金属端子连续冲模之设计

金属端子连续冲模之设计
模具工業可稱之為「工業產品之母」，因為除了傳統工業產品需借助「模具」，才能
快速、精確、或自動的生產外，目前的高科技產品也不例外。台灣的模具工業緣起於民
國七十年代，並在我國出口導向之產業經濟主導之下，於七十五年產值已躍登世界第五
位，但隨後因東南亞、大陸等地的競爭，及我國高科技產品亦開始萌芽，為因應需求與
面對競爭，模具除了被要求高精度、高可靠度、高壽命之外，更被要求快速交貨；這些
要求使得大多數規模小、人力不足、資源有限的模具業者面臨最嚴苛的挑戰。
連續沖模（Progressive dies）是一種模具結構名稱，基本上可解釋為：沖壓零件無
法由沖孔、彎形或引伸模等，其中任一種沖壓模具在一次沖壓過程中完成成品，而必須
由多套模具或多套工程來完成沖壓時，將這多道工程，或多套模具所應具備的各種結構
零件設計在同一道模具內，使這套模具在連續沖壓過程中，完成該成品謂之。連續沖模
可定義為：將兩套以上的單獨工程沖壓模具，以數學的方法計算依序排列，並配合自動
化設計，使各單獨工程合而為連續且整體的模具結構。
而模具一方面在高壓下連續使用，溫度劇烈上昇，另一方面又受很大的衝擊與摩擦，
因此沖床使用之模具材料，也占極重因素，應具備的條件有以下幾點：
﹝1﹞
﹝1﹞ 耐磨耗性高
﹝6﹞硬度大
﹝2﹞
﹝2﹞ 韌性(耐沖擊性)大
﹝7﹞脫碳少
﹝3﹞
﹝3﹞ 經熱處理變形小
﹝8﹞價格低
﹝4﹞
﹝4﹞ 淬火性良好
﹝9﹞熱處理簡單
﹝5﹞
﹝5﹞ 切削性良好
所以連續沖模應考慮好各種因素，才能設計出一副經濟又實用的良好模子，也很適
合大量生產，所以探討的比較深入，且希望能夠更了解到加工程序之佈置與發展趨勢。

一、前言
以往由於模具構造較簡易，模具工廠大多依據資深人員所繪製之草圖來加工模具零
件，有關模具設計、構想模具結構細節及模具組裝程序皆無完整的圖面資料和作業說明，
委外加工或自行加工有問題時，幾乎完全依賴資深人員或老師傅以口頭方式加以說明。
而連續模具之採用原則有適應大量生產之需求、工程安排比較容易、具有經濟性、緩和
引伸加工材料的加工硬化和具有操作安全性；連續沖模的使用限制有產品數量的考慮、
產品形狀的限制、不適於製造精度公差較高之製品、不適於製造會產生殘留應變之製品、
指定毛頭方向之製品有時無法加工和成品材質及適用壓床之限制。且目前沖壓模具之構
造傾向複雜化，一副模具所包含的模具元件種類和數目亦很多，假使依照舊有方式進行
模具之加工及組裝，不僅在零件及組裝方面會產生嚴重的問題，而且在往後之模具維護
及保養上將因缺乏正確的圖面資料以供基準而陷入動彈不得之因境。亦即沖壓模具設計
圖之要求完整性將是模具工廠的必要作業。
一般工廠用 AUTO CAD，但我們使用 Pro/ENGINEER 軟體來繪製我們的模具圖，
因為 Pro/ENGINEER 軟體由一個圖檔儲存一個零件，而最後可叫出全部的檔案，將其
組成組合圖，較其它軟體使用上方便。
Pro/ENGINEER 對 於 傳 統 機 械 設 計 工 作 來 說 無 疑 有 相 當 大 的 助 益 ， 因 為
Pro/ENGINEER 中的參數不只代表設計物件的外觀相關尺寸，並代表具有物理意義之參
數，這些參數式設計的功能不但改便變了設計的觀念並且將設計的便利性推進一大步。
Pro/ENGINEER 參數式設計之特性有以下兩點：
1、 1、 3D 實體模型
3D 實體模型除了可以將使用者的設計概念以最真實的模型在電腦上呈現出來，也因
為系統預設參數，使用者可隨時計算出產品之體積、面積等，用以了解產品之真實性，
並補足傳統面架構、線架構之不足。使用者在產品設計的過程中，可以把握以上重點，
設計物理參數，並減少許多人為計算時間。
2、單一資料庫
Pro/ENGINEER 可隨時由 3D 實體模型產生 2D 工程圖，而且自動標示工程圖尺寸，
不論在 3D 或 2D 圖形上作尺寸修正時，其相關之 2D 圖形或 3D 實體模型均自動修改，
同時組立、製造等相關設計也會自動修改，如此可確保資料之正確性，並避免反覆修正
之耗時性，由於採單一資料庫，提供了所謂雙向關連性的功能，此種功能正也符合了現
代產業中所謂的同步工程觀念。

二、設計原理
2-1 關於 Pro/ENGINEER
Pro/ENGINEER 最大的特點在於它採用單一資料庫的設計，且是一種相關性的軟