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轉(zhuǎn)發(fā)自：專題報(bào)道 Features

作者：吳長(zhǎng)炎設(shè)計(jì)部/ 工程部課長(zhǎng)，主要從事精密沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造工作，擁有6項(xiàng)專利技術(shù)

文/吳長(zhǎng)炎、劉學(xué)文，深圳市華科精密組件有限公司

其名副其實(shí)的代名詞，但由于其結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，模具制造成本較高、沖床參數(shù)要求高等缺占 導(dǎo)致其應(yīng)用更多的僅限于多料號(hào)產(chǎn)品的沖壓生產(chǎn)三板模，顧名思義，由上模、脫料板、下模三個(gè)模板組構(gòu)成，適用于單料號(hào)或者少料號(hào)的沖壓生產(chǎn)，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工成本低、精度高、維修保養(yǎng)方便 穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，被大多數(shù)模具設(shè)計(jì)和沖壓生產(chǎn)商所采用。

相對(duì)來(lái)講，三板模在某種程度上能取代二板模 而在多料號(hào)生產(chǎn)時(shí)，抽屜模更具優(yōu)勢(shì)，故三板模和抽屜模成為現(xiàn)階段精密高速?zèng)_壓行業(yè)的主流

無(wú)論哪種結(jié)構(gòu)的模具，其工作原理和功能結(jié)構(gòu)組成都是相同的。

從工作原理看，他們都是通過(guò)沖床滑塊的上下運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)模具零件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)并作用于被沖壓的材料，使其完成沖切、折彎等分離或塑性變形的過(guò)程從功能結(jié)構(gòu)組成看模具由7大部分組成（圖 10田主體結(jié)構(gòu)（模座模板），模具的載體。

〈2）導(dǎo)向元件（導(dǎo)柱導(dǎo)套），模具主要的導(dǎo)向功能。（3）壓料 卸料系統(tǒng)（脫料板、傳力銷、壓縮彈簧、等高套筒等〉 沖壓過(guò)程的壓料卸料功能。（4江作元件〈沖子、刃口、成形、調(diào)整零件等）直接參與材料分離、塑性變形

2017 / 10 Forging & Metalforming

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固定元件 （ 螺絲 ）

輔助元件

〈限高柱）

圖1模具功能結(jié)構(gòu)組成

的核心功能件?！?）定位元件（定位針、導(dǎo)料板，脫料鑲件）保證料帶在模內(nèi)穿行順暢性和工作元件作用位置的準(zhǔn)確性。（6涸定元件〈螺絲、定位銷、壓塊、砌塊〉，模板與模板、零件與模板的相對(duì)位置固定 （7）輔助零件〈浮料銷、彈簧限高柱），料帶輔助支持和模具保護(hù)等功能。

典型沖壓工藝設(shè)計(jì)方案

精密沖壓工藝結(jié)構(gòu)種類眾多，均有其各自的工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)維護(hù)特點(diǎn)，如用于觸點(diǎn)的彈片折彎、用于預(yù)斷的v一CUT成形，用于屏蔽隔斷的凸筋拉伸、用于焊板的錫腳刺破、用于裝配的倒刺下料，以及用于傳輸?shù)尼槜U下料等模具工藝，均為其典型的生產(chǎn)應(yīng)用實(shí)例。在此，筆者介紹若干典型模具工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方

圖2 FPC端子 圖3細(xì)小端子

案，供讀者參考。圖2所示（ 導(dǎo)柱導(dǎo)套(導(dǎo)向元件) ） 端子局部圖，剪切面

為FPC

作為接觸部，故需有剪切面均勻，且高于撕斷面，無(wú)翻主體（模座模板） 料等要求，在產(chǎn)品壓料有限的情況下，模具設(shè)計(jì)時(shí)，除了局部強(qiáng)壓之外，常常采用粗切+精切的方式，以減少過(guò)大的沖壓力及內(nèi)應(yīng)力對(duì)產(chǎn)品的影響。

圖3所示為細(xì)小端子的下料，同樣的，由于下料時(shí)壓料面積太小，壓料力不足，沖剪過(guò)程中，產(chǎn)品因壓料力小于沖裁力而被拉出翻料，以及產(chǎn)生扭曲等現(xiàn)象

因此，生產(chǎn)這類端子時(shí)也可以采用精切+粗切的方式來(lái)提高沖裁質(zhì)量再者，談?wù)務(wù)蹚澒に嚨脑O(shè)計(jì)，一般模具設(shè)計(jì)的人員都知道折彎的展開主要取決于材料的折彎中性線 折彎的反彈主要取決于不同材質(zhì)的反彈系數(shù)〈當(dāng)然，沖壓速度、模具潤(rùn)滑、模具溫度、材料紋路等條件也會(huì)影響折彎參數(shù)取值）不同材質(zhì)的中性線計(jì)算及反彈系數(shù)，除了特殊材質(zhì)外，基本已經(jīng)積累了比較準(zhǔn)確的經(jīng)驗(yàn)值供設(shè)計(jì)人員選用和計(jì)算，如圖4所示，簡(jiǎn)單闡述了折彎展開的基本步驟。

另外，尺寸調(diào)整結(jié)構(gòu) 也是精密沖壓模具常用的功能，特別是對(duì)于多PIN的端子，模具零件不可能做到絕對(duì)的精準(zhǔn)，沖壓成形之后，多PIN端子尺寸一致性便難以得到有效地保證

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圖4折彎展開的基本步驟

單獨(dú)對(duì)每支PIN進(jìn)行模內(nèi)微調(diào)能很好地糾正折彎尺寸的偏差，如圖5所示，在設(shè)計(jì)上，將折彎尺寸設(shè)定在略超上限值再通過(guò)不同程度的微調(diào)每支P凡從而達(dá)到彈高尺寸較好的一致性目的。

調(diào)整后

圖5多PIN端子的折彎工藝

模具的設(shè)計(jì)應(yīng)是一個(gè)綜合的技術(shù)整體，從產(chǎn)品的功能要求、工藝需求、裝配使用需求、其他因素等方面的影響維度，去解析模具設(shè)計(jì)需要達(dá)到怎樣的效果 才能滿足產(chǎn)品真正的需求，再?gòu)哪＞呓Y(jié)構(gòu)、工藝等手段去實(shí)現(xiàn)以上多個(gè)維度需求。

故模具設(shè)計(jì)本身是這個(gè)技術(shù)整體的一部分，而非全部，譬如作為觸點(diǎn)的彈片設(shè)計(jì)〈圖6〉在產(chǎn)品功能上，應(yīng)具備接觸傳輸特性 需要接觸良好，故如何控制接觸區(qū)表面粗糙度，如何保證接觸點(diǎn)是彈片最可靠的地方，即為模具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，從工藝要求上，應(yīng)從如何控制折彎脹料、如何防止折彎后觸點(diǎn)兩邊高于中間、如何防止折彎歪斜等方接觸功能區(qū)

圖6接觸點(diǎn)的彈片設(shè)計(jì)

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面思考，從裝配使用上，應(yīng)考慮的是，怎樣的設(shè)計(jì)工藝更能提升彈片裝配插拔的疲勞壽命其他影響因素上，材料材質(zhì)特性、沖壓速度沖床噸位、電鍍尺寸變化、熱處理回彈等均直接或者間接地影響到模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的選擇、設(shè)計(jì)排樣的工序、零件的材質(zhì)及加工方式的考量、設(shè)計(jì)參數(shù)的取值

在對(duì)精密模具設(shè)計(jì)的前期工作中，設(shè)計(jì)者若能全面地按照以上或者更多的維度去思考和細(xì)致地分析 模具的設(shè)計(jì)將水到渠成，所設(shè)計(jì)的模具只是設(shè)計(jì)者 維的載體，精密、高速的要求自然能體現(xiàn)出來(lái)，故多維度地把模具設(shè)計(jì)工作當(dāng)做模具設(shè)計(jì)的技術(shù)整體來(lái)看待，貫穿整個(gè)產(chǎn)品的功能、工藝、應(yīng)用、模具特性，才能從理念和行為上真正做到高速和精密

精密高速?zèng)_壓模具的使用、維護(hù)以及車間管理

一套高效穩(wěn)定、咼品質(zhì)的精密高速?zèng)_壓模具 不僅在設(shè)計(jì)前期需要對(duì)產(chǎn)品功能、工藝、應(yīng)用、模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)等進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)，在模具正常生產(chǎn)過(guò)程中 模具的使用、保養(yǎng)、維修手法等均直接地影響模具使用效果和壽命。

在模具使用上，以架模條件設(shè)定和使用為例，架模條件參數(shù)的精準(zhǔn)設(shè)定和固化，對(duì)于生產(chǎn)效率和品質(zhì)穩(wěn)定性起到舉足輕重的作用。

在無(wú)法滿足專模專機(jī)的情況下，模具與沖床架模條件一一對(duì)應(yīng)能很好的滿足條件參數(shù)固化的要求，即一模一機(jī)一條件參數(shù)、一模 N機(jī)便有N個(gè)條件參數(shù)。

具體操作為，先根據(jù)模具總體需求，選用合適噸位合適結(jié)構(gòu)的沖床，再通過(guò)模具參數(shù)理論值進(jìn)行設(shè)定和微調(diào)達(dá)到架模調(diào)機(jī)理想狀態(tài) 并跟進(jìn)生產(chǎn)品質(zhì)狀況，達(dá)到制程能力滿足要求，則定義為該模具在該機(jī)臺(tái)的固定參數(shù)，后續(xù)按照該固定參數(shù)進(jìn)行架模生產(chǎn)，達(dá)到條件固化穩(wěn)定的目的，同樣的方法，在其他機(jī)臺(tái)對(duì)該模具進(jìn)行條件設(shè)定，從而形成一系列固定架模條件參數(shù)，這些條件參數(shù)為生產(chǎn)效率和品質(zhì)穩(wěn)定提供了最根本的保障

模具保養(yǎng)的目的是為了保持模具優(yōu)良穩(wěn)定的生產(chǎn)狀態(tài)并提升模具的使用壽命一般來(lái)講，保養(yǎng)可分為以下四個(gè)階段田點(diǎn)檢階段，檢查零件是否松動(dòng)、

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模具維護(hù)方面，筆者認(rèn)為，應(yīng)側(cè)重抓住問(wèn)題的根本并展開分析，譬如產(chǎn)品尺寸問(wèn)題，一般情況下，維修的思路應(yīng)該從模具根本的定位基準(zhǔn)孔入手，確保基準(zhǔn)正確再進(jìn)行工站或者料帶的分析，而不是看到下料間隙偏單邊，就移刃口，看到折彎不到位則減少折彎間隙等“見(jiàn)到現(xiàn)象則出對(duì)策的條件反應(yīng)式的維修手法，因其容易導(dǎo)致維修基準(zhǔn)錯(cuò)亂，模具越修問(wèn)題越多等惡性循環(huán)。另外，精密高速?zèng)_壓所面臨的普遍問(wèn)題一一跳屑問(wèn)題，在此也略談一下看法，跳屑源自于 沖下的廢料，被外力作用而帶出模面，而這外力可能

廢屑 刃口 廢屑

圖7吹氣/吸氣防跳屑結(jié)構(gòu)

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是大氣壓強(qiáng)與真空的相互作用、油污粘合產(chǎn)生的粘力、模內(nèi)氣體產(chǎn)生的推力、也有可能是模具沖壓過(guò)程中振動(dòng)的力，而相對(duì)的解決方法也多種多樣，各有利弊 清楚了產(chǎn)生的根本原因解決問(wèn)題的思路也大同小異 即減少這個(gè)"力"的產(chǎn)生，或者制造一個(gè)相對(duì)的力去抵消導(dǎo)致跳屑的外力

從產(chǎn)品上，可以變更廢料形狀 增加與模具的接觸面積而增大摩擦力，從模具結(jié)構(gòu)上，可以使用刃口被覆手法、刃口卡料結(jié)構(gòu)、沖子異形結(jié)構(gòu)、T形落料孔等方式，從其他外力上，可以從上向下增加一個(gè)吹氣裝置，形成負(fù)壓，大氣壓強(qiáng)的作用對(duì)廢屑產(chǎn)生向下的吸力或者從下面增加一個(gè)吸氣裝置，直接吸走廢料，如圖7所示。

從生產(chǎn)條件上，可以調(diào)整沖壓油給量、調(diào)整沖壓SPM等?？傊?，能從根本上區(qū)分問(wèn)題、多維度去思考，模具維修的思路和方法千變?nèi)f化不離其宗

精密高速?zèng)_壓工藝的新應(yīng)用及進(jìn)展

隨著科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新迭代，精密沖壓以其特有的高效性、重復(fù)性等優(yōu)點(diǎn)不斷開拓應(yīng)用范圍，特別是在產(chǎn)品功能拓展方面，譬如剪切面作為產(chǎn)品的功能區(qū)，這必然對(duì)剪切面的質(zhì)量有非常高的要求，光亮平整、無(wú)毛刺、無(wú)沖壓塌角、全光亮帶等需求不斷拓展精密沖壓設(shè)計(jì)者的思路。在加工方式方面，在一些產(chǎn)品的

加工上，精密沖壓已經(jīng)很好完成了以往通過(guò)壓鑄 CNC、車床等方式才能完成的工藝，從而大幅提升生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本。在工藝技術(shù)方面，結(jié)合自動(dòng)化技術(shù)的精密沖壓工藝、結(jié)合光電技術(shù)的精密沖壓工藝、無(wú)廢料沖壓工藝、低行程超高速的沖壓工藝、多料帶模具設(shè)計(jì)工藝等技術(shù)也逐漸被精密高速?zèng)_壓行業(yè)所使用，技術(shù)能力也不斷

刃口

推陳出新0

作為精密高速?zèng)_壓的從業(yè)者，保持一顆對(duì)技術(shù)的執(zhí)著和不斷追求的初心 從前期分析、模具設(shè)計(jì)、生產(chǎn)使用維護(hù)到技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用，以精益求精的姿態(tài) 不斷探索和挖掘，我國(guó)的精密高速?zèng)_壓 技術(shù)乘著中國(guó)制造2025 "的東風(fēng)立 于世界行業(yè)塔尖指日可待。