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轉發自（zì）：衝模技術

作者：張雲亮，張澤浩2

l.深（shēn）圳市福（fú）沃德模具有限公司（廣東深（shēn）圳518000）

2 ·深圳市基石模具科技有限公司（廣東深圳518000）

模具的壓卸料功能通常由壓（卸）料板以及模具中的（de）彈性或壓力元件（jiàn）來實（shí）現，其（qí）作用是在衝壓作業開始時將（jiāng）模具中（zhōng）的材料壓住，使材料在模（mó）具裏保持一個正確和相同的位置，並且在（zài）衝壓作業過程（chéng）中提供足夠大的壓（yā）料力和卸料力，最終使衝裁、成形等加工作業能順利、穩定的進行，因此模具的壓（yā）卸料（liào）功能是衝壓模至關重要、並且必不可少的功能模（mó）塊。

衝壓模（mó）的特點，即模具“一（yī）模一樣（yàng）"，衝（chōng）壓製件不同則模具不同；各功能元件均為一（yī）對（duì）一配置，模具需要根據加（jiā）工製件大小（xiǎo）、衝壓力載荷以及（jí）衝床的規格等條件來進行設計。

衝壓模的壓卸料功能元件通常置於模具裏，這使得模（mó）具需要做到具有足夠的厚度；少量彎（wān）曲模具外（wài）掛於下模座外，均為一對（duì）一配（pèi）置，不具（jù）備互（hù）換功能。

目前常用的壓卸料功能元件都是彈性元件，如優力膠、橡（xiàng）膠、金屬彈（dàn）簧和氮氣彈簧等，其中優力膠、橡膠和金屬彈簧的特點在於初始（shǐ）壓力為零，壓力大小與壓縮量成正比，為了獲得使用時（shí）的（de）初始壓力（lì）必須預壓彈（dàn）簧長（zhǎng）度5％％的壓縮量，由（yóu）於每種彈性元件的壓縮量是一定的，如衝壓模中常用的重載荷彈簧SWB （日本MISUMI公司彈簧編號（hào））類的有效（xiào）壓縮（suō）量是彈簧（huáng）長度的20％

這就意味著SWB彈簧的使用壓（yā）縮量大約是其長度的12％、巧％，而衝壓模的使用壓縮量通常不少於7mm，因此衝壓模使用的SWB彈簧長（zhǎng）度通常（cháng）大於50mm；氮氣（qì）彈簧是預（yù）置壓縮氮氣（qì）的單活塞杆氣壓缸，其優點在於初始壓力較大，但其長度通常大（dà）於80mmo這些壓卸（xiè）料功能元件置於模具的上下模裏，模具需要設（shè）計達到一定厚度才能實現，其結果（guǒ）模具（jù）不（bú）僅顯得笨重，而且浪費大量優質鋼材。

在（zài）這樣的背景之下，對模具（jù）企業而言，如何在保證模具質量的前提下降低模具的成本將會是一個挑戰。

再者，現在（zài）許多的產品（pǐn）開發周期進一步縮短，尤其以時尚電子產品為代表，模具企業將麵臨如何提升效率以縮短模（mó）具（jù）的設計和製（zhì）造周期（qī）；第三，提高（gāo）模具的可靠性、穩定性（xìng）和安全性（xìng），避免模具時（shí）常不卸料、製件尺寸波（bō）動大、模具損壞以及（jí）人員工傷事故（gù）等情（qíng）況的發（fā）生。

提高（gāo）衝壓製件精度和質量穩（wěn）定性及（jí）提（tí）高模具安全（quán）性的有效方法是使模具擁有足夠大的壓（卸）料力。

增加（jiā）彈簧長度和增大預壓力隻能部分增大模具的壓（卸）料力（lì），並且使模具厚度相應增加，提高了模具成本。

氣墊（氣缸）的出現和（hé）應用解決（jué）了提（tí）高下模壓（卸）料力不（bú）足的問題（這類模具通常是向上彎曲模），但它解（jiě）決（jué）不了上模壓（卸）料（liào）力不足的問題（tí）（這類模具通常是衝裁（cái）模和向下彎曲（qǔ）模）。

氮氣（qì）彈簧的出現和應用提（tí）高了模具的壓（卸）料力，但（dàn）其（qí）缺點是使模（mó）具厚度進一步增加，並且加上（shàng）其本身價（jià）格昂貴，經濟性差，使得模具成本進一步提高。

綜上所述，衝壓模亟待解決的問題有降低模具（jù）成本，縮短製（zhì）模周期，提高模具的安全性、可靠性（xìng）和穩定性，以及如何充分利用模具的功能性元件等。

3衝壓模壓卸料功能模塊化創（chuàng）新

衝壓模的模塊化創新需（xū）考慮通用性（xìng）、功能性、獨立性、互換（huàn）性、安全性、經濟性和可持續性等幾個方麵的（de）因素。

衝壓模的壓卸料功能符合（hé）這些特征，因此可以實施模塊化創新。

通過模具結構創新，對衝壓模進行係統重（chóng）構。把現有衝壓（yā）模（mó）結構進行模塊化拆分，變為“通用標（biāo）準化組（zǔ）件" + “一模一樣"結構，使“一模一樣"這部分的結構簡化。

模具中提供壓（卸）料功能的彈性或（huò）壓力元件一般有彈簧、優力膠或（huò）氮氣彈簧等。通常情況下，壓力元（yuán）件是每個模具的（de）組（zǔ）成（chéng）部分，且每個模具使用的（de）壓力元件（jiàn）類型、數量都不相同。

將現有衝壓模的壓（卸）料功能元件（jiàn）和墊鐵配高部分分離出來（lái），組成為一種具有互（hù）換性的、通（tōng）用獨立的和可（kě）持續性的外置式衝壓模（mó） “通用標（biāo）準化組件"，將其命名為“模具（jù）平台（tái） 

如圖1所示（shì），模（mó）具平台（tái）主要由（yóu）底座、卸料板、支撐柱、彈性或壓力元件（彈簧（huáng）或氮氣（qì）彈簧（huáng））等部分組成。

底座加工有U型安裝槽，用於和衝床滑塊（當模具平台在上（shàng）模使用時）或（huò）工作台（當（dāng）模具平台在下模使（shǐ）用時）連接。

模具（jù）平台與模具連接有兩種方式：一是通過模具平台內置的螺栓，鎖到模具模座上（shàng）相應的螺孔內，如圖2所示，該方式模（mó）具平台通常用於（yú）上模；二是通過模（mó）具平台（tái）兩側（cè）的T型槽，用T型螺栓螺母將模具和模具平台連接起（qǐ）來，如圖3所示，該方式模具平台（tái）通常用於下模。

與傳統的模（mó）具中壓卸料（liào）功能（néng）相比，沒有了模具裏空間和厚度的限製，更（gèng）多的彈性和壓力元件可（kě）以被放置在模具平（píng）台內以增（zēng）大壓（卸）料力，可以從根本上解決上模或下模壓（卸）料（liào）力不足的問題。

圖1模具平台結構（gòu）

圖2 模具（jù）平台用於上模時（shí）

圖3 模具平台（tái）用於下模時

在模具平台的基礎上，衝壓模係（xì）統將創新為“模具平台" +“新（xīn）衝壓模"。

新衝（chōng）壓模裏不再設置壓卸料功能元（yuán）件，模具的壓（yā）卸料功（gōng）能由模具的卸料（liào）板（bǎn）和模具平台的卸料板（bǎn）之間的傳力頂杆完成模（mó）具哪裏需要壓（卸）料力（lì）就在哪裏設置一個傳力頂杆

4模具平（píng）台的作用（1）降低模具（jù）成（chéng）本

在模具平台的基礎上，衝（chōng）壓（yā）模的結（jié）構被簡化，降低（dī）了模具的製造成本和儲存成本（běn） 模具（jù）中（zhōng）無需再（zài）設置（zhì）壓卸料功（gōng）能元件以（yǐ）及配高墊板；上（shàng）模座（當模具平（píng）台在上模使用時）或下模座（當模具平台在下（xià）模使用時（shí））的厚度將減小30％、50％；模具平台可以替代（dài）上（shàng）

（下）模墊鐵；減輕了模具的重量 總體預估降低模（mó）具成本20％、40％。

（2）降低（dī）衝壓（yā）生（shēng）產成本 在模具對金屬材料進行衝壓加工的過（guò）程中，金屬材料會發生分（fèn）離、移動、扭曲和塑性變形等一係列複雜的（de）變化，為了保證製件的尺寸和形（xíng）狀的穩定，需要足夠大的壓（卸）料（liào）力。

模具從衝壓開始到衝壓結束過程中，壓（卸）料力足夠大且變化幅度盡可（kě）能小，尤其是在（zài）模具開始衝壓時保（bǎo）持足夠大的壓（卸）料力，對於模具穩定生產（chǎn）非常重要精密衝壓製（zhì）件（jiàn）要求（qiú）的尺寸精度都很高，衝壓生產在一定的時間段（duàn）內是連續生產的，生產的批（pī）量大。

如果因為模具不穩定，生產的製件（jiàn）中混有不良品，不管是選別還是廢棄，都會（huì）導致衝（chōng）壓生（shēng）產成本的增加，影響企業的競爭力對家電和IT等領域產品來說，大量薄板製（zhì）件模具的（de）特點是模具大而衝壓力小（xiǎo），由於衝床的上滑（huá）塊比下工（gōng）作台小很多導致模具不能安裝在（zài）相應噸位的衝床上，而普遍存在模具安裝在更大（dà）噸位衝床的情況。

采用（yòng）了模具平台後，由於是衝壓模與模具平台連接，平台再與（yǔ）衝床滑（huá）塊連接，因此衝（chōng）壓薄（báo）板的大型（xíng）模具可以安裝（zhuāng）在與衝裁力相匹（pǐ）配的小一級噸位（wèi）衝床上。

例如， 250t衝床上使用的模具在采用模具平台後（hòu），可以安裝在150t衝床上使用模具平（píng）台提供了足夠大的壓（卸）料力，解決了衝壓模因卸料力不足（zú）導致的損壞（huài）和維修，提高了（le）模具衝壓的穩定性（xìng）和的生產效率（lǜ），降低了模具的維修（xiū）成本，減（jiǎn）少了不良品發生的概率，從而降低衝壓生（shēng）產成本（běn）。

（3） 縮短製模（mó）周期。

由於模具結構的（de）簡化（huà），縮短了模（mó）具設計時間（在模具（jù）平台的（de）基（jī）礎上設計模具，對於壓卸料功能的（de）配置隻需考慮頂杆的位置（zhì））及減少了製造工作量（省去了墊板、墊鐵和原模具中彈簧孔的加工），因此縮短了製模周（zhōu）期。

（4） 提高模（mó）具的可靠性與安（ān）全性。

如（rú）前麵所分（fèn）析，由於各種因素的限（xiàn）製，模具難以獲得足夠大的壓（卸）料力，因此，模具存在可靠性與安全跬隱（yǐn）患。

模具平台作為一個獨立的壓卸料功能裝置（zhì），不受模具裏空間的限製，其功能優勢在於：一是可以布置更

傳統110T模具壓力（lì）曲線圖

多的壓力元件來增大壓（卸）料（liào）力（lì）；二是壓力（lì）元件（如（rú）彈簧）可以有較大的預壓縮量（liàng），提高初始壓力（lì），使模具的壓力曲線更平緩，如圖4所示；

是（shì）可以獲得（dé）更大的壓縮行程，該項優勢（shì）對拉伸和彎曲成（chéng）形尤為重要。

模具平台解決了模具工作中卸料力不足導（dǎo）致的有時不（bú）卸料的難題，提高（gāo）了衝壓（yā）模的穩定性和可靠性，從根本上解決了因模具不卸料而導致的衝壓安全性問題。

5）可（kě）持續性。

作為具有（yǒu）互換性和（hé）可持（chí）續性的工藝裝備模具平台可以重（chóng）複性地與近似大小的不（bú）同類型的模具搭接使用，不會隨著模具的（de）報廢而報廢。

（6）低碳環保（bǎo）。

由於模具平台的使用（yòng），製造模具的鋼材可以節省 20％、30％。以2011年（nián）為例，2011年全國衝壓模消耗鋼材（cái）約172萬噸推廣使用模具平台，每年可節省鋼材 34 ·4巧1.6萬噸。

根據《國際鋼鐵協會行動報告》，平均生產每噸鋼會排放1.9噸二氧化碳。參照2010年的數據，中國（guó）噸鋼耗能0．73噸標煤/噸鋼，耗水8噸/噸鋼。

即中國每年可（kě）節省2弘37 · 7萬（wàn）噸（dūn）標煤，275 · 2、412 · 8萬噸水（shuǐ）以及減少65 · 4一98萬噸的碳排放。

因此，模具平台的大（dà）規模使用可使衝壓模行業每年節省大量的優質鋼材以及彈簧和氮氣彈簧等標準件（jiàn），相應地節約生產這些鋼（gāng）材及標準件所消（xiāo）耗的原材料和能源資源，減少汙染和碳排放。

壓縮行程（mm） 壓縮行程（mm）

圖（tú）4傳統衝壓模壓力曲線與使用模具平台後壓力曲線對比（bǐ）圖

110T模具平台（tái）壓力曲線圖

參考文獻

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第一作者（zhě）簡介：張雲亮，男，19年生，北京理（lǐ）工大學工學碩士，北京大學光華管理學院EMBA；工程師；從事機製工藝（yì）、工裝、切（qiē）削技術、衝壓模具技術、工程項目管理和經營管理等科研工作30餘年（nián），多項模具（jù）技術發明專利。

（收稿日期：2014一06一25）0