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轉發（fā）自：衝模（mó）技術（shù）

作者：張雲亮1，張澤浩2

l.深圳市（shì）福沃德模具有限公司（廣東深圳518000）

2 ·深圳市基石模具科技有限（xiàn）公司（廣東深圳（zhèn）518000）

，通過衝壓模對各種不同規格（gé）尺寸的材料進行衝裁和成形加工，製成所需要尺寸和形狀的製件。

衝（chōng）壓模一般山凸凹（āo）模、壓（卸（xiè））料板、墊板、固定

·

板、模座、墊鐵、導柱及壓卸料功（gōng）能元件等構成。模具的壓卸料功能通常由壓（卸）料板以及模具中的（de）彈（dàn）性或壓力元件來實現，其作用是在衝壓作業開始時將模具中的材料壓（yā）住，使（shǐ）材料在模具裏保持一個（gè）正確和相同的位置，並且在衝壓作業（yè）過程中提供足夠大的壓料力和（hé）卸料力，最終使衝裁、成形等加工（gōng）作（zuò）業能順（shùn）利、穩定的進行，因（yīn）此模具的壓卸料功能是衝壓模至關（guān）重（chóng）要（yào）、並且必（bì）不可少（shǎo）的功能模塊。

衝壓模的特點，即模具（jù）“一模一樣"，衝壓製件不同則模具不同；各功能元件均為一對一配置，模具需（xū）要根據加工製（zhì）件大小、衝壓力載荷以及（jí）衝床的（de）規格等條件來進行（háng）設計。

衝壓模的壓卸料功能元件通常置於模具裏，這使得模具需要做（zuò）到具有足夠的厚度；少量彎曲（qǔ）模具外掛於下（xià）模座外，均為一對一配置，不具備互（hù）換功能。

目前常用的壓卸（xiè）料功能元件都是彈性元件，如優力膠、橡膠、金屬彈簧和氮氣彈簧等，其中（zhōng）優力膠（jiāo）、橡膠和金屬彈簧（huáng）的特點在於初始壓力為零，壓力大小（xiǎo）與壓縮量成正比，為了獲得使用時的初始壓力（lì）必須預壓彈簧長度5％％的壓縮量，由於每種彈性元件的壓縮量是一定的

如衝壓模中常用（yòng）的重載荷彈簧SWB （日本MISUMI公司彈簧編號）類的有效壓縮量是彈簧長（zhǎng）度的20％，這就意味著SWB彈簧（huáng）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（bú）少於7mm

因此衝壓（yā）模使（shǐ）用的SWB彈簧長度通常大於50mm；氮氣彈簧（huáng）是（shì）預置壓縮氮（dàn）氣的單（dān）活塞杆氣壓缸，其優點在於初始壓力較大，但其長度通常大於80mmo這些（xiē）壓卸料功（gōng）能元件置於模具的上下模裏，模（mó）具需要設計達到（dào）一（yī）定厚（hòu）度才能（néng）實現，其結果模具不僅（jǐn）顯得笨（bèn）重，而且（qiě）浪費大（dà）量優質（zhì）鋼材。

在這樣的背景之下，對模具企業而言，如（rú）何在保證模具質量的前提（tí）下降（jiàng）低模具的成本將會（huì）是一個挑戰。

再者，現在許多的產（chǎn）品（pǐn）開（kāi）發周期進一步縮短（duǎn），尤其以時尚電子產（chǎn）品為代表，模具企（qǐ）業將（jiāng）麵臨如何提升效率以縮短模具的設計和製造周期；第三，提高模具的（de）可（kě）靠性、穩定性和安全性，避免（miǎn）模具時常不卸料、製件尺寸波動大、模具損壞以及人員工傷（shāng）事故等（děng）情況（kuàng）的發生。

提高衝壓製件（jiàn）精度（dù）和質量穩定性及提高模具安全性的有效方法是使模具擁有足夠大的壓（卸）料力。

增加彈簧長度和增大預壓力隻能部分增大模具的壓（卸）料力，並（bìng）且使模具厚度相應增加，提高了模具成本。氣墊（氣缸）的出現和應用解決了提（tí）高下（xià）模壓（卸）料（liào）力不足的問題（這類（lèi）模具通（tōng）常（cháng）是向上（shàng）彎曲模），但它解決不了上模壓（卸）料力不足的問題（這類模具通常是衝裁模和向下彎曲（qǔ）模）。

氮（dàn）氣彈（dàn）簧的出現和應用提高了模具的壓（卸（xiè））料力，但其缺點是使模具厚度進一步增加，並且加上其本身（shēn）價格昂貴，經濟性（xìng）差，使得（dé）模具成本進一步提高。

綜（zōng）上所述（shù），衝壓（yā）模亟待（dài）解決的問題有降低模具成本，縮短製模周期，提高（gāo）模（mó）具的安全性（xìng）、可靠性和穩定性，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（chōng）壓模的（de）模塊（kuài）化創新需考慮通用性、功能性、獨（dú）立性、互換性、安全性、經濟性和可持續性等幾個方麵的因素。

衝壓（yā）模（mó）的壓卸料功能符合這（zhè）些特征，因此可以實施（shī）模塊化創新。

通過模具結構創新，對衝壓模進（jìn）行係統重構。把現有衝壓模結構（gòu）進行模塊化拆分，變為“通用標準化組件" + “一（yī）模一樣"結構，使“一模一樣"這（zhè）部分的（de）結構簡化。

模具中（zhōng）提供壓（卸）料功能的彈性或壓力元件一般有彈簧、優力膠或氮氣彈簧（huáng）等。通常情況下，壓力元件（jiàn）是每（měi）個（gè）模具（jù）的組成部分，且每個模具使用的壓力元件類型、數量都不相同。

將現有衝壓（yā）模的壓（yā）（卸）料功能（néng）元件（jiàn）和墊鐵配高部分分離出來，組成為一種具有互換性的、通用獨立（lì）的和可持續性的外置式衝壓（yā）模（mó） “通用標準化組件"，將其命名為“模具平台

如圖（tú）1所示（shì），模具平台主要由底（dǐ）座、卸料板、支撐柱、彈性（xìng）或壓力元件（彈（dàn）簧或氮氣（qì）彈簧）等部分組（zǔ）成。底座加工有U型安裝槽，用於和衝床滑塊（當模具平台在上模使用（yòng）時（shí））或工作（zuò）台（當模具平台在下模使用時）連接（jiē）。

模具平台與模具連（lián）接有兩種方式：一是通過模具平台內置的螺（luó）栓（shuān），鎖（suǒ）到模具模（mó）座上相應的螺孔內，如圖2所示，該方式模具平台通常用於上模；二是通（tōng）過模具平台兩（liǎng）側的T型槽，用T型螺栓螺（luó）母將模具和模具平台連接起（qǐ）來，如圖3所示，該方（fāng）式模具平台通常用於下模。

與（yǔ）傳統的模具中壓卸料（liào）功（gōng）能相比，沒有了模具裏空間和（hé）厚度（dù）的（de）限製，更多的彈性和壓力元件可以被放置在模具平台內（nèi）以增大（dà）壓（卸）料（liào）力，可以從根本上解決上模或下模壓（yā）（卸）料力不足的問題。

圖1模具平台結構（gòu）

圖2 模具平台用（yòng）於上模時

圖3 模具平（píng）台用於下模時

在模具平（píng）台的基礎上，衝壓模係統將創新為（wéi）“模具平台" +“新衝壓模"。新（xīn）衝（chōng）壓模裏不再設置壓卸料功能元（yuán）件，模具的壓卸料功能由模具的（de）卸料（liào）板和（hé）模具平台的卸（xiè）料（liào）板之間的傳力頂杆完成模具哪裏需要壓（卸（xiè））料力就在哪裏設（shè）置一個傳力頂杆

4模具平台的作用（1）降低（dī）模具成（chéng）本

在模具平台的基礎（chǔ）上，衝壓模的（de）結構被簡化，降低了模具的製造成本和儲存成本 模具中無需再設置壓（yā）卸料功能元件（jiàn）以及配高墊板；

上模（mó）座（當模具平台在上模使用時）或下模（mó）座（當模具平台在（zài）下模使用時）的厚度將減小30％、50％；模具平台可以（yǐ）替代上（下）模墊鐵（tiě）；減輕了模具的重量（liàng） 總體預估降（jiàng）低模具（jù）成本20％、40％。

（2）降低衝壓生產成本 在模具對金屬材料進行衝壓加工的過程中，金屬材料會發生分離、移動、扭曲（qǔ）和塑性變形等一係列複（fù）雜的變化，為了保證製件的尺寸和形狀（zhuàng）的穩定，需要足夠（gòu）大的壓（卸）料力。

模具從衝（chōng）壓開始到（dào）衝壓結束過程中，壓（卸）料力足夠大且變化幅度盡可能小，尤其（qí）是在模（mó）具開始衝壓時（shí）保持足夠大的（de）壓（卸）料力，對於模具穩定（dìng）生產非常重要（yào）精密衝壓（yā）製件要求的尺寸精度都很高（gāo），衝壓生產在一定的時間段內是連（lián）續生產的，生產的批量大。

如果因為模具不穩定，生產的製件中混有不良品，不管是選（xuǎn）別還是廢棄，都會（huì）導致衝壓生產（chǎn）成本的增加（jiā），影響企業的競爭力

對家電和IT等領域產品（pǐn）來說，大量薄板製件模具的特點是模具大而衝壓力小（xiǎo），由於衝（chōng）床的上滑塊比下工作台小（xiǎo）很多導致模具不能安裝在相應噸位的衝床上（shàng），而（ér）普遍存在模（mó）具安裝在更（gèng）大噸位衝（chōng）床的情況。

采用了模具平台後，由於是衝壓模與（yǔ）模具平台（tái）連接，平台再與衝（chōng）床滑塊連接，因此衝壓薄（báo）板（bǎn）的大型模具可以安裝在與衝裁力相匹配的小一級噸位衝床上（shàng）。例如， 250t衝床上使用（yòng）的模具在采（cǎi）用模具平台後，可以安裝在150t衝床上使（shǐ）用

模（mó）具平台提供了足夠大（dà）的壓（卸）料力，解決（jué）了衝壓模因卸（xiè）料力不足導致的損壞和維修，提高了（le）模具衝壓的穩（wěn）定（dìng）性和的生產效率，降低了模具的維修成本，減少了不良（liáng）品發生的概（gài）率，從而降低衝壓生產成本（běn）。

（3） 縮短製模周期。

由於模（mó）具結構的簡化，縮短了模具設計時（shí）間（在模具平（píng）台的基礎上（shàng）設計模具，對於壓卸料功能（néng）的配置隻需考慮頂杆的位（wèi）置）及減少了製造（zào）工作量（省去（qù）了墊板、墊鐵和原（yuán）模具中彈簧孔的加工），因此縮短了製模周期。

（4） 提高模具的可靠性與安全性。

如前麵所分析（xī），由於各種因素的限製，模（mó）具難以獲（huò）得足夠大的壓（卸）料力，因此，模具存在可靠性與（yǔ）安全跬隱患。

模具平台作為一個獨立的壓卸料功能裝置，不受模具裏空間的限製，其功（gōng）能優勢在於：一是可以布置更傳統110T模具壓力曲線圖（tú）

多的壓力元件來增大壓（卸）料力；二是壓力元件（jiàn）（如彈簧）可以有較大的預壓縮量（liàng），提高初始壓（yā）力，使模具的壓力曲線（xiàn）更平緩，如圖（tú）4所示；。是可以（yǐ）獲得更大的壓縮行程，該項優勢對拉伸和彎（wān）曲成（chéng）形尤為重要。

模具平台解決了模具（jù）工作中卸料力不足導致的有時不卸料的難題，提高了衝壓模的穩定性（xìng）和可靠性，從根本上解決了因（yīn）模具不卸料而導致的衝壓安全（quán）性問題。

可（kě）持續性。

作為具有互換性（xìng）和可持續性的工藝裝備模具平台可以重複性地與近似大小的不同類型的模具搭接使用（yòng），不會隨著模具的報廢而報廢。

（6）低碳環保（bǎo）。

由於模具平台的使用，製造模具的鋼材可以節省 20％、30％。以2011年為例，2011年全國衝壓模消耗鋼材約172萬噸推廣（guǎng）使用（yòng）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（fàng）1.9噸二（èr）氧化碳。

參照2010年（nián）的數據，中國（guó）噸鋼耗（hào）能0．73噸標煤/噸鋼，耗水8噸/噸鋼。即中國每年可節省（shěng）2弘37 · 7萬噸標煤，275 · 2、412 · 8萬噸水以及減（jiǎn）少65 · 4一98萬噸的碳排放。

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

壓（yā）縮行程（mm） 壓縮（suō）行程（mm）

圖4傳統衝壓模（mó）壓力曲線與（yǔ）使用模具平台後壓力曲線對比（bǐ）圖

110T模具平台壓（yā）力曲線（xiàn）圖

參考（kǎo）文獻

[刂 張雲（yún）亮，張澤浩·論衝壓模（mó）的可持續發展[J]模具製造，2014，

（6）：1一5

罔 趙孟棟．冷衝模設計[M] ·北京（jīng）：機械工業出版社，2008·

卩] 曾霞文·衝壓工藝及模具設計（jì）[M] ·北京：北京理工大學出版社，201L

[4] 中國機（jī）械（xiè）工業年（nián）鑒編輯委員會，中國模具工業協會中國模（mó）具工業年鑒2012[M]，北京：機械工業出版社，2012·

第（dì）一作（zuò）者簡介：張雲亮，男，19年生，北京理工大學工學（xué）碩士，北京大學光華管理學院EMBA；工程師；從事機製工藝、工裝、切削技術、衝壓模具技術、工程項目管理和經（jīng）營管理等科研工作30餘（yú）年，多項模具（jù）技（jì）術發明專利。

（收稿（gǎo）日期：2014一06一25）