汽车冲压模具基本知识 - 行业资讯

第一章：模具通用知识

1、模具的概念和分类

模具是用各种压力机和装在压力机上的专用工具，通过压力把金属和非金属材料制成所需形状的零件或制品的专用工具。按模具结构形式可分为冲模、塑料模、锻模和压铸模。

2、模具的作用

采用模具生产具有高效、节材、成本低、保证质量等一系列优点，是当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压三要素。

3、冲压与冲模的概念

冲压是利用安装在压力机上的模具，对模具中的板料施加变形力，使板料在模具中产生变形或分离，从而获得具有一定形状、尺寸和精度的零件的一种加工方法。

冲模：是将材料批量加工成所需冲件的专用工具。

4、冲压加工的特点

优点：①冲压件的尺寸稳定、互换性好。

②利用模具加工，可获得用其他加工方法所难以加工或无法加工的形状复杂的零件。

③冲压加工材料利用率高，废料少。

④操作简单，易于实现机械化和自动化。

⑤大批量生产下成本较低。

⑥冲压材料可以是黑色金属、有色金属，还可以是非金属材料。

缺点：冲压加工时的噪声大和振动大，模具制造周期长、成本高。

5、汽车覆盖件冲压生产特点

①尺寸精度高：必须有很高的尺寸精度以保证焊装或组装时的准确性和互换性。

②形状精度高：与主模型一致。

③表面质量好：棱线清晰，曲线光滑，不允许有压伤。

④材料经过足够的塑性变形，刚性好。

6、如何评价模具的技术水平高低？

模具技术水平的高低，最终表现出在以下几个方面。

① 模具制造周期

模具的制造周期反映了模具生产技术水平和组织管理水平。在制造模具时，应设法缩短模具制造周期。目前，为了缩短模具周期，采用了计算机辅助设计模具的方法及数控机床加工技术。

② 模具寿命

模具寿命是指模具能够生产合格制品的耐用程度，一般以模具所生产的制件数量来表示。正确的使用、维护和保管模具对模具的寿命影响很大。提高模具寿命是一项综合性技术问题。目前，除了研究和正确选用模具使用的钢材提高模具寿命外，还应在模具结构、制造工艺方法、调试设备、热处理工艺、模具使用时的润滑条件、冷却方式及使用设备的精度和维护保养、坯料状况等方面加以改进和提高。

③ 模具精度

模具精度可分为零件所需的精度和发挥模具效能所需的精度。如面的平行度、垂直度、定位及导向配合等精度。其加工精度受到加工方法、加工设备自身精度的限制。通常所讲的模具精度主要指成形的凸、凹模尺寸精度和成形表面的表面质量。影响模具精度的因素有：模具的原始精度，模具的类型和结构，模具的磨损程度，模具的变形和模具的使用条件。

④ 模具制造成本

模具成本越低，表明模具技术水平提高。

⑤ 模具标准化程度

模具标准化是专业化生产的重要措施，也是系统解决提高劳动生产率，提高产品质量和改善劳动组织管理的重要措施。模具标准化的意义：a.提高使用性能和质量b.节约工时和原材料，缩短生产周期。c.现代化生产技术需要标准化。d.可有效降低成本，提高效益。

第二章：模具专业知识

一、汽车覆盖件模具分类

模具按冲压工序可分为：拉延模、修边模、翻边模、整形模等。

拉延模：拉延工序是利用专用模具将冲裁或剪裁后所得到的平板坯料，通过压力机压力在模具的作用下压制成开口空心件的一种冲压工艺方法。完成拉延工序的模具叫拉延模。

修边模：将拉延件的工艺补充部分和压料凸缘的多余料切除的模具。

翻边模：将半成品工件的一部分材料相对另一部分材料发生翻转的模具。

整形模：成形工序是指在冲压生产中，用各种不同性质的局部变形来改变坯料形状的各种工序。

二、模具操作规程

为确保冲压正常生产和安全正确使用模具，冲压工在工作中除要遵守公司的各项规章制度外，还要注意以下事项：

（一）、模具安装注意事项

1. 检查压床型号、模具号和工序号是否与模具安装卡相符。

2. 检查压床运转是否正常，检查气垫高度是否等高。

3. 按模具安装卡检查托杆长度和数量及位置是否符合要求。

4. 将压床台面和模具的上下底面擦拭干净，清除异物，确认无误后再安装。

5. 必须使用专用紧固螺栓和安装扳手。

6. 模具通过定位键或定位销正确安放在压力机移动工作台面上。

7. 模具开进压床后，滑块与上模安装面之间的高度应以安装尺能垂直放入为准，滑块开至下死点与上模安装面贴合后紧固上模，下模压板槽里放进螺栓用手拧紧即可；再将滑块升至上死点，拿掉存放限制器，并在上下模导向部位加润滑油和凸凹模之间加润滑剂，然后空运转三次以上，使上、下模具充分自动导正，确认无误后，将滑块落在下死点再将下模紧固。

（二）、模具安装后调整注意事项

1. 首先确认模具是否安装到位，然后再按操作规程进行操作。

2. 对于落料、修边冲孔类模具，调整时应注意在下死点观察限制器与上模的距离，只要能落下料、修下边和冲下孔即可，而不要再深调。

3. 对于拉延类和整形类模具，应注意闭合高度和压印标志是否到位，在调试过程中应进行微调。

（三）、模具生产中的注意事项

1. 必须保证板料清洁。

1. 必须将板料或工序件正确放进模具，使之定位准确。

2. 严禁落（压）双料。

3. 在冲压过程中要注意废料下落情况，并随时清除废料，废料盒中的废料在冲压200——400次时应清理一次。（具体数量根据不同模具确定）

4. 压床在工作过程中，严禁对放进模具里的坯料重新调整位置和对模具进行清理及润滑工作。

5. 拉延工序要防止不涂拉延油或涂油不到位；并不得将整张板料涂油，以免拉延油堵塞模具出气孔，造成零件出现坑包。

6. 每一工作行程后，应及时将零件从模具里取走，若发现零件上带，应立即停机检查。

7. 若发现制件有质量问题或模具有异常情况，应立即停止操作，并通知检查人员和有关技术人员，待问题解决后方可继续生产。

8. 严禁拆卸模具零件；严禁野蛮操作.

（四）、模具生产完毕注意事项

1. 将模具上的油污及铁屑擦拭干净，并清理模具里的废料，然后将废料滑板收拢。

2. 检查模具的技术状态和模具清洁度。

3. 将尾件放入模具里并放好存放限制器。

4. 合模、拆卸压紧螺栓，模具入库并按要求定置摆放。

5. 收好托杆和压板螺栓并入柜，以备下次使用。

三、模具安全注意事项

模具安全技术包括人身安全和设备与模具安全技术两个方面。前者是保护操作者的人身安全，也包括降低生产噪声。后者主要是保护设备和模具不受意外损伤，导致事故。

（一）、冲压操作工在工作中应注意的安全事项

为了安全起见，冲压操作工在工作中应注意以下事项：

1、工作前必须认真检查设备。防护设备应齐全完整，不得任意拆除防护设备。

2．做好交接班工作。开机前，应查看交班记录，了解上一班次设备的运行情况。如上一班次运转正常，则按设备操作规程经试车运转正常后方可正式开机。

3、认真检查压力机工作是否正常，如发现有操作失灵或重复冲击现象时，应立即停车检修，严禁设备带“病”运转。

4、操作前，必须准备好个人防护用品，工具准备齐全，机床周围清理整洁，毛坯材料摞放整齐平稳。

5、严禁在冲床的工作台面及模具上放置量具及其他物件。

6、压力机在工作过程中，严禁对冲模进行清理和润滑工作。

7、往设备放置坯料及从冲模中取出工件时，最好使用合适的工具。压力机开动后，严禁对放进冲模里的坯料重新调整位置。

8、滑块每次冲击后，操作者手应离开操纵按钮，以免从冲模中取工件时发生危险。

9、在擦净坯料和清理废料时，必须带上手套，以免伤手。

10、停止工作时，应立即停止电机的运转。

11、严格执行安全操作规程。

12、当设备、模具和其他有关装置发生故障时，必须停机检查。设备无人操作时，应切断电源。

13、两人或两人以上同时操作一台设备时，要分工明确，配合协调，避免动作失误。

14、严禁将设备操作选择开关放置到“连续”档。

15、作业期间，发生下列情况时应停机：

①滑块停点不准或停止后自动滑下。

②设备发生不正常的声响。

③冲压件出现不允许的毛刺或其他质量问题。

④冲压件或废料卡在模具内，模具工作面上有多个毛坯或废料未及时清除。

⑤控制装置失灵

⑥模具有异响或模具零件损坏以及有异物进入模具工作表面。

（二）在压床上检修模具注意事项

1、停止设备主电机，拔掉安全栓。

2、确认主电机是否停止。

3、确认主电机停止后，在模具安全区（模具的四个角上设定的150X150平面，）上沿对角支上两个安全栓。（冲二线设备需将安全棒先开进设备中再支安全栓）

4、将模具擦拭干净

5、检修模具时或清洁模具时应穿戴好劳保用品。

6、修理完后，需清理模具上的异物然后擦净模具。

7、从模具上取下安全栓，将安全栓插回原位。（冲压二线需在安全栓取出后将安全棒开出）

8、模具要经过试冲、调整，零件经确认合格后再交付使用。

（三）入库存放模具注意事项

1、入库模具应垛放在垫铁上，整齐有序，不得垛放在地坪上。

2、存放模具每垛不得超过2层，垛高不应超过2.3m，垛堆之间应有0.8m的通道。

3、多层堆放模具必须有刚性存放限制器，采用聚氨酯作为存放限制器的模具必须放在顶层。

四、模具的基本结构

（一）、拉延模的结构

拉延所用的模具一般是由凸模、凹模和压边圈三部分组成。它们的工作部位没有锋利的刃口，而是制成圆角。

拉延模按结构可分为单动拉延模和双动拉延模。

单动拉延模就是凹模是上模，压料圈和凸模是下模，利用压床气垫将力经过托杆传递给压料圈，从而使坯料拉深成型所使用的模具。

双动拉延模就是凹模是下模，压料圈和凸模是上模，利用双动压床的外滑块固定压料圈，内滑块固定凸模，从而使坯料拉深成型所使用的模具。

拉延凸模的工作表面和覆盖件的内表面是相同的。拉延凹模的工作表面和覆盖件的外表面是相同的。凸模、凹模和压边圈采用的是铸件材料，要减轻重量和保证足够的强度和刚度，铸件的非重要部分为空心结构，在影响强度和刚度的部位设加强筋。

上图：单动拉延模结构简图

上图：双动拉延模结构简图

（二）、修边冲孔模的结构

修边冲孔模主要由凸模、凹模、压料板等几部分组成。其凸、凹模是封闭轮廓的刃口。其中修边模包括垂直修边模，斜楔修边模和垂直斜楔修边模三种类型。其中垂直斜楔修边是指修边镶块一部分作垂直方向运动，另一部分作水平或倾斜方向运动。

（三）、翻边模的结构

翻边模一般由凸模、凹模、压料板、先行销、翻边抬料器几部分组成。凸模和凹模的工作部位没有锋利的刃口，而是制成圆角。翻边模有垂直翻边和斜楔翻边两种类型。

五、模具的组成及各部分的作用

冲模主要由工作零件、定位零件、压料卸料和顶料零件、导向零件、支持零件、紧固零件、缓冲零件七大部分组成。

（一）、工作零件

包括凸模、凹模、凸凹模。

其作用是：完成材料的分离，使之加工成形。

（二）、定位零件

包括挡料销、定位销、侧刃等零件。

其作用是：用来确定板料在冲模中的正确位置。

（三）、压料、卸料和顶料零件

压料、卸料与顶料零件包括冲裁模的卸料板、顶出器、拉伸模中的压边圈等。

其作用是：使工件从条料冲制分离后，由于材料有弹性回跳现象，工件会在凹模内难以取下来，使条料卡在凹模上，只有设法把工件或条料卸下来，才能保证冲压正常进行。

（四）、导向零件

包括导柱、导套、导板等零件。

其作用是：能正确保证上下模正确运动，不至于使上下模位置产生偏移。

（五）、支持零件

包括上下模板和凸凹模固定板等零件。

其作用是：起连接和固定工作零件，使之成为完整模具结构的作用。

（六）、紧固零件

包括内六角螺钉、卸料螺钉等零件。

其作用是：起联接和紧固各类零件成为一体。

（七）、缓冲零件

包括卸料弹簧及橡胶等。

其作用是：利用其弹力起到卸、退料作用的。

六、模具使用中的维护、保养要求

① 使用模具前，应认真检查模具是否完好，所使用的模具名称、编号和基本结构是否与工艺规程一致。有导向装置的模具，润滑是否良好。需清除模具表面油污、脏物并擦拭干净。

② 定期检查压力机，保证压力机精度和完好状态。

③ 按照安装程序将模具安装在指定的压力机上。无导向装置的模具，要正确调整间隙，并保证安装紧固可靠。

④ 冲压用毛坯表面要清洁、无污渍，并均匀涂抹润滑油。

⑤ 凸模和凹模刃口磨损后要及时刃磨，防止刃口磨损深度的迅速扩大，降低冲件质量和模具寿命。

⑥ 操作工所使用的操作工具，应用软金属制成，以防发生意外事故而损坏模具和冲压设备。

⑦ 运送模具要轻拿轻放，决不允许乱扔磕碰，以防损坏模具刃口及导向装置。超过50kg重量的大中型模具，应配有起重螺钉等设施，便于吊运。

⑧ 模具使用后，应清除废料及脏物，并在刃口和导向部位涂上润滑油，保持模具清洁而不致生锈。

⑨ 修理模具应及时修复，并经检验、试冲合格后入库，保证库存模具的完好状态。

⑩ 建立完善的模具保管、使用的管理制度，建立冲压生产中模具使用的正常程序。

七、模具的工作原理

（一）、拉延模工作原理

拉延模一般由凸模、凹模、压边圈三部分构成。它们的工作部位没有锋利的刃口，而是制成圆角。在拉延开始时，平板坯料同时受凸模压力和压边圈压力作用，而压边圈将坯料紧紧压紧，以防位置偏移，控制材料流动。坯料受至凸模向下压力的作用，随凸模进入凹模。最后将坯料拉深成所要求的开口空心状零件。拉延过程是由于坯料受力所引起的金属内部相互作用，使金属内每一小单元之间都产生内应力。在内应力的作用下，发生了应力改变而使材料产生塑料变形，使得材料不断地被拉入凹模内，最后形成筒形开口空心件。

（二）、修边冲孔模工作原理

由凸模和凹模组成的冲模，分别安装在压力机滑块和工作台上。凸模与凹模组成一对上下刃口。冲裁时，将板料放在凸模和凹模之间，当开动压力机后，凸模随压力机滑块下降并给板料压力，使板料发生塑性变形。等凸模继续下降，板料在凸、凹模形成的刃口作用下分离，从而完成冲裁工作。当压力机滑块回升后，将板料再放进凸凹模之间，等待第二次冲裁。依此往复下去，完成冲裁的批量工作。

在冲裁时，板料分离过程可分为三个阶段：

第一阶段：弹性变形阶段。

第二阶段；塑性变形阶段。

第三阶段：开裂阶段。

（三）、弯曲模工作原理

将凸模安装在压力机滑块上，凹模安装在工作台上。平板放至凹模上，凸模在压力机滑块作用下，逐渐下滑并给板料施加压力。在凸、凹模作用下，板料受弯矩的作用，首先发生弹性变形。随着凸模继续下压，弯曲变形过程由弹性变形逐渐过渡到塑性变形。在塑性变形的开始阶段，板料是自由弯曲。在凸模作用下，板料与凹模形状表面逐渐靠近，板料曲率半径由r0变为r1，弯曲力臂长L0变为L1。凸模继续下压，板料弯曲变形区进一步减小，直到与凸模三点接触，此时曲率半径减小成r2。在最终变形阶段，凸、凹模对弯曲件进行校正，使弯曲件与凸、凹模全部接触，从而获得所需要的弯曲形状。弯曲主要经历弹性变形、塑性变形两个阶段。材料在受压情况下，使其平板料按凸、凹模的形状发生塑性变形后，弯曲成所要求形状的零件。

八、模具异常处置方法

模具异常的原因	分类	具体表现	采取措施
冲模零件的自然磨损	冲裁凸模和凹模的磨损	冲压件有毛刺	1、选用合理的凸凹模间隙，并使其均匀。2、冲裁零件结构避免出现锐角、清角等易磨损的形状。 3、凸、凹模刃口部分润滑4、冲压材料性能符合设计、工艺要求，厚度均匀，表面无锈斑、杂质、污渍并擦拭干净
	成形模具工作零件的磨损	模具圆角处和凸凹模表面被拉毛、拉伤	1、蹭光模具2、修复模具磨损处
	模具非工作零件的磨损	模具导向运动部位的磨损	1、调整导向精度2、更换导向零件
冲模零件的非正常损坏	操作不当引起的损坏	1、双料、多料冲压或未及时清理废料产生啃刃、崩刃或凹模涨裂损坏。2、半成品件定位偏斜造成局部重料冲压3、半成品件、冲压材料或废料误入导向部分使导向零件涨裂或表面严重破损4、送料取件工具未及时撤出操作区，造成工作零件或导向零件破裂损坏	1、禁止双料、多料冲压并及时清废料2、调整定位，保证定位不偏斜。3、严禁将冲压材料及废料放入导向部位4、生产时及时将送取料工具撤出操作区
	安装不正确造成的损坏	1、上下模安装紧固方法不合理，冲压时模具移位。2、模具闭合高度调整不合理，将下模限制器墩粗或将下模涨裂3、打料机构调整不合理，刚性打料时顶杆调节过低，将顶件器损坏	1、上下模安装紧固方法按操作规程操作2、合理调整模具闭合高度3、合理调整打料机构
	模具制造和装配不合理造成的损坏	1、凹模下出料漏料孔有台阶、排料不畅、积料过多使凹模涨裂2、小尺寸凹模型孔有倒锥度，废料无法排出使凹模受挤压而涨裂3、顶料机构的顶料空间尺寸不合理，影响模具工作行程，使凹模或凸模损坏4、零件有热处理裂纹或硬度过高或过低等缺陷5、送料机构、定位零件调整不合理，使送料不稳定或制件重叠，将凹模涨裂	1、修理凹模，保证凹模出料漏料孔无台阶，排料顺畅2、修理凹模，保证凹模孔无倒锥3、更改模具结构，保证顶料机构的顶料空间4、更换有热处理缺陷的零件5、修理送料机构，合理调整定位，避免送料不稳定及制件重叠状况
	冲压材料使用不当造成的损坏	1、材料力学性能超出过大或用错材料2、材料厚度超差过大或使用厚材料，使凹模涨裂	1、选用力学性能合理的材料2、检查材料厚度，避免用厚度超差的材料

九．模具生产中的质量控制

①严格按工艺要求操作，在保证质量的基础上提高效率。

②操作前要对设备、模具和板料进行检查，积极排除影响质量的隐患。

③生产中做到首件和中间检查，并在工序间互检。

④上、下序及时交流质量状况，做好产品质量交接工作。

⑤检查发现问题后，及时与有关部门共同分析原因，避免发生废品及质量事故。