模具技術水平的高低是衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，隨著我國工業(yè)進一步的發(fā)展要求模具行業(yè)向大型，精密，高效，多功能方向展，其中一個重要的途徑是將模具與自動化結合，本文結合冷沖壓模具領域經(jīng)驗及自動化技術，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)展關鍵是模具制造技術，模具材料及模具人才。模具技術的發(fā)展是模具工業(yè)發(fā)展的一個關鍵因素，其發(fā)展目標是適應模具產(chǎn)品交期短，精度高，質量好，價格低的要求，其中一個重要的方向是大力發(fā)展模具自動化。


沖壓模具相關自動化開發(fā)是將傳統(tǒng)模具與光機電技術結合，將多制程的自動化模組集成在模具內(nèi)，通過電氣控制，實現(xiàn)全連續(xù)模生產(chǎn)，從而節(jié)省大量機臺和人力，達到效率最大化，制程最優(yōu)化，效益最大化。


二、沖壓自動化生產(chǎn)的優(yōu)勢


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，沖壓力使材料變形，切斷，彎曲，成型等的加工，可以實現(xiàn)自動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，表面質量高，形狀復雜的零件，在市場上有極廣泛的應用，但目前較多數(shù)的沖壓模具生產(chǎn)都采用手動的方式，極大的制約了其發(fā)展。


手動沖壓加工的問題點有：


1、沖壓加工屬重體力作業(yè)，且具有一定的危險性，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，新沖壓及模具技術的未及時導入，造成實際生產(chǎn)時效率低，成本高；


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


三、沖壓自動化生產(chǎn)技術發(fā)展實例


1、模內(nèi)鉚螺柱技術


（1）傳統(tǒng)鉚螺柱技術：采用連續(xù)模下料，人工將螺柱放入產(chǎn)品，再由工站模進行鉚合。此生產(chǎn)方式需要較多機臺和人力，勞動強度大，效率低。


（2）創(chuàng)新型模內(nèi)鉚螺柱技術：該技術采用振動盤和直振將螺柱有序排列，進入分料桿前端，上模插刀驅動分料桿一次導引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，進入待鉚合狀態(tài)。


鉚合時，夾緊滑塊先夾緊螺柱，對螺柱精確定位，模具在下行過程中，浮升鉚合沖頭下行，叉刀驅動側滑塊向兩邊運動，夾緊滑塊分開。浮升鉚合沖頭運動到位后，上模繼續(xù)下行，鉚合沖頭驅動螺柱完成鉚合，實現(xiàn)全連續(xù)模生產(chǎn)。

鉚螺柱結構示意圖

2、模內(nèi)伺服攻牙技術

（1）傳統(tǒng)攻牙技術：采用連續(xù)模下料，人工將產(chǎn)品放入臺式攻牙機進行攻牙。此生產(chǎn)方式需要較多機臺和人力，勞動強度大，效率低。


（2）創(chuàng)新型伺服模內(nèi)攻牙技術：該技術采用伺服電機驅動，高精度齒輪傳動，萬向節(jié)連接齒輪軸和牙桿軸。下模采用活動脫板結構，上模下行先壓料再攻牙。牙桿設計快換式夾緊機構，可快速更換絲錐。


整個攻牙模組結構緊湊，可全部集成在下模內(nèi)，拆卸維修快速方便。萬向接結構，攻牙軸位置可隨意調(diào)整，通用性強。模內(nèi)最多可同步攻牙20PCS，產(chǎn)能可達2000PCS/小時，實現(xiàn)全連續(xù)模生產(chǎn)。

伺服攻牙結構示意圖

3、模內(nèi)鉚合，貼膠集成技術

（1）傳統(tǒng)鉚合，貼合技術：采用連續(xù)模下料，工站模人工放螺柱進行鉚合，再由人工貼膠。此生產(chǎn)方式需要較多機臺和人力，勞動強度大，效率低。


（2）創(chuàng)新型模內(nèi)鉚合，貼膠集成技術：該技術首先將模內(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構，剝膠機構，貼合機構，收料機構，電氣控制。整個模組獨立快拆，方便維修。


上料機構置于模具前端，便于更換料卷。動力采用伺服控制，運行穩(wěn)定可靠。貼合機構設計一模三穴，匹配模具產(chǎn)能，實現(xiàn)全連續(xù)生產(chǎn)，產(chǎn)能可達1800PCS/小時。

集成模組結構示意圖

4、多料帶鉚合技術

（1）傳統(tǒng)多產(chǎn)品互鉚技術：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，用工站模進行鉚合。此生產(chǎn)方式需要較多機臺和人力，勞動強度大，效率低。


（2）創(chuàng)新型多料帶鉚合技術：該技術是將多個產(chǎn)品集成在一套模具內(nèi)完成，根據(jù)產(chǎn)品鉚合方式，分別設計平行送料和垂直送料。平行送料由沖床自帶送料機完成，垂直送料由兩組微型氣動送料機構完成，送料機構1在前端拉料，送料機構2實現(xiàn)精準送料。


需鉚合的產(chǎn)品由料帶或輸送機構送至鉚合位置，上模下行進鉚合，最后產(chǎn)品切斷出料。該技術實現(xiàn)了多產(chǎn)品全連續(xù)模生產(chǎn)，產(chǎn)能可達2000PCS/小時。

多料帶鉚合結構示意圖

經(jīng)過多年的實踐探索，沖壓自動化生產(chǎn)已取得可喜的成果，通過生產(chǎn)導入，帶來可觀的經(jīng)濟效益，工業(yè)是立國之本，強國之基。而模具作為工業(yè)之母，其地位之重要可想而知。


目前國家大力落實推動制造業(yè)升級發(fā)展，模具向自動化方向轉型是必由之路，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)的核心競爭力。


注塑模具的五大特點，你能說完嗎？

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，不僅要求工人技術水平高、輔助工夾具多、刀具多，而且加工的周期長。


2、精度和表面質量要求高，使用壽命要求長


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，相應的注塑模具零件的尺寸精度要求達到IT5-6，表面粗糙度Ra0.1μm以下。激光盤記錄面的粗糙度要達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到0.01μm以下。


長壽命注塑模具對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，有時內(nèi)壓可以達到100MPa。


頂出裝置是影響制品變形和尺寸精度的重要因素，因此應該選擇最佳的頂出點，以使各處脫模均勻。高精度注塑模具在結構上多數(shù)采用鑲拼或全拼結構，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，制造時間緊


模具專家羅百輝認為，對于注塑件而言，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。


因為對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，還需要反復地試模與修正，使開發(fā)和交貨的時間非常緊張。


4、異地設計、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計，模具制造廠家根據(jù)用戶的要求，設計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)品的設計、模具設計制造和制品的生產(chǎn)異地進行的情況。


5、專業(yè)分工，動態(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準件，大到模架，小到頂針，這些不能也不可能只由一個廠家單獨完成，且制造工藝復雜，普通設備和數(shù)控設備使用極不均衡。