非標(biāo)模具試模壓機(jī)工作臺結(jié)構(gòu)的改進(jìn)

姚明，王偉，范大帥，趙兵，尚文圣

（濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)南 250022）

1 汽車模具生產(chǎn)現(xiàn)狀

隨著我國汽車制造技術(shù)的不斷進(jìn)步，新車型的個性化設(shè)計(jì)要求越來越多，從而對汽車模具設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的多樣化提出了更高的要求。對于汽車制造而言，汽車模具被譽(yù)為“汽車工業(yè)之母”，據(jù)統(tǒng)計(jì)，90%汽車零件都是采用模具成形的[1]。模具發(fā)展水平在一定程度上也代表沖壓技術(shù)發(fā)展水平，是決定沖壓產(chǎn)品制造周期、成本、質(zhì)量的重要因素[2]。由于我國模具設(shè)計(jì)起步較晚，專業(yè)化分工不夠細(xì)致，模具的標(biāo)準(zhǔn)化程度較低。近年來，隨著模具技術(shù)的進(jìn)步，我國的模具在標(biāo)準(zhǔn)化方面取得了一定的進(jìn)展，但總體來說，還是比較低，據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前這一比例大概為40%～50%，而國際上一般在70%以上，尤其一些小模具甚至達(dá)到80%以上。而且伴隨著區(qū)域的差距，不同的模具企業(yè)在模具的標(biāo)準(zhǔn)化方面的差異就更大了[3]。通過對國內(nèi)目前模具制造行業(yè)調(diào)研同樣發(fā)現(xiàn)，當(dāng)下在模具生產(chǎn)行業(yè)并沒有制定統(tǒng)一的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[4]。

雖然國家針對沖壓模具的頂料孔直徑、頂料孔間距等尺寸，制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[5]，對不同噸位、不同類型（單點(diǎn)、雙點(diǎn)、四點(diǎn)）的壓力機(jī)工作臺上的頂料孔位置作出了規(guī)定，明確規(guī)定了各噸位壓力機(jī)頂料孔位置及相鄰兩個頂料孔的間距尺寸。但由于模具生產(chǎn)企業(yè)面臨美系、德系、日系等汽車模具技術(shù)需求，造成不同汽車品牌的大型拉延模具的頂料孔位置不同，從而使模具生產(chǎn)行業(yè)的試模壓力機(jī)需要配備多臺移動工作臺來應(yīng)對不同規(guī)格的模具，以期滿足多種不同體系的非標(biāo)模具的制作。一般講標(biāo)準(zhǔn)模具上的頂料桿和工作臺板上的頂料孔的位置能夠?qū)?yīng)；非標(biāo)模具等特殊模具上的頂料桿和工作臺板上的頂料孔的位置不能對應(yīng)，所以企業(yè)為了匹配不同的非標(biāo)模具，需要另外更換不同的工作臺，制造成本極大，也影響模具調(diào)試的工作效率，同時由于需要在現(xiàn)場存放不同類型的工作臺，增加了車間的占地面積，造成模具制造調(diào)試成本的增加。因此，如何降低模具試制成本，是模具企業(yè)亟待解決的問題。

2 工作臺結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案

針對上述問題，本文提出一種新型試模壓力機(jī)工作臺方案，該方案將固定式工作臺板改為可移動式工作臺板，同時增加淬硬墊板的數(shù)量，使單個工作臺就能夠適應(yīng)不同頂料孔的模具調(diào)試，降低模具生產(chǎn)成本、提高工作效率、減少模具車間的占地面積。

2.1 一般試模壓力機(jī)工作臺結(jié)構(gòu)

通常試模壓力機(jī)工作臺板頂料孔位置如圖1、圖2 所示。

圖1 一般工作臺臺板結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 一般工作臺結(jié)構(gòu)示意圖

如圖1、圖2 所示，它包括工作臺體、工作臺板、托板、淬硬墊板、固定螺栓及定位銷。工作臺體的上端設(shè)有工作臺板，工作臺體與工作臺板通過固定螺栓及定位銷連接起來，工作臺板設(shè)有用于與模具的頂料桿豎直滑動配合的頂料孔。頂料孔正下方托板上對應(yīng)的鋪設(shè)有淬硬墊板，頂料孔一移動工作臺中心位置左右、前后據(jù)中心75mm。相鄰兩個頂料孔的間距為150mm。為了解決以上問題，需要對工作臺臺板結(jié)構(gòu)改進(jìn)，改進(jìn)的工作臺結(jié)構(gòu)如圖3[5]、圖4[5]所示。

圖3 工作臺板結(jié)構(gòu)改進(jìn)示意圖

圖4 工作臺結(jié)構(gòu)改進(jìn)示意圖

2.2 改進(jìn)方案

2.2.1 拓展工作臺板尺寸

橫向、縱向拓展工作臺板的邊沿部，在拓展區(qū)域加工同樣尺寸的頂料孔，向外拓展的尺寸一般150mm，比正常尺寸工作臺板前后、左右增加一排頂料孔。由于大型試模壓力機(jī)工作臺一般為前后移動式，移動工作臺與立柱的單邊間距設(shè)計(jì)規(guī)范300mm，因此工作臺增加150mm 的尺寸不會影響工作臺的前后移動。

2.2.2 工作臺體內(nèi)部增加淬硬墊板

在工作臺體內(nèi)部的可上下移動的托板上將原托板上淬硬墊板之間間隔區(qū)域之間全部鋪設(shè)同樣規(guī)格的淬硬墊板，使所有頂料孔覆蓋的范圍內(nèi)均有淬硬墊板，在模具調(diào)試時，保證淬硬墊板都能承接頂料桿的沖擊力，保護(hù)托板。

2.2.3 增加連接螺孔和定位銷孔

分別在工作臺體前后、左右立板和工作臺板上增加2 倍原螺孔、定位銷孔的數(shù)量的螺孔和定位銷孔，螺孔與定位銷孔的尺寸與原尺寸一致，距離原螺孔±150mm。方便工作臺板前后移動150mm 后，工作臺板與工作臺體的定位連接固定。

2.2.4 增加頂起裝置

如圖5 所示，在移動工作臺體前后、左右立板上表面加工若干盲孔，在孔內(nèi)安裝若干彈簧，彈簧上面放置滾珠，在松開固定工作臺體和工作臺板的螺絲后，在若干彈簧力的作用下，工作臺板與工作臺體留有間隙，方便工作臺板的移動。

圖5 工作臺體頂起裝置示意圖

2.2.5 增加工作臺板驅(qū)動裝置

如圖6 所示，在工作臺體前后、左右一側(cè)增加2個工作臺板驅(qū)動裝置，它主要有電機(jī)、支撐座絲杠、固定底座及固定螺栓、電氣控制等組成。需要移動工作臺板時，松開固定工作臺板螺栓、定位銷后，開動電機(jī)，電機(jī)驅(qū)動絲杠旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動工作臺板移動，工作臺板到位后。用螺栓、定位銷固定工作臺板后開始試模工作。若反向移動工作臺板時，將整套驅(qū)動裝置固定底座的螺栓卸下，安裝到相反方向工作臺體相關(guān)位置后驅(qū)動工作臺板即可。

圖6 工作臺板驅(qū)動裝置示意圖

3 改進(jìn)后工作臺使用方法

工作臺結(jié)構(gòu)改進(jìn)后，當(dāng)非標(biāo)模具的頂料桿的位置與試模壓力機(jī)工作臺標(biāo)準(zhǔn)頂料孔的位置縱向差距為75mm 時，首先拆卸固定工作臺體與工作臺板的螺栓、定位銷，然后將改進(jìn)的工作臺板在工作臺體上縱向（前或后）移動75mm 的位移，使非標(biāo)模具的頂料桿孔與壓力機(jī)工作臺的頂料孔相對應(yīng)，然后使用定位銷定位后將改進(jìn)工作臺板和工作臺體通過螺栓連接起來，最后進(jìn)行試模工作。

當(dāng)非標(biāo)模具的頂料桿的位置與試模壓力機(jī)工作臺標(biāo)準(zhǔn)頂料孔的位置橫向差距75mm 時，首先拆卸固定工作臺體與工作臺板的螺栓、定位銷，然后將改進(jìn)的工作臺板在工作臺體上橫向（左或右）移動75mm 的位移，使非標(biāo)模具的頂料桿孔與壓力機(jī)工作臺的頂料孔相對應(yīng)，然后使用定位銷定位后將改進(jìn)工作臺板和工作臺體通過螺栓連接起來，最后進(jìn)行試模工作。

當(dāng)非標(biāo)模具的頂料桿的位置與試模壓力機(jī)工作臺標(biāo)準(zhǔn)頂料孔的位置橫向差距和縱向差距均為75mm 時，首先拆卸固定工作臺體與工作臺板的螺栓、定位銷，然后將所述工作臺板在所述工作臺體上橫向（左或右）推動75mm 的位移，將工作臺板在工作臺體上縱向推動75mm 的位移，使非標(biāo)模具的頂料桿孔與壓力機(jī)工作臺的頂料孔相對應(yīng)，然后使用定位銷定位后將改進(jìn)工作臺板和工作臺體通過螺栓連接起來，最后進(jìn)行試模工作。

4 效果驗(yàn)證

國內(nèi)某模具企業(yè)接到非標(biāo)頂料孔的大型汽車覆蓋件模具訂單，原計(jì)劃需要數(shù)十萬元增加一臺壓力機(jī)工作臺。針對實(shí)際情況，我們對模具公司現(xiàn)有24000kN 機(jī)械試模壓力機(jī)工作臺結(jié)構(gòu)按照上述技術(shù)方案進(jìn)行了改進(jìn)，在原有工作臺上進(jìn)行技術(shù)升級后，順利完成了非標(biāo)模具的生產(chǎn)、調(diào)試，并經(jīng)過模具實(shí)際生產(chǎn)、調(diào)試驗(yàn)證，達(dá)到了預(yù)期設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)，大幅度降低了改造成本。

隨著汽車新車型不斷推出，模具企業(yè)承接海內(nèi)、外的模具訂單增多，非標(biāo)模具也越來越多。模具市場的競爭日趨激烈，降低模具生產(chǎn)、調(diào)試設(shè)備的成本是模具企業(yè)生存和發(fā)展的關(guān)鍵。通過該技術(shù)方案在多個項(xiàng)目的實(shí)施驗(yàn)證，該技術(shù)方案的新穎性、創(chuàng)造性、實(shí)用性得到了業(yè)內(nèi)專家認(rèn)可。該技術(shù)獲得國家知識產(chǎn)權(quán)局授予的發(fā)明專利，具有廣泛的應(yīng)用前景和推廣價值。