一種新型五金模具抬料塊的結(jié)構(gòu)優(yōu)化

周剛 鄺嘉豪

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一種新型五金模具抬料塊的結(jié)構(gòu)優(yōu)化

周剛 鄺嘉豪

（東莞市豪順精密科技有限公司）

針對(duì)傳統(tǒng)五金模具抬料塊采用整體式設(shè)計(jì)的不足，提出一種新型模具抬料塊的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。在保證抬料塊與產(chǎn)品的接觸面積、受力情況不變條件下，抬料塊線割成弓型結(jié)構(gòu)，采用部分分離的方法，把抬料塊需要避位部分設(shè)計(jì)成獨(dú)立結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明：新的抬料塊結(jié)構(gòu)不但強(qiáng)化各個(gè)模板的強(qiáng)度，還有效延長(zhǎng)模具的壽命，并對(duì)五金件的設(shè)變、更改預(yù)留剩余空間，有效提高產(chǎn)品的互換性。

五金模具；抬料塊；結(jié)構(gòu)優(yōu)化

0 引言

五金產(chǎn)品因具有穩(wěn)定性好、易成型、成本低廉等特點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活中，其成型由五金模具控制。隨著產(chǎn)品更新速度加快及產(chǎn)品質(zhì)量要求的提升，五金模具制造精度及強(qiáng)度需滿足更高的要求，大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命是五金模具發(fā)展的必然趨勢(shì)，如何高效率制造可靠性強(qiáng)、精密性好的五金模具成為五金產(chǎn)品快速推廣的關(guān)鍵。在整個(gè)五金模具研發(fā)過(guò)程中，設(shè)計(jì)對(duì)模具的性能有著至關(guān)重要的影響。當(dāng)前已有不少研究集中在模具設(shè)計(jì)方面，如李昌雪等（2011）對(duì)定位支架的成型工藝進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)一種生產(chǎn)定位支架的精密級(jí)進(jìn)模，對(duì)類似零件的成型有一定的參考價(jià)值[1]；方衛(wèi)國(guó)等（2014）介紹了一種新型級(jí)進(jìn)模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高產(chǎn)品質(zhì)量精度，并使模具后期維修更加方便，具有較好的實(shí)用性[2]?，F(xiàn)有研究較多集中在設(shè)計(jì)新型模具上，對(duì)傳統(tǒng)五金模具的研究較少，然而傳統(tǒng)模具的應(yīng)用依然廣泛，對(duì)傳統(tǒng)五金模具進(jìn)行優(yōu)化勢(shì)必有助于改善現(xiàn)有五金產(chǎn)品生產(chǎn)工藝。本文針對(duì)傳統(tǒng)五金模具在沖壓過(guò)程中出現(xiàn)的摩擦問(wèn)題，優(yōu)化模具抬料塊的結(jié)構(gòu)，提出一種改良浮升抬料塊模具的設(shè)計(jì)，增強(qiáng)模具的強(qiáng)度和剛度，有效提高模具的使用壽命，并提高產(chǎn)品的互換性[3]。

1 傳統(tǒng)模具抬料塊的結(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)沖壓模具結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，五金產(chǎn)品在沖壓時(shí)，上模板與下模板通過(guò)壓力機(jī)的作用使模具閉合，然后上模沖頭作用于料帶，在沖裁力的作用下使產(chǎn)品成型，成型完畢料帶回歸到原位置。浮生抬料塊的作用是使料帶回位。

圖1 傳統(tǒng)沖壓模具結(jié)構(gòu)圖

沖裁過(guò)程因模具的裝配工藝及轉(zhuǎn)配間隙的差異，料帶和模具之間有時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的摩擦力，若摩擦力大于浮生抬料塊的彈力，則產(chǎn)品料帶無(wú)法順利向前移動(dòng)，進(jìn)而影響下一工站的沖壓。為抵消產(chǎn)品與模具之間產(chǎn)生的摩擦力，模具需精密設(shè)計(jì)，以確保浮生抬料塊產(chǎn)生不同大小的彈力。模具行業(yè)常見(jiàn)傳統(tǒng)抬料塊的結(jié)構(gòu)如圖2所示，浮生抬料塊一般有圓形和方形，通常由模具的尺寸和產(chǎn)品沖壓工藝決定。方形浮生塊在沖裁較大產(chǎn)品時(shí)運(yùn)用較為廣泛，特別是連續(xù)模，其產(chǎn)品的受力面積較大，浮生塊產(chǎn)生的彈力較分散，料帶更易脫離下模板。

由圖2可見(jiàn)，抬料塊采用整體式設(shè)計(jì)，模具閉合時(shí)，下模板需給出讓位，即對(duì)下模板進(jìn)行線割加工，加工完畢下模板避位孔形成一個(gè)通孔，模具閉合時(shí)與抬料塊相吻合，實(shí)現(xiàn)讓位動(dòng)作。這種結(jié)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用中有較大的弊端。若產(chǎn)品設(shè)變，需在此處增加沖孔或者折彎等動(dòng)作時(shí)，則會(huì)在此處增加鑲件或者入塊，需要再對(duì)模板進(jìn)行線割加工。隨著線割次數(shù)過(guò)多，模板強(qiáng)度就會(huì)隨之下降，相應(yīng)模具的壽命就會(huì)大大縮短，極大地增加模具制造、使用成本。

圖2 傳統(tǒng)抬料塊的結(jié)構(gòu)圖

2 弓形抬料塊的結(jié)構(gòu)優(yōu)化

改進(jìn)后的抬料塊結(jié)構(gòu)圖如圖3所示，經(jīng)過(guò)反復(fù)推敲和實(shí)踐，對(duì)抬料塊的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，即在保證抬料塊與產(chǎn)品的接觸面積不變、受力情況不變的條件下，把抬料塊線割成弓形結(jié)構(gòu)，將抬料塊需避位部分設(shè)計(jì)成獨(dú)立結(jié)構(gòu)，從整體分離出去。

圖3 改進(jìn)后的抬料塊結(jié)構(gòu)圖

結(jié)構(gòu)優(yōu)化前后的實(shí)物圖如圖4所示，弓形抬料塊在結(jié)構(gòu)上，摒棄了整體式抬料塊的結(jié)構(gòu)，在不影響抬料塊功能的前提下，實(shí)現(xiàn)了抬料動(dòng)作。同時(shí)下模板也不用完全割成通孔，模板大部分相連，只需銑削部分讓位，模板強(qiáng)度大幅改善，同時(shí)也方便改模。

圖4 結(jié)構(gòu)優(yōu)化前后的實(shí)物圖

相對(duì)于整體式抬料塊，弓形抬料塊具有以下優(yōu)點(diǎn)：1) 增強(qiáng)了模板的強(qiáng)度和剛度，延長(zhǎng)了模具的使用壽命，改善了模具尺寸的穩(wěn)定性，這對(duì)增強(qiáng)模具企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力、降低模具使用成本有著重要意義；2) 對(duì)設(shè)變改模預(yù)留了空間，產(chǎn)品的互換性得到提高，可針對(duì)各種可能的產(chǎn)品預(yù)留空間，一旦需要，就可以迅速投入生產(chǎn)，大大節(jié)約了模具投入資金和更換模具所需的人力物力，這對(duì)生產(chǎn)企業(yè)降低成本很有意義。

弓形抬料塊在實(shí)際組模過(guò)程中已經(jīng)得到大量運(yùn)用，對(duì)于大型的連續(xù)模來(lái)說(shuō)運(yùn)用效果更明顯。該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中大幅降低了企業(yè)的制造成本，而且由于有預(yù)留的避空和鑲件，產(chǎn)品更換時(shí)換模時(shí)間大幅縮短，生產(chǎn)線可以迅速恢復(fù)生產(chǎn)，相關(guān)技術(shù)獲得了實(shí)用新型發(fā)明專利授權(quán)[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

技術(shù)更完善、結(jié)構(gòu)更合理的五金模具是生產(chǎn)制造壽命更長(zhǎng)、性能更佳五金產(chǎn)品的先決條件。傳統(tǒng)整體式抬料塊不利于減小模具在沖壓過(guò)程中出現(xiàn)的摩擦，造成模具壽命較短。本文提出改進(jìn)的抬料塊采用弓形結(jié)構(gòu)，在保證抬料塊與產(chǎn)品的接觸面積不變、受力情況不變的條件下，將抬料塊需避位部分設(shè)計(jì)成獨(dú)立結(jié)構(gòu)，從整體分離出去，為設(shè)變改模預(yù)留了空間，提高模具互換性，增強(qiáng)了模板的強(qiáng)度和剛度。

[1] 李昌雪,李捷.定位支架級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)[J].模具工業(yè),2011,37(5): 37-40.

[2] 方衛(wèi)國(guó),劉其家,李健平.一種新型級(jí)進(jìn)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工作過(guò)程分析[J[.模具技術(shù),2014(1):24-28.

[3] 郝建廣,詹海潮,全洪杰,等.一種改良浮升抬料塊的模具:中國(guó),CN201520910602.0 [P]. 2016-04-13.

Structure Optimization of a New Type of Hardware Mold Lifting Blocks

Zhou Gang Kuang Jiahao

(Dongguan Haoshun Precision Technology Co., Ltd.)

Focusing on the problem of the traditional hardware mold lifting block using the overall shape, a new structure optimization design of mold lifting block is proposed. Under the condition that the connect area between the lifting block and the product is guaranteed and the force is unchanged, the lifting block was cut into a bow-type structure. With partial separation method, the part of the lifting block need to change was designed into independent structure. The results show that the new material structure not only strengthens the strength of each template, but also prolongs the life of the die effectively, and reserves the effective remaining space for the setting and changing of the hardware. The new design of mold lifting block effectively improve the service life of the mold, and improve product interchangeability.

Hardware Mold; Lifting Block; Structural Optimization

周剛，男，1987年生，大專，主要從事五金沖壓產(chǎn)品工藝工程。

鄺嘉豪，男，1989年生，本科，主要從事自動(dòng)化設(shè)備的研發(fā)與維護(hù)。