高效、先進(jìn)多工位級進(jìn)模、多工位傳遞的特殊功能與合理應(yīng)用

北京東方電子集團(tuán)模具廠　陳炎嗣

高效、先進(jìn)多工位級進(jìn)模、多工位傳遞的特殊功能與合理應(yīng)用

北京東方電子集團(tuán)模具廠陳炎嗣

現(xiàn)代模具工業(yè)中，多工位級進(jìn)模、多工位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。

沖模的種類很多，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)合模和級進(jìn)模；按沖模的功效分：普通沖模和高效沖模。高效沖?？煞譃閺?fù)合模、多工位級進(jìn)模、多工位傳遞模、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，所以在現(xiàn)代化大生產(chǎn)中起著重要的作用，應(yīng)用越來越廣。本文就多工位級進(jìn)模和多工位傳遞模進(jìn)行解讀，與同行共同切磋、認(rèn)識并合理應(yīng)用。

其動(dòng)作特征是：在副模具內(nèi)，沿被沖壓材料的直線送進(jìn)方向，具有兩個(gè)或兩個(gè)以上多工位，并在壓力機(jī)的一次行程中，在不同的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)完整的制件。

沖壓用材料為事先加工成一定寬度的成卷長帶料，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)一次程中完成，諸如彎曲、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)因件而異，也各不相同。一般說來，對于小型件，無論沖壓件形狀怎樣復(fù)雜，沖壓工序怎樣的多，均可以用一副多工位級進(jìn)模沖制完成。對于批量大的，薄料小型件特別適宜采用精密、多工位級進(jìn)模加工。

1.功能特點(diǎn)

（1）沖模中生產(chǎn)率最高。級進(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、拉深等多道工序。僅用一臺壓力機(jī)可完成從板料到成品的各種沖壓過程，免去了用單工序模的周轉(zhuǎn)兩次沖壓的定位環(huán)節(jié)，顯著提高了生產(chǎn)率和設(shè)備利用率等。

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)率大大提高。

（2）可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化沖壓。級進(jìn)模利用卷料或帶料經(jīng)開卷機(jī)——矯平機(jī)——馳張或控制器——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)整好的情況下可無人自動(dòng)生產(chǎn)，一旦沖壓過程異常，由于模具上設(shè)有安全監(jiān)測保護(hù)裝置，設(shè)備會(huì)自動(dòng)停機(jī)，故能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化沖壓生產(chǎn)。

（3）模具壽命長。采用級進(jìn)模沖壓時(shí)，可以將制復(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”問題，若強(qiáng)度不足可設(shè)空位，從而簡化凸模和凹模的刃口形狀，且提高其強(qiáng)度和剛度，壽命也大大提高。

（4）操作安全。多工位級進(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、成本高。多工位級進(jìn)模的結(jié)構(gòu)隨沖件的復(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，模具的制造隨著工位數(shù)的增加，相應(yīng)要加工的模具零件也多了，其中工作零件的精加工都要采用高精度設(shè)備（例如數(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，而且工時(shí)費(fèi)比普通加工高許多，所以模具成本較高，裝配、調(diào)試、維修技術(shù)要求也高。

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

（7）模具大小與壓力機(jī)的合理匹配。多工位級進(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。

2.動(dòng)作特征

多工位傳遞模具簡稱傳遞模具。它是在一臺有多個(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、攻螺紋等工作。沖壓過程中，落料工序，由卷料通過縱向自動(dòng)送料裝置，靠材料的載體運(yùn)行完成落料外，其他工序，沖件為單個(gè)半成品工序件的送進(jìn)，靠多工位壓力機(jī)臺面上的機(jī)械手夾持裝置，自動(dòng)等距離傳遞。模具在壓力機(jī)上部滑塊上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)下，實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動(dòng)沖壓工作。

滑塊的行程數(shù)就是每分鐘生產(chǎn)的沖壓件數(shù)量。

3.功能特點(diǎn)

該模具具有常規(guī)多工位級進(jìn)模的功能，但又有與多工位級進(jìn)模不同地方：多工位傳遞模具的每一個(gè)工位，獨(dú)立地裝有上下模，并且能各自調(diào)整閉合高度，而多工位級進(jìn)模具則將各個(gè)工位常常分布在一塊模板上，上下模基本上都裝在同一個(gè)模架上。多工位緣進(jìn)模具比較完整，而多工位傳遞模具不用時(shí)比較分散。此外，沖壓過程中半成品的傳遞方式也不同，多工位傳遞模具半成品分離于條料載體，半成品的傳遞靠機(jī)械手；而多工位級進(jìn)模具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。

4.合理應(yīng)用

多工位傳遞模具適用于電子、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、輪胎轂等。此外應(yīng)有相應(yīng)的多工位沖壓設(shè)備。

5.兩種高效模具的使用特點(diǎn)比較

多工位級進(jìn)模具、多工位傳遞模具的使用特點(diǎn)比較見附表。□

多工位級進(jìn)模具、多工位傳遞模具的使用特點(diǎn)比較表

序號項(xiàng)目多工位級進(jìn)模多工位傳遞模沖壓特征：①?zèng)_壓工序的組合程度較高（壓力機(jī)在一次行程內(nèi)，在固定的幾個(gè)工位上模具完成相應(yīng)的沖壓工序，即工序數(shù)會(huì)受工位數(shù)的限制）②適用生產(chǎn)批量與特點(diǎn)適合中小件、大批量生產(chǎn)適合殼類小型拉深件、大批量生產(chǎn)③最佳工序種類沖裁、彎曲、成形拉深④翻轉(zhuǎn)和變更沖壓方向翻不能、變更沖壓方向可能可能⑤增加工位數(shù)的可能性可能有空工位的情況下增加可能⑥復(fù)雜的彎曲加工原則上可以，但應(yīng)有一定限度，否則模具十分復(fù)雜應(yīng)有一定限度高（壓力機(jī)在一次行程內(nèi)，在一副模具的多個(gè)工位上同時(shí)可以完成多道沖壓工序，原則上工序多少不受限制）8 9送料與完成工序的方式手送料或采用自動(dòng)送料。工序件跟隨條料、帶料送進(jìn)。在壓力機(jī)的一次行程內(nèi)，在一副模具的多個(gè)工位同時(shí)完成多道工序的加工坯料切離后由機(jī)械手夾持自動(dòng)送料。工序件（半成品）在多工位壓力機(jī)各工位分別完成各工序。高10模具制造成本（造價(jià)）結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造和調(diào)試難度大，價(jià)格與工位數(shù)成正比例上升沖裁簡單形狀零件比復(fù)合模低較高11模具制造難易程度困難不難12模具硬質(zhì)合金料的應(yīng)用可以可以13模具安裝調(diào)整與操作安裝、操作簡單，調(diào)整難些多工位分別安裝，模具較簡單，調(diào)整稍難14模具修理、維護(hù)比較困難（個(gè)別小凸模的更換由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)維修更換方便，使模具修理變得方便）容易（多工位每副模具為獨(dú)立結(jié)構(gòu)，便于維修、保養(yǎng)）15模具壽命高最高16應(yīng)用的廣泛程度多（除高速?zèng)_壓外，對壓力機(jī)的要求不太嚴(yán)，但行程最好都是可調(diào)式）少（受沒有多工位壓力機(jī)和適用性的限制）