高效先進(jìn)多工位級(jí)進(jìn)模、傳遞模的特殊功能與合理應(yīng)用

■中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)人才培訓(xùn)部專家委員會(huì) 陳炎嗣

高效先進(jìn)多工位級(jí)進(jìn)模、傳遞模的特殊功能與合理應(yīng)用

■中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)人才培訓(xùn)部專家委員會(huì) 陳炎嗣

現(xiàn)代模具工業(yè)中，多工位級(jí)進(jìn)模、傳遞模，都是一種高效率、高精度、技術(shù)密集型模具的典型代表，也是沖壓模具的發(fā)展方向之一。

沖模種類很多，如按工序組合分有單工序模和多工序模，多工序模又可分為復(fù)合模和級(jí)進(jìn)模；按沖模的功效分有普通沖模和高效沖模。高效沖模又可分為復(fù)合模、多工位級(jí)進(jìn)模、多工位傳遞模及自動(dòng)彎曲機(jī)模具等。這四種沖模一般都比較精密，所完成的工序多，并且能實(shí)現(xiàn)沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高，功效突出，因此在現(xiàn)代化大生產(chǎn)中起著重要作用，應(yīng)用越來(lái)越廣。

一、多工位級(jí)進(jìn)模

1. 動(dòng)作特征

多工位模具又稱跳步模、連續(xù)模，簡(jiǎn)稱級(jí)進(jìn)模，是在單工序沖模的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種集多種沖壓工序于一副模具而著稱的多工序高效先進(jìn)模具（見(jiàn)圖1）。

其動(dòng)作特征是：在一副模具內(nèi)沿被沖壓材料的直線送進(jìn)方向，具有兩個(gè)或兩個(gè)以上工位，并在壓力機(jī)一次行程中，在不同工位上完成至少兩道或兩道以上多個(gè)沖壓工序，壓力機(jī)每沖壓一次，即可獲得一個(gè)完整制件。

沖壓用材料為事先加工成一定寬度的成卷長(zhǎng)帶料，一般由設(shè)備或附設(shè)的送料機(jī)構(gòu)自動(dòng)送入模具，經(jīng)連續(xù)、等距離地送進(jìn)沖壓，自動(dòng)完成制件所需的全部沖壓工序后得到成品零件，不再加工。

在一副多工位級(jí)進(jìn)模中，各工位按順序關(guān)聯(lián)，完成不同的加工，并在壓力機(jī)一次行程中完成例如彎曲、拉深、成形、翻孔、攻螺紋及疊鉚等工序。由于沖壓件各不相同，所要完成的沖壓工序和工位數(shù)因工件而異，也各不相同。一般說(shuō)來(lái)，對(duì)于小型件，無(wú)論沖壓件形狀怎樣復(fù)雜，沖壓工序怎樣多，均可以用一副多工位級(jí)進(jìn)模沖制完成。對(duì)于批量大、薄料小型件，特別適宜采用精密、多工位級(jí)進(jìn)模加工。

2. 功能特點(diǎn)

（1）沖模中生產(chǎn)率最高 級(jí)進(jìn)模是連續(xù)沖壓的多工序沖模，在一副模具內(nèi)可以完成沖裁、彎曲、成形及拉深等多道工序。僅用一臺(tái)壓力機(jī)，即可完成從板料到成品的各種沖壓過(guò)程，免去了用單工序模的周轉(zhuǎn)和每次沖壓的定位環(huán)節(jié)，顯著提高了生產(chǎn)率和設(shè)備利用率等。

圖1　空調(diào)翅片多工位級(jí)進(jìn)模（φ7mm×48排，該模具中可完成拉深、沖孔、翻邊、二次翻邊、波紋百葉窗、中切、端切、楔橫切等沖壓工序）

由于排樣采用多排，一次沖壓可以出多件。采用高速?zèng)_壓（目前已有2500次/min，常用700 ～800次/min，連續(xù)拉深100次/min左右），每分鐘沖次比普通沖壓

高出十多倍，生產(chǎn)率大幅提高。

（2）可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化沖壓 級(jí)進(jìn)模利用卷料或帶料經(jīng)開(kāi)卷機(jī)→矯平機(jī)→弛張或控制器→送料器→壓力機(jī)和模具→制件收集器→廢料或載體切斷、收卷等，在調(diào)整好的情況下可自動(dòng)化生產(chǎn)。一旦沖壓過(guò)程異常，由于模具上設(shè)有安全監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置，設(shè)備會(huì)自動(dòng)停機(jī)。

（3）模具壽命長(zhǎng) 采用級(jí)進(jìn)模沖壓時(shí)，可以將制件復(fù)雜的外形或內(nèi)形加以分解，不必集中在一個(gè)工位，因此可以解決復(fù)合模沖壓中的“最小壁厚”問(wèn)題，若強(qiáng)度不足可設(shè)空工位，從而簡(jiǎn)化凸模和凹模的刃口形狀，且提高其強(qiáng)度和剛度，壽命也大幅提高。

（4）操作安全 多工位級(jí)進(jìn)模有使用條料的，一般是手工送料；有使用卷料的，一般是自動(dòng)送料。不論是手工送料，還是自動(dòng)送料，操作者的手都不需進(jìn)入沖壓危險(xiǎn)區(qū)，因此操作安全。

（5）結(jié)構(gòu)復(fù)雜、模具設(shè)計(jì)制造周期長(zhǎng)、成本高 多工位級(jí)進(jìn)模的結(jié)構(gòu)隨沖壓件的復(fù)雜程度而定，設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)時(shí)要考慮的內(nèi)容比任何模具都多，模具的制造隨工位數(shù)的增加，相應(yīng)要加工的模具零件也多，其中工作零件的精加工都要采用高精度設(shè)備（如數(shù)控坐標(biāo)磨、光學(xué)曲線磨、慢走絲線切割機(jī)床等），不僅加工周期長(zhǎng)，而且工時(shí)費(fèi)比普通加工高許多，因此模具成本較高，且裝配、調(diào)試、維修技術(shù)要求也高。

3. 合理利用

多工位級(jí)進(jìn)模在各類冷沖模中所占的比例日益增加，目前約為27%，其應(yīng)用程度被看作是衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一。

盡管多工位級(jí)進(jìn)模有許多特點(diǎn)，被譽(yù)為當(dāng)代先進(jìn)模具的典型代表，但由于制造周期相對(duì)長(zhǎng)、成本相對(duì)高的原因，應(yīng)用時(shí)必須謹(jǐn)慎考慮。合理采用多工位級(jí)進(jìn)模，應(yīng)符合如下情況：

（1）大批量生產(chǎn) 制件應(yīng)該是定型產(chǎn)品，而且需要量確實(shí)比較大，一般不少于5萬(wàn)件。

（2）不適合采用單工序模沖制 如某些形狀異常復(fù)雜的制件，如空調(diào)翅片、接線端子等。需要多次沖壓才能完成制件的形狀和尺寸要求，若采用單工序沖壓時(shí)無(wú)法定位和沖壓的，則只能采用多工位級(jí)進(jìn)模在一副模具內(nèi)完成連續(xù)多個(gè)工位的沖壓，才能獲得所需制件。

（3）不適合采用復(fù)合模沖制 如某些形狀特殊的制件，例如集成電路引線框、電表鐵心、微型電動(dòng)機(jī)定子、轉(zhuǎn)子片等，使用復(fù)合模是無(wú)法設(shè)計(jì)與制造模具的，而應(yīng)用多工位級(jí)進(jìn)模則能圓滿解決問(wèn)題。

（4）制件的精度要求適中 用多工位級(jí)進(jìn)模加工的制件精度，一般為IT10級(jí)以下，比用復(fù)合模加工低些。

（5）沖壓用的材料長(zhǎng)短、厚薄較適宜 多工位級(jí)進(jìn)模用的沖壓件材料，一般都是條料，但不能太短，以免沖壓過(guò)程中換料次數(shù)太多，生產(chǎn)效率低。料太薄，送料導(dǎo)向定位困難；料太厚，無(wú)法矯正，且太厚的料長(zhǎng)度一般較短，不適合用于級(jí)進(jìn)模，自動(dòng)送料也困難。

（6）制件的形狀與尺寸大小適當(dāng) 當(dāng)制件的料厚大于5mm，外形尺寸大于250mm時(shí)，不僅沖壓力大，而且模具的結(jié)構(gòu)尺寸大，故不適宜采用級(jí)進(jìn)模。

（7）模具大小與壓力機(jī)的合理匹配 多工位級(jí)進(jìn)模的外形尺寸一般較大，模具的總尺寸和沖壓力適用于生產(chǎn)車間現(xiàn)有的壓力機(jī)大小，必須和壓力機(jī)的相關(guān)參數(shù)匹配。

二、多工位傳遞模

1. 動(dòng)作特征

多工位傳遞模簡(jiǎn)稱傳遞模具、多工位模具（見(jiàn)圖2）。其是在一臺(tái)有多個(gè)（如7～14個(gè)）工位的壓力機(jī)上，裝有相應(yīng)數(shù)量（根據(jù)工序的安排工位數(shù)可以不用滿）的近似單工序模具，可連續(xù)自動(dòng)地進(jìn)行落料、拉深、沖孔（包括側(cè)沖孔）、翻邊、切邊、彎曲、整修及攻螺紋等工作。沖壓過(guò)程中，落料工序，由卷料通過(guò)縱向自動(dòng)送料裝置，靠材料的載體運(yùn)行完成落料外，其他工序沖壓件為單個(gè)半成品工序件的送進(jìn)，靠多工位壓力機(jī)臺(tái)面上的機(jī)械手夾持裝置，自動(dòng)等距離傳遞。

2. 功能特點(diǎn)

該模具具有常規(guī)多工位級(jí)進(jìn)模的功能，但又有與多工位級(jí)進(jìn)模不同地方：多工位傳遞模的每一個(gè)工位，獨(dú)立地裝有上下模，并且能各自調(diào)整閉合高度，而多工位級(jí)進(jìn)模則將各個(gè)工位常分布在一塊模板上，上下模基本都裝在同一個(gè)模架上；多工位級(jí)進(jìn)模比較完整，而多工位傳遞模不用時(shí)比較分散。此外，沖壓過(guò)程

中半成品的傳送方式也不同，多工位傳遞模半成品分離于條料載體，半成品的傳遞靠機(jī)械手；而多工位級(jí)進(jìn)模的半成品與條料載體在一起，半成品的傳遞跟著條料送進(jìn)。一般情況下，制件在最后工位才從條料載體上被分離出來(lái)。

多工位級(jí)進(jìn)模、多工位傳遞模的使用特點(diǎn)比較見(jiàn)附表。

多工位級(jí)進(jìn)模與多工位傳遞模的使用特點(diǎn)比較

3. 合理應(yīng)用

多工位傳遞模適用于電子或儀表行業(yè)中小型、精密、復(fù)雜、大批量生產(chǎn)的拉深類殼體制作，如電視機(jī)顯像管子槍零件，收錄機(jī)磁頭屏蔽罩、變壓器、電能表、微電機(jī)和電池外殼等，也適用于汽車行業(yè)的中小沖壓成形件，如汽車油箱、輪轂等。此外應(yīng)有相應(yīng)的多工位沖壓設(shè)備。

圖2　不銹鋼座多工位傳遞模

三、結(jié)語(yǔ)

兩種高效模具各有不同特點(diǎn)與應(yīng)用范圍，在全面了解其功能的情況下，具體選用時(shí)一定要從實(shí)際出發(fā)，根據(jù)企業(yè)的現(xiàn)有條件，權(quán)衡利弊，擇優(yōu)選用。

20150714