹紧，以确保冲压过程中的稳定性。单冲模的冲头下降，对金属工件施加冲击力，形成所需的孔或形状。冲击完成后，冲头将被抬离工件，为下一次冲压做准备。然后手动取出工件，重复上述操作。

2.1 生产速度更快——可以通过多个模具进行多次切割。

2.2 毛坯定位——毛坯的装载和重新定位十分便捷。只需轻轻一推，即可轻松旋转、翻转和移动。

2.3 复杂几何形状——无需特殊计算或调整即可生成复杂几何形状。

2.4 模具处理——模具更轻，处理成本更低。

2.5 工具——工具更小，更方便使用。

级进模，又称连续模或模具，是一种在一次冲压行程中利用条状冲压原材料，在一组模具上利用几个不同的工位同时完成多道冲压工序的冷冲压模具。模具的每道冲压工序完成后，料带按固定的距离移动，在连续模具中逐渐形成冲裁件。连续成形是一种工序集中的工艺方法，很容易进行修边、切口、开槽、冲孔、塑性变形、落料等工序。这些工序都在一副模具上完成。

级进模可以在一次进料中完成多个工序。以下是级进模的典型工作流程：

（1）金属板材或带材以卷筒形式送入级进模。送料系统对金属材料进行引导，保证其在模具中的准确定位。

（2）系统引导金属带进入模具，夹紧系统保证金属带在整个冲压过程中保持稳定，导向系统确保金属带准确定位。

（3）第一道工序冲压：在级进模的第一道工序中，金属板带经过第一个凸模和凹模，完成第一道冲压工序，可以是冲孔、切割或成形等。

（4）金属带通过移动系统将完成第一道工序的工件引导到下一工序的位置。

（5）第二道工序冲压：在第二道工序中，金属带材再次经过另一组凸模和凹模，完成第二道工序。该过程在整个模具中重复进行，每次操作都在一条连续的金属带材上完成。

（6）继续操作，直到工件通过所有设计的工序。

（7）卸料：完成所有工序后，将工件从模具中取出，以进行下一步操作，如装配或后续加工。

3.1 级进模非常适合生产具有重复形状和统一特征的简单到中等复杂的零件。

3.2 它们能够高效地连续送料，并且只需极少的操作员干预。

3.3 级进模非常适合具有一致零件设计的长期生产。

3.4 模具中的每个工位负责在带材前进时执行特定的操作，例如切割、弯曲、冲孔或成型。

复合模是在模具的同一工位上同时完成内孔和外形工序的冲压模具（可在一次行程中同时进行多个冲压操作）。一次冲压可完成多个工序，包括多个冲孔或多个形状的整形。多工序设计在一定程度上结合了单冲模和级进模的优点。

复合模具适用于多种金属冲压操作。当金属冲压件需要冲压多个特征，且这些操作可以独立进行时，可以使用复合模具。复合模具可在压力机的每次冲压过程中提供多个金属冲压特征。此外，复合模具还能提供卓越的零件平整度。

4.1 效率 - 复合模具只需一次冲程即可切割复杂零件，无需使用多个模具。

4.2 成本效益-复合模冲压可快速制造零件，节省时间和金钱。

4.3 速度-复合模冲压可在几秒钟内生产出零件，一小时内可生产超过 1000 个零件。

4.4 重复性-在复合模冲压中使用单个模具可确保每个零件具有相同的尺寸和配置。

通过自动或手动装置将待加工的原材料放到指定位置。当上模在压力机滑块作用下下降时，上模内的卸料器和冲孔凸模首先接触带料并继续加压，然后凸模和凹模的外缘作用在上模和凸模上并产生凹凸。模具内孔同时落料和冲孔，使制件与带料分离。

原材料经复合模具冲压后直接成型。

传递模冲压类似于级进模，但零件通过机械传送系统从一个工位传送到另一个工位。主要用于必须将零件从料带上取下，以便在自由状态下进行操作的情况。传递模可以是单个模具，也可以是多个模具或机器排列成一排，形成生产线。通常用于生产更复杂的零件，每个工位可以执行不同的操作，例如冲孔、折弯、拉伸等。

5.1 传递模具适用于需要多次操作和精确定位的复杂零件。

5.2 他们能够生产公差严格的复杂零件。

5.3 传递模具因其效率和自动化能力而经常用于大批量生产。

5.4 工件在各个工位之间移动，每个工位可执行切割、弯曲、冲孔或压印等操作。

传递模冲压采用传动装置传送工件。每个工位冲压完成后，工件通过机械或手动方式移动到下一个工位进行冲压加工。传递模冲压系统可以由多个单独的模具或一系列模具组成。

一般冲压原材料常用的是钢、铝、铜、不锈钢、黄铜等。

6.1单冲模简单、灵活，但速度较慢。

6.2 级进模冲压可以快速、经济、重复性高地制造具有复杂几何形状的零件。

6.3 复合模冲压由于一次成形，适用于结构比较简单的零件。

6.4 传递模适用于一次行程内需完成多个工序的场合。

维护

每次使用后或定期清除模具上的金属碎屑、碎屑和润滑剂残留物。使用刷子、吹风机或清洁剂（适用于模具材料）保持模具表面清洁。例如，在汽车零部件的大批量冲压生产中，模具可能需要每天清洁。

定期涂抹合适的润滑剂，以减少模具活动部件之间的摩擦。高品质的冲压油或润滑脂可以防止磨损和过热。润滑频率取决于冲压速度和负载；对于中等强度使用的模具，可能需要每周润滑一次。

定期检查是否有磨损迹象，例如冲头和模具上的磨损痕迹、裂纹或变形。使用目视检查、放大镜或磁粉探伤等非破坏性检测方法。例如，每隔几千个冲压循环检查一次落料模具的切削刃是否有钝化迹象。

磨锐或更换冲头和模具

如果冲头和模具的切削刃变钝，可以进行磨锐以恢复其切削能力。如果磨损严重，则需要更换磨损的部件。例如，用于穿孔的冲头在使用一定次数后可能需要进行磨锐，以保持孔边缘的清洁。

对于模具主体上的小裂纹或损坏区域，焊接是一种可行的修复方案。然而，关键在于使用适合模具材料的焊接工艺和填充材料，以确保修复区域具有与原始材料相似的性能。焊接后，修复部件通常需要进行热处理和机械加工以恢复其形状和尺寸。

如果冲压过程中模具组件因振动或冲击而错位，则需要进行调整。这可能需要使用垫片或精密调整机构来重新对准冲头和模具。例如，在级进冲压模具中，错位会导致零件成型不准确，而重新对准工位可以纠正此问题。

金属冲压模具是制造过程中使用的专用工具，用于将金属板材切割、成型或制成所需的特定形状和部件。

- 通常由多个部件组成，例如模具组（包括上模和下模）、冲头和模腔。冲头用于施加力，使金属变形或切割。

- 根据其执行的操作，冲压模具可分为 4 种类型，例如用于从较大板材上切割出形状的落料模具、用于创建孔的穿孔模具和用于折叠金属的弯曲模具。

- 模具由工具钢等材料制成，可以承受冲压过程中的高压和反复冲击。

- 设计和制造的精度至关重要，因为它决定了冲压件的精度和质量。冲压件在工业生产环境中发挥着高效批量生产金属部件的关键作用，因此需要妥善维护，以确保其性能稳定、使用寿命长。