我被要求再寫一系列關于沖壓模具設計和構造基礎的文章。隨著經驗豐富的模具制造商和工程師退休，許多公司一直在努力尋找和雇用具備基本金屬沖壓模具知識的人。我希望這一系列文章將有助于教育讀者設計和制造沖壓模具所需的所有關鍵步驟和過程。

沖壓模具通常是一種獨一無二的定制工具。與商店購買的物品不同，它沒有裝配、操作和維護說明。即使其中一個因素沒有正確處理，也可能導致災難性的模具和沖壓故障。

這個零件應該是沖壓工藝嗎？

在你開始考慮設計和制造模具所需的過程之前，你必須確定相關零件是否可以使用鈑金沖壓制造。許多零件具有傳統沖壓工藝無法滿足的尺寸和公差特性，因此必須使用替代方法進行制造，例如鑄造，然后按規定公差進行機械加工。

需要多年的經驗才能查看零件并確定是否可以沖壓。僅僅因為一個零件可以用沖壓制造并不意味著它應該.鈑金沖壓模具通常用于生產非常大的零件體積。對于較小的零件體積，有時使用較低成本的方法（如折彎折彎、焊接和加工）生產零件是有意義的。

工藝工程與模具設計

不要混淆模具設計師和工藝工程師。工藝工程師確定將平板金屬從坯料轉換為成品零件必須執行的工藝步驟。它可以采用單工位線模具或40工位級進模具。毫無疑問，這是決定沖壓操作成功與否的最重要步驟。如果制造零件的過程，即使是一次成型或切割操作，都不正確，模具和沖壓過程就會失敗。

模具設計師盡可能容易地確定執行這些過程步驟的機械方法。模具設計師決定工具鋼類型、模具幾何形狀和模具長度。經驗豐富的模具設計師通常也擔任工藝工程師，這意味著他們確定制造零件所需的步驟數量，以及設計執行工藝的機械方法。

零件幾何和材料

在確定制作零件所需的步驟之前，必須分析零件打印，仔細查看零件幾何圖形、指定公差以及材料類型和厚度。在決定制造工藝步驟和工具設計時，最后兩個因素至關重要。不要假設零件可以由指定的材料制成。只是因為它已經設計由某種金屬制成并不意味著它可以由那種材料制成。

為了對零件制造所需的工藝步驟做出良好的決策，工藝工程師和模具設計師必須了解零件材料對工藝和工具設計的影響。零件材料影響：

模具材料。

模具長度。

壓力機噸位。

潤滑劑類型和應用。

模具截面和部件的厚度和幾何形狀。

需要二次操作，如退火。

有數千種不同的黑色和有色金屬可供選擇，每種金屬都有自己的特點。從鈦到金的材料都可以沖壓。正如我告訴我的研討會與會者，要成功地處理、設計或排除鈑金故障，你必須首先“像金屬一樣思考”。例如，如果你像低碳拉拔優質鋼一樣思考，并試圖形成鋁，你可能會遇到問題。這并不意味著鋁是壞的；只是不同而已。

如果您正在處理需要大量拉伸或可拉伸性的零件，不要在數據不足的情況下嘗試。例如，不要只滿足于知道它是1018鋼。相反，應找出材料的抗拉強度和屈服強度、伸長率，并盡可能找出平均n值（應力應變曲線的陡度）和平均r值（特定長度應變值下的真寬度應變與真厚度應變的比值）。查明金屬是否有涂層或預涂層。如果它是有色金屬，找出它是全硬、極軟還是半硬。此外，如果要拉拔金屬，請查明它是否具有拉拔質量。

記住，雙相或TRIP相等特殊高級高強度鋼比低強度材料表現出更多的回彈。事先知道這一點，您可以添加額外的工作站來補償回彈問題。避免在不更換模具的情況下制造用于形成各種不同金屬的通用工具。

一個好的模具設計始于制作零件的堅實過程。大多數災難性的沖壓故障都是由于制造零件的工藝不當而非模具設計不當造成的。關鍵成型和切割步驟經常被遺漏。關鍵是在專注于制作模具之前，要具體計算如何制作零件。