高效先進多工位級進模、傳遞模的特殊功能與合理應用

■中國模具工業協會人才培訓部專家委員會 陳炎嗣

高效先進多工位級進模、傳遞模的特殊功能與合理應用

■中國模具工業協會人才培訓部專家委員會 陳炎嗣

現代模具工業中，多工位級進模、傳遞模，都是一種高效率、高精度、技術密集型模具的典型代表，也是沖壓模具的發展方向之一。

沖模種類很多，如按工序組合分有單工序模和多工序模，多工序模又可分為復合模和級進模；按沖模的功效分有普通沖模和高效沖模。高效沖模又可分為復合模、多工位級進模、多工位傳遞模及自動彎曲機模具等。這四種沖模一般都比較精密，所完成的工序多，并且能實現沖壓自動化生產，生產效率高，功效突出，因此在現代化大生產中起著重要作用，應用越來越廣。

一、多工位級進模

1. 動作特征

多工位模具又稱跳步模、連續模，簡稱級進模，是在單工序沖模的基礎上發展起來的一種集多種沖壓工序于一副模具而著稱的多工序高效先進模具（見圖1）。

其動作特征是：在一副模具內沿被沖壓材料的直線送進方向，具有兩個或兩個以上工位，并在壓力機一次行程中，在不同工位上完成至少兩道或兩道以上多個沖壓工序，壓力機每沖壓一次，即可獲得一個完整制件。

沖壓用材料為事先加工成一定寬度的成卷長帶料，一般由設備或附設的送料機構自動送入模具，經連續、等距離地送進沖壓，自動完成制件所需的全部沖壓工序后得到成品零件，不再加工。

在一副多工位級進模中，各工位按順序關聯，完成不同的加工，并在壓力機一次行程中完成例如彎曲、拉深、成形、翻孔、攻螺紋及疊鉚等工序。由于沖壓件各不相同，所要完成的沖壓工序和工位數因工件而異，也各不相同。一般說來，對于小型件，無論沖壓件形狀怎樣復雜，沖壓工序怎樣多，均可以用一副多工位級進模沖制完成。對于批量大、薄料小型件，特別適宜采用精密、多工位級進模加工。

2. 功能特點

（1）沖模中生產率最高 級進模是連續沖壓的多工序沖模，在一副模具內可以完成沖裁、彎曲、成形及拉深等多道工序。僅用一臺壓力機，即可完成從板料到成品的各種沖壓過程，免去了用單工序模的周轉和每次沖壓的定位環節，顯著提高了生產率和設備利用率等。

圖1　空調翅片多工位級進模（φ7mm×48排，該模具中可完成拉深、沖孔、翻邊、二次翻邊、波紋百葉窗、中切、端切、楔橫切等沖壓工序）

由于排樣采用多排，一次沖壓可以出多件。采用高速沖壓（目前已有2500次/min，常用700 ～800次/min，連續拉深100次/min左右），每分鐘沖次比普通沖壓

高出十多倍，生產率大幅提高。

（2）可實現自動化沖壓 級進模利用卷料或帶料經開卷機→矯平機→弛張或控制器→送料器→壓力機和模具→制件收集器→廢料或載體切斷、收卷等，在調整好的情況下可自動化生產。一旦沖壓過程異常，由于模具上設有安全監測保護裝置，設備會自動停機。

（3）模具壽命長 采用級進模沖壓時，可以將制件復雜的外形或內形加以分解，不必集中在一個工位，因此可以解決復合模沖壓中的“最小壁厚”問題，若強度不足可設空工位，從而簡化凸模和凹模的刃口形狀，且提高其強度和剛度，壽命也大幅提高。

（4）操作安全 多工位級進模有使用條料的，一般是手工送料；有使用卷料的，一般是自動送料。不論是手工送料，還是自動送料，操作者的手都不需進入沖壓危險區，因此操作安全。

（5）結構復雜、模具設計制造周期長、成本高 多工位級進模的結構隨沖壓件的復雜程度而定，設計模具結構時要考慮的內容比任何模具都多，模具的制造隨工位數的增加，相應要加工的模具零件也多，其中工作零件的精加工都要采用高精度設備（如數控坐標磨、光學曲線磨、慢走絲線切割機床等），不僅加工周期長，而且工時費比普通加工高許多，因此模具成本較高，且裝配、調試、維修技術要求也高。

3. 合理利用

多工位級進模在各類冷沖模中所占的比例日益增加，目前約為27%，其應用程度被看作是衡量一個國家工業技術水平的重要標志之一。

盡管多工位級進模有許多特點，被譽為當代先進模具的典型代表，但由于制造周期相對長、成本相對高的原因，應用時必須謹慎考慮。合理采用多工位級進模，應符合如下情況：

（1）大批量生產 制件應該是定型產品，而且需要量確實比較大，一般不少于5萬件。

（2）不適合采用單工序模沖制 如某些形狀異常復雜的制件，如空調翅片、接線端子等。需要多次沖壓才能完成制件的形狀和尺寸要求，若采用單工序沖壓時無法定位和沖壓的，則只能采用多工位級進模在一副模具內完成連續多個工位的沖壓，才能獲得所需制件。

（3）不適合采用復合模沖制 如某些形狀特殊的制件，例如集成電路引線框、電表鐵心、微型電動機定子、轉子片等，使用復合模是無法設計與制造模具的，而應用多工位級進模則能圓滿解決問題。

（4）制件的精度要求適中 用多工位級進模加工的制件精度，一般為IT10級以下，比用復合模加工低些。

（5）沖壓用的材料長短、厚薄較適宜 多工位級進模用的沖壓件材料，一般都是條料，但不能太短，以免沖壓過程中換料次數太多，生產效率低。料太薄，送料導向定位困難；料太厚，無法矯正，且太厚的料長度一般較短，不適合用于級進模，自動送料也困難。

（6）制件的形狀與尺寸大小適當 當制件的料厚大于5mm，外形尺寸大于250mm時，不僅沖壓力大，而且模具的結構尺寸大，故不適宜采用級進模。

（7）模具大小與壓力機的合理匹配 多工位級進模的外形尺寸一般較大，模具的總尺寸和沖壓力適用于生產車間現有的壓力機大小，必須和壓力機的相關參數匹配。

二、多工位傳遞模

1. 動作特征

多工位傳遞模簡稱傳遞模具、多工位模具（見圖2）。其是在一臺有多個（如7～14個）工位的壓力機上，裝有相應數量（根據工序的安排工位數可以不用滿）的近似單工序模具，可連續自動地進行落料、拉深、沖孔（包括側沖孔）、翻邊、切邊、彎曲、整修及攻螺紋等工作。沖壓過程中，落料工序，由卷料通過縱向自動送料裝置，靠材料的載體運行完成落料外，其他工序沖壓件為單個半成品工序件的送進，靠多工位壓力機臺面上的機械手夾持裝置，自動等距離傳遞。

2. 功能特點

該模具具有常規多工位級進模的功能，但又有與多工位級進模不同地方：多工位傳遞模的每一個工位，獨立地裝有上下模，并且能各自調整閉合高度，而多工位級進模則將各個工位常分布在一塊模板上，上下模基本都裝在同一個模架上；多工位級進模比較完整，而多工位傳遞模不用時比較分散。此外，沖壓過程

中半成品的傳送方式也不同，多工位傳遞模半成品分離于條料載體，半成品的傳遞靠機械手；而多工位級進模的半成品與條料載體在一起，半成品的傳遞跟著條料送進。一般情況下，制件在最后工位才從條料載體上被分離出來。

多工位級進模、多工位傳遞模的使用特點比較見附表。

多工位級進模與多工位傳遞模的使用特點比較

3. 合理應用

多工位傳遞模適用于電子或儀表行業中小型、精密、復雜、大批量生產的拉深類殼體制作，如電視機顯像管子槍零件，收錄機磁頭屏蔽罩、變壓器、電能表、微電機和電池外殼等，也適用于汽車行業的中小沖壓成形件，如汽車油箱、輪轂等。此外應有相應的多工位沖壓設備。

圖2　不銹鋼座多工位傳遞模

三、結語

兩種高效模具各有不同特點與應用范圍，在全面了解其功能的情況下，具體選用時一定要從實際出發，根據企業的現有條件，權衡利弊，擇優選用。

20150714