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轉(zhuǎn)發(fā)自：沖模技術(shù)

作者：張云亮1，張澤浩2

l.深圳市福沃德模具有限公司（廣東深圳518000）

2 ·深圳市基石模具科技有限公司（廣東深圳518000）

〖摘要〗在沖壓模可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，分析了沖壓模的特點以及存在的問題，探討了沖壓模模塊化創(chuàng)新的可能性，提出了一種具有互換性、通用性和可持續(xù)性的模具壓卸料裝置一模具平臺。

模具平臺的創(chuàng)新與應(yīng)用可以降低沖壓模的制造成本和生產(chǎn)成本，縮短制模周期，提升模具的可靠性與安全性以及實現(xiàn)低碳環(huán)保的目的等。

關(guān)鍵詞：壓卸料功能；模塊化；模具平臺；成本；效率中圖分類號：TG385，2 文獻標識碼2B

Die Platform of Stamping Die Modular Innovation

（Abstract〗This paper on the basis of the sustainable development of stamping die, stamping die are analyzed and the characteristics Of existing problems, and probes into the possibility Of stamping die modular innovation, this paper proposes a interchangeable, versatility and sustainability Of die mold pressure discharging device一die platform.Innovation and application of die platform can reduce the stamping die manufacturing cost and production cost, shorten the die cycle, improve the reliability and security Of the die, and achieve the goal of low carbon enuronmental protection, etc.

Key words: pressure unloading function, modular; die platform cost; efficiency

1引言

隨著人們對物質(zhì)生活水平需求的不斷提高和社會科技的進步，產(chǎn)品的升級換代越發(fā)頻繁，相關(guān)企業(yè)為了在激烈的市場競爭中搶得先機，不斷追求縮短新產(chǎn)品的開發(fā)周期。

許多機電產(chǎn)品單個機種的生產(chǎn)壽命已從20世紀80、90年代的百萬臺以上，如CD機、 VCD機、DVD機和電視機等家電產(chǎn)品，降低到現(xiàn)在的幾萬臺甚至幾千臺，相應(yīng)地制造產(chǎn)品的模具也會頻繁更新?lián)Q代。

新產(chǎn)品量產(chǎn)導(dǎo)人周期(leadtime）也由以前的3、6個月縮短至現(xiàn)在的1、2個月。

按照國際慣例，停止生產(chǎn)的機電產(chǎn)品，其模具需要妥善保存5、7年，以備偶爾生產(chǎn)少量維修配件之需，因此，除了模具廢棄數(shù)量逐年增加以外，近十多年來相關(guān)工廠儲存了大量已停產(chǎn)的模具。

由于缺少互換性通用模塊，模具廢棄則意味著模具整體廢棄，而模具的許多功能性元件和模塊仍處于較完好狀態(tài)，造成資源浪費十分嚴重。

伴隨著全球范圍低碳經(jīng)濟和節(jié)能環(huán)保的要求日趨強烈，模具行業(yè)面臨著可持續(xù)發(fā)展的需求

因此，模塊化創(chuàng)新是沖壓?？沙掷m(xù)發(fā)展創(chuàng)新體系的重要創(chuàng)新路徑。

“模具模塊化就是將模具從功能、易損更換和可重復(fù)使用等方面對模具進行拆分和組合，具有提高模具制造效率、便于模具維護、節(jié)省模具材料和降低模具成本等優(yōu)占"

本文討論沖壓模模塊化創(chuàng)新之模具平臺 種模塊化、具有互換性、通用性和可持續(xù)性的模具壓卸料裝置。

2沖壓模的特點及存在問題分析

沖壓加工一般是在常溫下，利用壓力機的壓力，通過沖壓模對各種不同規(guī)格尺寸的材料進行沖裁和成形加工，制成所需要尺寸和形狀的制件。

沖壓模一般山凸凹模、壓（卸）料板、墊板、固定板、模座、墊鐵、導(dǎo)柱及壓卸料功能元件等構(gòu)成。

模具的壓卸料功能通常由壓（卸）料板以及模具中的彈性或壓力元件來實現(xiàn)，其作用是在沖壓作業(yè)開始時將模具中的材料壓住，使材料在模具里保持一個正確和相同的位置，并且在沖壓作業(yè)過程中提供足夠大的壓料力和卸料力，最終使沖裁、成形等加工作業(yè)能順利、穩(wěn)定的進行，因此模具的壓卸料功能是沖壓模至關(guān)重要、并且必不可少的功能模塊。

沖壓模的特點，即模具“一模一樣"，沖壓制件不同則模具不同；各功能元件均為一對一配置，模具需要根據(jù)加工制件大小、沖壓力載荷以及沖床的規(guī)格等條件來進行設(shè)計。

沖壓模的壓卸料功能元件通常置于模具里，這使得模具需要做到具有足夠的厚度；少量彎曲模具外掛于下模座外，均為一對一配置，不具備互換功能。

目前常用的壓卸料功能元件都是彈性元件，如優(yōu)力膠、橡膠、金屬彈簧和氮氣彈簧等，其中優(yōu)力膠、橡膠和金屬彈簧的特點在于初始壓力為零，壓力大小與壓縮量成正比，為了獲得使用時的初始壓力必須預(yù)壓彈簧長度5％％的壓縮量

由于每種彈性元件的壓縮量是一定的，如沖壓模中常用的重載荷彈簧SWB （日本MISUMI公司彈簧編號）類的有效壓縮量是彈簧長度的20％，這就意味著SWB彈簧的使用壓縮量大約是其長度的12％、巧％，而沖壓模的使用壓縮量通常不少于7mm，因此沖壓模使用的SWB彈簧長度通常大于50mm；氮氣彈簧是預(yù)置壓縮氮氣的單活塞桿氣壓缸，其優(yōu)點在于初始壓力較大，但其長度通常大于

80mmo這些壓卸料功能元件置于模具的上下模里，模具需要設(shè)計達到一定厚度才能實現(xiàn)，其結(jié)果模具不僅顯得笨重，而且浪費大量優(yōu)質(zhì)鋼材。

在這樣的背景之下，對模具企業(yè)而言，如何在保證模具質(zhì)量的前提下降低模具的成本將會是一個挑戰(zhàn)。

再者，現(xiàn)在許多的產(chǎn)品開發(fā)周期進一步縮短，尤其以時尚電子產(chǎn)品為代表，模具企業(yè)將面臨如何提升效率以縮短模具的設(shè)計和制造周期；第三，提高模具的可靠性、穩(wěn)定性和安全性，避免模具時常不卸料、制件尺寸波動大、模具損壞以及人員工傷事故等情況的發(fā)生。

提高沖壓制件精度和質(zhì)量穩(wěn)定性及提高模具安全性的有效方法是使模具擁有足夠大的壓（卸）料力。增加彈簧長度和增大預(yù)壓力只能部分增大模具的壓（卸）料力，并且使模具厚度相應(yīng)增加，提高了模具成本。

氣墊（氣缸）的出現(xiàn)和應(yīng)用解決了提高下模壓（卸）料力不足的問題（這類模具通常是向上彎曲模），但它解決不了上模壓（卸）料力不足的問題（這類模具通常是沖裁模和向下彎曲模）。

氮氣彈簧的出現(xiàn)和應(yīng)用提高了模具的壓（卸）料力，但其缺點是使模具厚度進一步增加，并且加上其本身價格昂貴，經(jīng)濟性差，使得模具成本進一步提高。

綜上所述，沖壓模亟待解決的問題有降低模具成本，縮短制模周期，提高模具的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，以及如何充分利用模具的功能性元件等。

3沖壓模壓卸料功能模塊化創(chuàng)新

沖壓模的模塊化創(chuàng)新需考慮通用性、功能性、獨立性、互換性、安全性、經(jīng)濟性和可持續(xù)性等幾個方面的因素。

沖壓模的壓卸料功能符合這些特征，因此可以實施模塊化創(chuàng)新。

通過模具結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，對沖壓模進行系統(tǒng)重構(gòu)。把現(xiàn)有沖壓模結(jié)構(gòu)進行模塊化拆分，變?yōu)?ldquo;通用標準化組件" + “一模一樣"結(jié)構(gòu)，使“一模一樣"這部分的結(jié)構(gòu)簡化。

模具中提供壓（卸）料功能的彈性或壓力元件一般有彈簧、優(yōu)力膠或氮氣彈簧等。

通常情況下，壓力元件是每個模具的組成部分，且每個模具使用的壓力元件類型、數(shù)量都不相同。

將現(xiàn)有沖壓模的壓（卸）料功能元件和墊鐵配高部分分離出來，組成為一種具有互換性的、通用獨立的和可持續(xù)性的外置式?jīng)_壓模 “通用標準化組件"，將其命名為“模具平臺 

如圖1所示，模具平臺主要由底座、卸料板、支撐柱、彈性或壓力元件（彈簧或氮氣彈簧）等部分組成。底座加工有U型安裝槽，用于和沖床滑塊（當(dāng)模具平臺在上模使用時）或工作臺（當(dāng)模具平臺在下模使用時）連接。

模具平臺與模具連接有兩種方式：一是通過模具平臺內(nèi)置的螺栓，鎖到模具模座上相應(yīng)的螺孔內(nèi)，如圖2所示，該方式模具平臺通常用于上模；二是通過模具平臺兩側(cè)的T型槽，用T型螺栓螺母將模具和模具平臺連接起來，如圖3所示，該方式模具平臺通常用于下模。

與傳統(tǒng)的模具中壓卸料功能相比，沒有了模具里空間和厚度的限制，更多的彈性和壓力元件可以被放置在模具平臺內(nèi)以增大壓（卸）料力，可以從根本上解決上?；蛳履海ㄐ叮┝狭Σ蛔愕膯栴}。

圖1模具平臺結(jié)構(gòu)

圖2 模具平臺用于上模時

圖3 模具平臺用于下模時

在模具平臺的基礎(chǔ)上，沖壓模系統(tǒng)將創(chuàng)新為“模具平臺" +“新沖壓模"。新沖壓模里不再設(shè)置壓卸料功能元件，模具的壓卸料功能由模具的卸料板和模具平臺的卸料板之間的傳力頂桿完成模具哪里需要壓（卸）料力就在哪里設(shè)置一個傳力頂桿

4模具平臺的作用（1）降低模具成本

在模具平臺的基礎(chǔ)上，沖壓模的結(jié)構(gòu)被簡化，降低了模具的制造成本和儲存成本 模具中無需再設(shè)置壓卸料功能元件以及配高墊板；上模座（當(dāng)模具平臺在上模使用時）或下模座（當(dāng)模具平臺在下模使用時）的厚度將減小30％、50％；模具平臺可以替代上

（下）模墊鐵；減輕了模具的重量 總體預(yù)估降低模具成本20％、40％。

（2）降低沖壓生產(chǎn)成本 在模具對金屬材料進行沖壓加工的過程中，金屬材料會發(fā)生分離、移動、扭曲和塑性變形等一系列復(fù)雜的變化，為了保證制件的尺寸和形狀的穩(wěn)定，需要足夠大的壓（卸）料力。

模具從沖壓開始到?jīng)_壓結(jié)束過程中，壓（卸）料力足夠大且變化幅度盡可能小，尤其是在模具開始沖壓時保持足夠大的壓（卸）料力，對于模具穩(wěn)定生產(chǎn)非常重要精密沖壓制件要求的尺寸精度都很高，沖壓生產(chǎn)在一定的時間段內(nèi)是連續(xù)生產(chǎn)的，生產(chǎn)的批量大。

如果因為模具不穩(wěn)定，生產(chǎn)的制件中混有不良品，不管是選別還是廢棄，都會導(dǎo)致沖