冲压模模块化创新的模具平台(二)

冲压模模块化创新的模具平台(二)

Nov 23, 2022

 

免责声明:本文援引自网络或其他媒体,与扬锻官网无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实,对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺,请读者仅作参考,并请自行核实相关内容。

转发自:冲模技术

作者:张云亮1,张泽浩2

l.深圳市福沃德模具有限公司(广东深圳518000)

2 ·深圳市基石模具科技有限公司(广东深圳518000)

再者,现在许多的产品开发周期进一步缩短,尤其以时尚电子产品为代表,模具企业将面临如何提升效率以缩短模具的设计和制造周期;第三,提高模具的可靠性、稳定性和安全性,避免模具时常不卸料、制件尺寸波动大、模具损坏以及人员工伤事故等情况的发生。

提高冲压制件精度和质量稳定性及提高模具安全性的有效方法是使模具拥有足够大的压(卸)料力。

增加弹簧长度和增大预压力只能部分增大模具的压(卸)料力,并且使模具厚度相应增加,提高了模具成本。

气垫(气缸)的出现和应用解决了提高下模压(卸)料力不足的问题(这类模具通常是向上弯曲模),但它解决不了上模压(卸)料力不足的问题(这类模具通常是冲裁模和向下弯曲模)。

氮气弹簧的出现和应用提高了模具的压(卸)料力,但其缺点是使模具厚度进一步增加,并且加上其本身价格昂贵,经济性差,使得模具成本进一步提高。

综上所述,冲压模亟待解决的问题有降低模具成本,缩短制模周期,提高模具的安全性、可靠性和稳定性,以及如何充分利用模具的功能性元件等。

3冲压模压卸料功能模块化创新

冲压模的模块化创新需考虑通用性、功能性、独立性、互换性、安全性、经济性和可持续性等几个方面的因素。

冲压模的压卸料功能符合这些特征,因此可以实施模块化创新。

通过模具结构创新,对冲压模进行系统重构。

把现有冲压模结构进行模块化拆分,变为“通用标准化组件" + “一模一样"结构,使“一模一样"这部分的结构简化。

模具中提供压(卸)料功能的弹性或压力元件一般有弹簧、优力胶或氮气弹簧等。

通常情况下,压力元件是每个模具的组成部分,且每个模具使用的压力元件类型、数量都不相同。

将现有冲压模的压(卸)料功能元件和垫铁配高部分分离出来,组成为一种具有互换性的、通用独立的和可持续性的外置式冲压模 “通用标准化组件",将其命名为“模具平台 

如图1所示,模具平台主要由底座、卸料板、支撑柱、弹性或压力元件(弹簧或氮气弹簧)等部分组成。

底座加工有U型安装槽,用于和冲床滑块(当模具平台在上模使用时)或工作台(当模具平台在下模使用时)连接。

模具平台与模具连接有两种方式:一是通过模具平台内置的螺栓,锁到模具模座上相应的螺孔内,如图2所示,该方式模具平台通常用于上模;二是通过模具平台两侧的T型槽,用T型螺栓螺母将模具和模具平台连接起来,如图3所示,该方式模具平台通常用于下模。

与传统的模具中压卸料功能相比,没有了模具里空间和厚度的限制,更多的弹性和压力元件可以被放置在模具平台内以增大压(卸)料力,可以从根本上解决上模或下模压(卸)料力不足的问题。

图1模具平台结构

图2 模具平台用于上模时

图3 模具平台用于下模时

在模具平台的基础上,冲压模系统将创新为“模具平台" +“新冲压模"。

新冲压模里不再设置压卸料功能元件,模具的压卸料功能由模具的卸料板和模具平台的卸料板之间的传力顶杆完成模具哪里需要压(卸)料力就在哪里设置一个传力顶杆

4模具平台的作用(1)降低模具成本

在模具平台的基础上,冲压模的结构被简化,降低了模具的制造成本和储存成本 模具中无需再设置压卸料功能元件以及配高垫板;上模座(当模具平台在上模使用时)或下模座(当模具平台在下模使用时)的厚度将减小30%、50%;模具平台可以替代上

(下)模垫铁;减轻了模具的重量 总体预估降低模具成本20%、40%。

(2)降低冲压生产成本 在模具对金属材料进行冲压加工的过程中,金属材料会发生分离、移动、扭曲和塑性变形等一系列复杂的变化,为了保证制件的尺寸和形状的稳定,需要足够大的压(卸)料力。

模具从冲压开始到冲压结束过程中,压(卸)料力足够大且变化幅度尽可能小,尤其是在模具开始冲压时保持足够大的压(卸)料力,对于模具稳定生产非常重要精密冲压制件要求的尺寸精度都很高,冲压生产在一定的时间段内是连续生产的,生产的批量大。

如果因为模具不稳定,生产的制件中混有不良品,不管是选别还是废弃,都会导致冲压生产成本的增加,影响企业的竞争力

对家电和IT等领域产品来说,大量薄板制件模具的特点是模具大而冲压力小,由于冲床的上滑块比下工作台小很多导致模具不能安装在相应吨位的冲床上,而普遍存在模具安装在更大吨位冲床的情况。

采用了模具平台后,由于是冲压模与模具平台连接,平台再与冲床滑块连接,因此冲压薄板的大型模具可以安装在与冲裁力相匹配的小一级吨位冲床上。

例如, 250t冲床上使用的模具在采用模具平台后,可以安装在150t冲床上使用

模具平台提供了足够大的压(卸)料力,解决了冲压模因卸料力不足导致的损坏和维修,提高了模具冲压的稳定性和的生产效率,降低了模具的维修成本,减少了不良品发生的概率,从而降低冲压生产成本。

(3) 缩短制模周期。

由于模具结构的简化,缩短了模具设计时间(在模具平台的基础上设计模具,对于压卸料功能的配置只需考虑顶杆的位置)及减少了制造工作量(省去了垫板、垫铁和原模具中弹簧孔的加工),因此缩短了制模周期。

(4) 提高模具的可靠性与安全性。

如前面所分析,由于各种因素的限制,模具难以获得足够大的压(卸)料力,因此,模具存在可靠性与安全跬隐患。

模具平台作为一个独立的压卸料功能装置,不受模具里空间的限制,其功能优势在于:一是可以布置更

传统110T模具压力曲线图

多的压力元件来增大压(卸)料力;二是压力元件(如弹簧)可以有较大的预压缩量,提高初始压力,使模具的压力曲线更平缓,如图4所示。

是可以获得更大的压缩行程,该项优势对拉伸和弯曲成形尤为重要。

模具平台解决了模具工作中卸料力不足导致的有时不卸料的难题,提高了冲压模的稳定性和可靠性,从根本上解决了因模具不卸料而导致的冲压安全性问题。

巧)可持续性。

作为具有互换性和可持续性的工艺装备模具平台可以重复性地与近似大小的不同类型的模具搭接使用,不会随着模具的报废而报废。

(6)低碳环保。

由于模具平台的使用,制造模具的钢材可以节省 20%、30%。

以2011年为例,2011年全国冲压模消耗钢材约172万吨推广使用模具平台,每年可节省钢材 34 ·4巧1.6万吨。

根据《国际钢铁协会行动报告》,平均生产每吨钢会排放1.9吨二氧化碳。

参照2010年的数据,中国吨钢耗能0.73吨标煤/吨钢,耗水8吨/吨钢。

即中国每年可节省2弘37 · 7万吨标煤,275 · 2、412 · 8万吨水以及减少65 · 4一98万吨的碳排放。

因此,模具平台的大规模使用可使冲压模行业每年节省大量的优质钢材以及弹簧和氮气弹簧等标准件,相应地节约生产这些钢材及标准件所消耗的原材料和能源资源,减少污染和碳排放。

压缩行程(mm) 压缩行程(mm)

图4传统冲压模压力曲线与使用模具平台后压力曲线对比图

110T模具平台压力曲线图

参考文献

[刂 张云亮,张泽浩·论冲压模的可持续发展[J]模具制造,2014,

(6):1一5

罔 赵孟栋.冷冲模设计[M] ·北京:机械工业出版社,2008·

卩] 曾霞文·冲压工艺及模具设计[M] ·北京:北京理工大学出版社,201L

[4] 中国机械工业年鉴编辑委员会,中国模具工业协会中国模具工业年鉴2012[M],北京:机械工业出版社,2012·

第一作者简介:张云亮,男,1964年生,北京理工大学工学硕士,北京大学光华管理学院EMBA;工程师;从事机制工艺、工装、切削技术、冲压模具技术、工程项目管理和经营管理等科研工作30余年,多项模具技术发明专利。