模具技術(shù)水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，隨著我國(guó)工業(yè)進(jìn)一步的發(fā)展要求模具行業(yè)向大型，精密，高效，多功能方向展，其中一個(gè)重要的途徑是將模具與自動(dòng)化結(jié)合，本文結(jié)合冷沖壓模具領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)及自動(dòng)化技術(shù)，共同探討沖壓模具發(fā)展方向。


一、冷沖壓模具發(fā)展現(xiàn)狀


沖壓模具的發(fā)展關(guān)鍵是模具制造技術(shù)，模具材料及模具人才。模具技術(shù)的發(fā)展是模具工業(yè)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵因素，其發(fā)展目標(biāo)是適應(yīng)模具產(chǎn)品交期短，精度高，質(zhì)量好，價(jià)格低的要求，其中一個(gè)重要的方向是大力發(fā)展模具自動(dòng)化。


沖壓模具相關(guān)自動(dòng)化開發(fā)是將傳統(tǒng)模具與光機(jī)電技術(shù)結(jié)合，將多制程的自動(dòng)化模組集成在模具內(nèi)，通過電氣控制，實(shí)現(xiàn)全連續(xù)模生產(chǎn)，從而節(jié)省大量機(jī)臺(tái)和人力，達(dá)到效率最大化，制程最優(yōu)化，效益最大化。


二、沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)


沖壓加工是指在沖床上安裝模具，將板狀的材料通過模具之間時(shí)，沖壓力使材料變形，切斷，彎曲，成型等的加工，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化加工的沖壓工藝有：五金件鉚接，攻絲，產(chǎn)品自鉚互鉚，小組件集成生產(chǎn)。


沖壓工藝因其互換性好，節(jié)省材料，有其他加工方法難以制造的壁薄，重量輕，剛性好，表面質(zhì)量高，形狀復(fù)雜的零件，在市場(chǎng)上有極廣泛的應(yīng)用，但目前較多數(shù)的沖壓模具生產(chǎn)都采用手動(dòng)的方式，極大的制約了其發(fā)展。


手動(dòng)沖壓加工的問題點(diǎn)有：


1、沖壓加工屬重體力作業(yè)，且具有一定的危險(xiǎn)性，造成沖壓企業(yè)招工難；


2、手工沖壓需要作業(yè)空間大，半成品的存量大，新沖壓及模具技術(shù)的未及時(shí)導(dǎo)入，造成實(shí)際生產(chǎn)時(shí)效率低，成本高；


3、手工沖壓因設(shè)備故障或人身因素引發(fā)安全傷害事故，沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)線很大程度上彌補(bǔ)了上述不足，隨著電子產(chǎn)品少量多樣時(shí)代的到來(lái)，再加上招工難用工貴等因素影響，冷沖壓領(lǐng)域自動(dòng)化發(fā)展是其必然要求。


三、沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展實(shí)例


1、模內(nèi)鉚螺柱技術(shù)


（1）傳統(tǒng)鉚螺柱技術(shù)：采用連續(xù)模下料，人工將螺柱放入產(chǎn)品，再由工站模進(jìn)行鉚合。此生產(chǎn)方式需要較多機(jī)臺(tái)和人力，勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低。


（2）創(chuàng)新型模內(nèi)鉚螺柱技術(shù)：該技術(shù)采用振動(dòng)盤和直振將螺柱有序排列，進(jìn)入分料桿前端，上模插刀驅(qū)動(dòng)分料桿一次導(dǎo)引1PCS螺柱，被分料后的螺柱在氣的作用下經(jīng)軌道送至模具內(nèi)部鉚合點(diǎn)，進(jìn)入待鉚合狀態(tài)。


鉚合時(shí)，夾緊滑塊先夾緊螺柱，對(duì)螺柱精確定位，模具在下行過程中，浮升鉚合沖頭下行，叉刀驅(qū)動(dòng)側(cè)滑塊向兩邊運(yùn)動(dòng)，夾緊滑塊分開。浮升鉚合沖頭運(yùn)動(dòng)到位后，上模繼續(xù)下行，鉚合沖頭驅(qū)動(dòng)螺柱完成鉚合，實(shí)現(xiàn)全連續(xù)模生產(chǎn)。

鉚螺柱結(jié)構(gòu)示意圖

2、模內(nèi)伺服攻牙技術(shù)

（1）傳統(tǒng)攻牙技術(shù)：采用連續(xù)模下料，人工將產(chǎn)品放入臺(tái)式攻牙機(jī)進(jìn)行攻牙。此生產(chǎn)方式需要較多機(jī)臺(tái)和人力，勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低。


（2）創(chuàng)新型伺服模內(nèi)攻牙技術(shù)：該技術(shù)采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，高精度齒輪傳動(dòng)，萬(wàn)向節(jié)連接齒輪軸和牙桿軸。下模采用活動(dòng)脫板結(jié)構(gòu)，上模下行先壓料再攻牙。牙桿設(shè)計(jì)快換式夾緊機(jī)構(gòu)，可快速更換絲錐。


整個(gè)攻牙模組結(jié)構(gòu)緊湊，可全部集成在下模內(nèi)，拆卸維修快速方便。萬(wàn)向接結(jié)構(gòu)，攻牙軸位置可隨意調(diào)整，通用性強(qiáng)。模內(nèi)最多可同步攻牙20PCS，產(chǎn)能可達(dá)2000PCS/小時(shí)，實(shí)現(xiàn)全連續(xù)模生產(chǎn)。

伺服攻牙結(jié)構(gòu)示意圖

3、模內(nèi)鉚合，貼膠集成技術(shù)

（1）傳統(tǒng)鉚合，貼合技術(shù)：采用連續(xù)模下料，工站模人工放螺柱進(jìn)行鉚合，再由人工貼膠。此生產(chǎn)方式需要較多機(jī)臺(tái)和人力，勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低。


（2）創(chuàng)新型模內(nèi)鉚合，貼膠集成技術(shù)：該技術(shù)首先將模內(nèi)鉚螺柱模組集成在連續(xù)模具內(nèi)，貼膠模組包含上料機(jī)構(gòu)，剝膠機(jī)構(gòu)，貼合機(jī)構(gòu)，收料機(jī)構(gòu)，電氣控制。整個(gè)模組獨(dú)立快拆，方便維修。


上料機(jī)構(gòu)置于模具前端，便于更換料卷。動(dòng)力采用伺服控制，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。貼合機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)一模三穴，匹配模具產(chǎn)能，實(shí)現(xiàn)全連續(xù)生產(chǎn)，產(chǎn)能可達(dá)1800PCS/小時(shí)。

集成模組結(jié)構(gòu)示意圖

4、多料帶鉚合技術(shù)

（1）傳統(tǒng)多產(chǎn)品互鉚技術(shù)：多產(chǎn)品互鉚通常先用幾套模具分別將產(chǎn)品單件生產(chǎn)出，再由人工將產(chǎn)品組合在一起，用工站模進(jìn)行鉚合。此生產(chǎn)方式需要較多機(jī)臺(tái)和人力，勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低。


（2）創(chuàng)新型多料帶鉚合技術(shù)：該技術(shù)是將多個(gè)產(chǎn)品集成在一套模具內(nèi)完成，根據(jù)產(chǎn)品鉚合方式，分別設(shè)計(jì)平行送料和垂直送料。平行送料由沖床自帶送料機(jī)完成，垂直送料由兩組微型氣動(dòng)送料機(jī)構(gòu)完成，送料機(jī)構(gòu)1在前端拉料，送料機(jī)構(gòu)2實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)送料。


需鉚合的產(chǎn)品由料帶或輸送機(jī)構(gòu)送至鉚合位置，上模下行進(jìn)鉚合，最后產(chǎn)品切斷出料。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了多產(chǎn)品全連續(xù)模生產(chǎn)，產(chǎn)能可達(dá)2000PCS/小時(shí)。

多料帶鉚合結(jié)構(gòu)示意圖

經(jīng)過多年的實(shí)踐探索，沖壓自動(dòng)化生產(chǎn)已取得可喜的成果，通過生產(chǎn)導(dǎo)入，帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益，工業(yè)是立國(guó)之本，強(qiáng)國(guó)之基。而模具作為工業(yè)之母，其地位之重要可想而知。


目前國(guó)家大力落實(shí)推動(dòng)制造業(yè)升級(jí)發(fā)展，模具向自動(dòng)化方向轉(zhuǎn)型是必由之路，給模具插上智慧的翅膀，將顯著提升企業(yè)提升在行業(yè)內(nèi)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。


注塑模具的五大特點(diǎn)，你能說(shuō)完嗎？

1、型腔及型芯呈立體型面


塑件的外部和內(nèi)部形狀是由型腔和型芯直接成型的，這些復(fù)雜的立體型面加工難度比較大，特別是型腔的盲孔型內(nèi)成型表面加工，如果采用傳統(tǒng)的加工方法，不僅要求工人技術(shù)水平高、輔助工夾具多、刀具多，而且加工的周期長(zhǎng)。


2、精度和表面質(zhì)量要求高，使用壽命要求長(zhǎng)


目前一般塑件的尺寸精度要求為IT6-7，表面粗糙度Ra0.2-0.1μm，相應(yīng)的注塑模具零件的尺寸精度要求達(dá)到IT5-6，表面粗糙度Ra0.1μm以下。激光盤記錄面的粗糙度要達(dá)到鏡面加工的水平的0.02-0.01μm這就要求模具的表面粗糙度達(dá)到0.01μm以下。


長(zhǎng)壽命注塑模具對(duì)于提高高效率和降低成本是很必要的，目前注塑模具的使用壽命一般要求100萬(wàn)次以上。精密注塑模要用剛度大的模架，增加模板的厚度，增加支承柱或錐形定位元件以防止模具受壓力后產(chǎn)生變形，有時(shí)內(nèi)壓可以達(dá)到100MPa。


頂出裝置是影響制品變形和尺寸精度的重要因素，因此應(yīng)該選擇最佳的頂出點(diǎn)，以使各處脫模均勻。高精度注塑模具在結(jié)構(gòu)上多數(shù)采用鑲拼或全拼結(jié)構(gòu)，這要求模具零部件的加工精度、互換性均大為提高。


3、工藝流程長(zhǎng)，制造時(shí)間緊


模具專家羅百輝認(rèn)為，對(duì)于注塑件而言，大多是與其它零部件配套組成完整的產(chǎn)品，而且在很多的情況下都是在其它部件已經(jīng)完成，急切等待注塑件的配套上市。


因?yàn)閷?duì)制品的形狀或尺寸精度要求很高，加之由于樹脂材料的特性各異，模具制造完成后，還需要反復(fù)地試模與修正，使開發(fā)和交貨的時(shí)間非常緊張。


4、異地設(shè)計(jì)、異地制造


模具制造不是最終目的，而是由用戶提出最終制品設(shè)計(jì)，模具制造廠家根據(jù)用戶的要求，設(shè)計(jì)制造模具而且在大多數(shù)情況下，制品的注射生產(chǎn)也在別的廠家。這樣就造成了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)制造和制品的生產(chǎn)異地進(jìn)行的情況。


5、專業(yè)分工，動(dòng)態(tài)組合


模具生產(chǎn)批量小，一般屬于單件的生產(chǎn)，但是模具需要很多的標(biāo)準(zhǔn)件，大到模架，小到頂針，這些不能也不可能只由一個(gè)廠家單獨(dú)完成，且制造工藝復(fù)雜，普通設(shè)備和數(shù)控設(shè)備使用極不均衡。