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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）

〖摘要〗在冲压模可持续发展的基础上，分析了冲压模的特点以及存在的问题，探讨了冲压模模块化创新的可能性，提出了一种具有互换性、通用性和可持续性的模具压卸料装置一模具平台。模具平台的创新与应用可以降低冲压模的制造成本和生产成本，缩短制模周期，提升模具的可靠性与安全性以及实现低碳环保的目的等。关键词：压卸料功能；模块化；模具平台；成本；效率中图分类号：TG385，2 文献标识码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

随着人们对物质生活水平需求的不断提高和社会科技的进步，产品的升级换代越发频繁，相关企业为了在激烈的市场竞争中抢得先机，不断追求缩短新产品的开发周期。许多机电产品单个机种的生产寿命已从20世纪80、90年代的百万台以上，如CD机、 VCD机、DVD机和电视机等家电产品，降低到现在的几万台甚至几千台，相应地制造产品的模具也会频繁更新换代。

新产品量产导人周期(leadtime）也由以前的3、6个月缩短至现在的1、2个月。按照国际惯例，停止生产的机电产品，其模具需要妥善保存5、7年，以备偶尔生产少量维修配件之需，因此，除了模具废弃数量逐年增加以外，近十多年来相关工厂储存了大量已停产的模具。

由于缺少互换性通用模块，模具废弃则意味着模具整体废弃，而模具的许多功能性元件和模块仍处于较完好状态，造成资源浪费十分严重。

伴随着全球范围低碳经济和节能环保的要求日趋强烈，模具行业面临着可持续发展的需求

因此，模块化创新是冲压模可持续发展创新体系的重要创新路径。

“模具模块化就是将模具从功能、易损更换和可重复使用等方面对模具进行拆分和组合，具有提高模具制造效率、便于模具维护、节省模具材料和降低模具成本等优占"

本文讨论冲压模模块化创新之模具平台 种模块化、具有互换性、通用性和可持续性的模具压卸料装置。

2冲压模的特点及存在问题分析

冲压加工一般是在常温下，利用压力机的压力，通过冲压模对各种不同规格尺寸的材料进行冲裁和成形加工，制成所需要尺寸和形状的制件。

冲压模一般山凸凹模、压（卸）料板、垫板、固定板、模座、垫铁、导柱及压卸料功能元件等构成。

模具的压卸料功能通常由压（卸）料板以及模具中的弹性或压力元件来实现，其作用是在冲压作业开始时将模具中的材料压住，使材料在模具里保持一个正确和相同的位置，并且在冲压作业过程中提供足够大的压料力和卸料力，最终使冲裁、成形等加工作业能顺利、稳定的进行，因此模具的压卸料功能是冲压模至关重要、并且必不可少的功能模块。

冲压模的特点，即模具“一模一样"，冲压制件不同则模具不同；各功能元件均为一对一配置，模具需要根据加工制件大小、冲压力载荷以及冲床的规格等条件来进行设计。

冲压模的压卸料功能元件通常置于模具里，这使得模具需要做到具有足够的厚度；少量弯曲模具外挂于下模座外，均为一对一配置，不具备互换功能。

目前常用的压卸料功能元件都是弹性元件，如优力胶、橡胶、金属弹簧和氮气弹簧等，其中优力胶、橡胶和金属弹簧的特点在于初始压力为零，压力大小与压缩量成正比，为了获得使用时的初始压力必须预压弹簧长度5％％的压缩量，由于每种弹性元件的压缩量是一定的，如冲压模中常用的重载荷弹簧SWB （日本MISUMI公司弹簧编号）类的有效压缩量是弹簧长度的20％，这就意味着SWB弹簧的使用压缩量大约是其长度的12％、巧％，而冲压模的使用压缩量通常不少于7mm，因此冲压模使用的SWB弹簧长度通常大于50mm；氮气弹簧是预置压缩氮气的单活塞杆气压缸，其优点在于初始压力较大，但其长度通常大于

80mmo这些压卸料功能元件置于模具的上下模里，模具需要设计达到一定厚度才能实现，其结果模具不仅显得笨重，而且浪费大量优质钢材。

在这样的背景之下，对模具企业而言，如何在保证模具质量的前提下降低模具的成本将会是一个挑战。

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。