模具技术水平的高低是衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，随着我国工业进一步的发展要求模具行业向大型，精密，高效，多功能方向展，其中一个重要的途径是将模具与自动化结合，本文结合冷冲压模具领域经验及自动化技术，共同探讨冲压模具发展方向。


一、冷冲压模具发展现状


冲压模具的发展关键是模具制造技术，模具材料及模具人才。模具技术的发展是模具工业发展的一个关键因素，其发展目标是适应模具产品交期短，精度高，质量好，价格低的要求，其中一个重要的方向是大力发展模具自动化。


冲压模具相关自动化开发是将传统模具与光机电技术结合，将多制程的自动化模组集成在模具内，通过电气控制，实现全连续模生产，从而节省大量机台和人力，达到效率最大化，制程最优化，效益最大化。


二、冲压自动化生产的优势


冲压加工是指在冲床上安装模具，将板状的材料通过模具之间时，冲压力使材料变形，切断，弯曲，成型等的加工，可以实现自动化加工的冲压工艺有：五金件铆接，攻丝，产品自铆互铆，小组件集成生产。


冲压工艺因其互换性好，节省材料，有其他加工方法难以制造的壁薄，重量轻，刚性好，表面质量高，形状复杂的零件，在市场上有极广泛的应用，但目前较多数的冲压模具生产都采用手动的方式，极大的制约了其发展。


手动冲压加工的问题点有：


1、冲压加工属重体力作业，且具有一定的危险性，造成冲压企业招工难；


2、手工冲压需要作业空间大，半成品的存量大，新冲压及模具技术的未及时导入，造成实际生产时效率低，成本高；


3、手工冲压因设备故障或人身因素引发安全伤害事故，冲压自动化生产线很大程度上弥补了上述不足，随着电子产品少量多样时代的到来，再加上招工难用工贵等因素影响，冷冲压领域自动化发展是其必然要求。


三、冲压自动化生产技术发展实例


1、模内铆螺柱技术


（1）传统铆螺柱技术：采用连续模下料，人工将螺柱放入产品，再由工站模进行铆合。此生产方式需要较多机台和人力，劳动强度大，效率低。


（2）创新型模内铆螺柱技术：该技术采用振动盘和直振将螺柱有序排列，进入分料杆前端，上模插刀驱动分料杆一次导引1PCS螺柱，被分料后的螺柱在气的作用下经轨道送至模具内部铆合点，进入待铆合状态。


铆合时，夹紧滑块先夹紧螺柱，对螺柱精确定位，模具在下行过程中，浮升铆合冲头下行，叉刀驱动侧滑块向两边运动，夹紧滑块分开。浮升铆合冲头运动到位后，上模继续下行，铆合冲头驱动螺柱完成铆合，实现全连续模生产。

铆螺柱结构示意图

2、模内伺服攻牙技术

（1）传统攻牙技术：采用连续模下料，人工将产品放入台式攻牙机进行攻牙。此生产方式需要较多机台和人力，劳动强度大，效率低。


（2）创新型伺服模内攻牙技术：该技术采用伺服电机驱动，高精度齿轮传动，万向节连接齿轮轴和牙杆轴。下模采用活动脱板结构，上模下行先压料再攻牙。牙杆设计快换式夹紧机构，可快速更换丝锥。


整个攻牙模组结构紧凑，可全部集成在下模内，拆卸维修快速方便。万向接结构，攻牙轴位置可随意调整，通用性强。模内最多可同步攻牙20PCS，产能可达2000PCS/小时，实现全连续模生产。

伺服攻牙结构示意图

3、模内铆合，贴胶集成技术

（1）传统铆合，贴合技术：采用连续模下料，工站模人工放螺柱进行铆合，再由人工贴胶。此生产方式需要较多机台和人力，劳动强度大，效率低。


（2）创新型模内铆合，贴胶集成技术：该技术首先将模内铆螺柱模组集成在连续模具内，贴胶模组包含上料机构，剥胶机构，贴合机构，收料机构，电气控制。整个模组独立快拆，方便维修。


上料机构置于模具前端，便于更换料卷。动力采用伺服控制，运行稳定可靠。贴合机构设计一模三穴，匹配模具产能，实现全连续生产，产能可达1800PCS/小时。

集成模组结构示意图

4、多料带铆合技术

（1）传统多产品互铆技术：多产品互铆通常先用几套模具分别将产品单件生产出，再由人工将产品组合在一起，用工站模进行铆合。此生产方式需要较多机台和人力，劳动强度大，效率低。


（2）创新型多料带铆合技术：该技术是将多个产品集成在一套模具内完成，根据产品铆合方式，分别设计平行送料和垂直送料。平行送料由冲床自带送料机完成，垂直送料由两组微型气动送料机构完成，送料机构1在前端拉料，送料机构2实现精准送料。


需铆合的产品由料带或输送机构送至铆合位置，上模下行进铆合，最后产品切断出料。该技术实现了多产品全连续模生产，产能可达2000PCS/小时。

多料带铆合结构示意图

经过多年的实践探索，冲压自动化生产已取得可喜的成果，通过生产导入，带来可观的经济效益，工业是立国之本，强国之基。而模具作为工业之母，其地位之重要可想而知。


目前国家大力落实推动制造业升级发展，模具向自动化方向转型是必由之路，给模具插上智慧的翅膀，将显着提升企业提升在行业内的核心竞争力。


注塑模具的五大特点，你能说完吗？

1、型腔及型芯呈立体型面


塑件的外部和内部形状是由型腔和型芯直接成型的，这些复杂的立体型面加工难度比较大，特别是型腔的盲孔型内成型表面加工，如果采用传统的加工方法，不仅要求工人技术水平高、辅助工夹具多、刀具多，而且加工的周期长。


2、精度和表面质量要求高，使用寿命要求长


目前一般塑件的尺寸精度要求为IT6-7，表面粗糙度Ra0.2-0.1μm，相应的注塑模具零件的尺寸精度要求达到IT5-6，表面粗糙度Ra0.1μm以下。激光盘记录面的粗糙度要达到镜面加工的水平的0.02-0.01μm这就要求模具的表面粗糙度达到0.01μm以下。


长寿命注塑模具对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寿命一般要求100万次以上。精密注塑模要用刚度大的模架，增加模板的厚度，增加支承柱或锥形定位元件以防止模具受压力后产生变形，有时内压可以达到100MPa。


顶出装置是影响制品变形和尺寸精度的重要因素，因此应该选择最佳的顶出点，以使各处脱模均匀。高精度注塑模具在结构上多数采用镶拼或全拼结构，这要求模具零部件的加工精度、互换性均大为提高。


3、工艺流程长，制造时间紧


模具专家罗百辉认为，对于注塑件而言，大多是与其它零部件配套组成完整的产品，而且在很多的情况下都是在其它部件已经完成，急切等待注塑件的配套上市。


因为对制品的形状或尺寸精度要求很高，加之由于树脂材料的特性各异，模具制造完成后，还需要反复地试模与修正，使开发和交货的时间非常紧张。


4、异地设计、异地制造


模具制造不是最终目的，而是由用户提出最终制品设计，模具制造厂家根据用户的要求，设计制造模具而且在大多数情况下，制品的注射生产也在别的厂家。这样就造成了产品的设计、模具设计制造和制品的生产异地进行的情况。


5、专业分工，动态组合


模具生产批量小，一般属于单件的生产，但是模具需要很多的标准件，大到模架，小到顶针，这些不能也不可能只由一个厂家单独完成，且制造工艺复杂，普通设备和数控设备使用极不均衡。