一種新型五金模具抬料塊的結構優化

周剛 鄺嘉豪

?

一種新型五金模具抬料塊的結構優化

周剛 鄺嘉豪

（東莞市豪順精密科技有限公司）

針對傳統五金模具抬料塊采用整體式設計的不足，提出一種新型模具抬料塊的結構優化設計。在保證抬料塊與產品的接觸面積、受力情況不變條件下，抬料塊線割成弓型結構，采用部分分離的方法，把抬料塊需要避位部分設計成獨立結構。結果表明：新的抬料塊結構不但強化各個模板的強度，還有效延長模具的壽命，并對五金件的設變、更改預留剩余空間，有效提高產品的互換性。

五金模具；抬料塊；結構優化

0 引言

五金產品因具有穩定性好、易成型、成本低廉等特點而廣泛應用于生產生活中，其成型由五金模具控制。隨著產品更新速度加快及產品質量要求的提升，五金模具制造精度及強度需滿足更高的要求，大型、精密、復雜、長壽命是五金模具發展的必然趨勢，如何高效率制造可靠性強、精密性好的五金模具成為五金產品快速推廣的關鍵。在整個五金模具研發過程中，設計對模具的性能有著至關重要的影響。當前已有不少研究集中在模具設計方面，如李昌雪等（2011）對定位支架的成型工藝進行分析，設計一種生產定位支架的精密級進模，對類似零件的成型有一定的參考價值[1]；方衛國等（2014）介紹了一種新型級進模具的結構設計，提高產品質量精度，并使模具后期維修更加方便，具有較好的實用性[2]。現有研究較多集中在設計新型模具上，對傳統五金模具的研究較少，然而傳統模具的應用依然廣泛，對傳統五金模具進行優化勢必有助于改善現有五金產品生產工藝。本文針對傳統五金模具在沖壓過程中出現的摩擦問題，優化模具抬料塊的結構，提出一種改良浮升抬料塊模具的設計，增強模具的強度和剛度，有效提高模具的使用壽命，并提高產品的互換性[3]。

1 傳統模具抬料塊的結構

傳統沖壓模具結構圖如圖1所示，五金產品在沖壓時，上模板與下模板通過壓力機的作用使模具閉合，然后上模沖頭作用于料帶，在沖裁力的作用下使產品成型，成型完畢料帶回歸到原位置。浮生抬料塊的作用是使料帶回位。

圖1 傳統沖壓模具結構圖

沖裁過程因模具的裝配工藝及轉配間隙的差異，料帶和模具之間有時會產生很大的摩擦力，若摩擦力大于浮生抬料塊的彈力，則產品料帶無法順利向前移動，進而影響下一工站的沖壓。為抵消產品與模具之間產生的摩擦力，模具需精密設計，以確保浮生抬料塊產生不同大小的彈力。模具行業常見傳統抬料塊的結構如圖2所示，浮生抬料塊一般有圓形和方形，通常由模具的尺寸和產品沖壓工藝決定。方形浮生塊在沖裁較大產品時運用較為廣泛，特別是連續模，其產品的受力面積較大，浮生塊產生的彈力較分散，料帶更易脫離下模板。

由圖2可見，抬料塊采用整體式設計，模具閉合時，下模板需給出讓位，即對下模板進行線割加工，加工完畢下模板避位孔形成一個通孔，模具閉合時與抬料塊相吻合，實現讓位動作。這種結構在實際應用中有較大的弊端。若產品設變，需在此處增加沖孔或者折彎等動作時，則會在此處增加鑲件或者入塊，需要再對模板進行線割加工。隨著線割次數過多，模板強度就會隨之下降，相應模具的壽命就會大大縮短，極大地增加模具制造、使用成本。

圖2 傳統抬料塊的結構圖

2 弓形抬料塊的結構優化

改進后的抬料塊結構圖如圖3所示，經過反復推敲和實踐，對抬料塊的結構進行優化，即在保證抬料塊與產品的接觸面積不變、受力情況不變的條件下，把抬料塊線割成弓形結構，將抬料塊需避位部分設計成獨立結構，從整體分離出去。

圖3 改進后的抬料塊結構圖

結構優化前后的實物圖如圖4所示，弓形抬料塊在結構上，摒棄了整體式抬料塊的結構，在不影響抬料塊功能的前提下，實現了抬料動作。同時下模板也不用完全割成通孔，模板大部分相連，只需銑削部分讓位，模板強度大幅改善，同時也方便改模。

圖4 結構優化前后的實物圖

相對于整體式抬料塊，弓形抬料塊具有以下優點：1) 增強了模板的強度和剛度，延長了模具的使用壽命，改善了模具尺寸的穩定性，這對增強模具企業的競爭力、降低模具使用成本有著重要意義；2) 對設變改模預留了空間，產品的互換性得到提高，可針對各種可能的產品預留空間，一旦需要，就可以迅速投入生產，大大節約了模具投入資金和更換模具所需的人力物力，這對生產企業降低成本很有意義。

弓形抬料塊在實際組模過程中已經得到大量運用，對于大型的連續模來說運用效果更明顯。該技術在實際應用中大幅降低了企業的制造成本，而且由于有預留的避空和鑲件，產品更換時換模時間大幅縮短，生產線可以迅速恢復生產，相關技術獲得了實用新型發明專利授權[3]。

3 結語

技術更完善、結構更合理的五金模具是生產制造壽命更長、性能更佳五金產品的先決條件。傳統整體式抬料塊不利于減小模具在沖壓過程中出現的摩擦，造成模具壽命較短。本文提出改進的抬料塊采用弓形結構，在保證抬料塊與產品的接觸面積不變、受力情況不變的條件下，將抬料塊需避位部分設計成獨立結構，從整體分離出去，為設變改模預留了空間，提高模具互換性，增強了模板的強度和剛度。

[1] 李昌雪,李捷.定位支架級進模設計[J].模具工業,2011,37(5): 37-40.

[2] 方衛國,劉其家,李健平.一種新型級進模具結構設計和工作過程分析[J[.模具技術,2014(1):24-28.

[3] 郝建廣,詹海潮,全洪杰,等.一種改良浮升抬料塊的模具:中國,CN201520910602.0 [P]. 2016-04-13.

Structure Optimization of a New Type of Hardware Mold Lifting Blocks

Zhou Gang Kuang Jiahao

(Dongguan Haoshun Precision Technology Co., Ltd.)

Focusing on the problem of the traditional hardware mold lifting block using the overall shape, a new structure optimization design of mold lifting block is proposed. Under the condition that the connect area between the lifting block and the product is guaranteed and the force is unchanged, the lifting block was cut into a bow-type structure. With partial separation method, the part of the lifting block need to change was designed into independent structure. The results show that the new material structure not only strengthens the strength of each template, but also prolongs the life of the die effectively, and reserves the effective remaining space for the setting and changing of the hardware. The new design of mold lifting block effectively improve the service life of the mold, and improve product interchangeability.

Hardware Mold; Lifting Block; Structural Optimization

周剛，男，1987年生，大專，主要從事五金沖壓產品工藝工程。

鄺嘉豪，男，1989年生，本科，主要從事自動化設備的研發與維護。