一种新型五金模具抬料块的结构优化

周刚 邝嘉豪



一种新型五金模具抬料块的结构优化

周刚 邝嘉豪

（东莞市豪顺精密科技有限公司）

针对传统五金模具抬料块采用整体式设计的不足，提出一种新型模具抬料块的结构优化设计。在保证抬料块与产品的接触面积、受力情况不变条件下，抬料块线割成弓型结构，采用部分分离的方法，把抬料块需要避位部分设计成独立结构。结果表明：新的抬料块结构不但强化各个模板的强度，还有效延长模具的寿命，并对五金件的设变、更改预留剩余空间，有效提高产品的互换性。

五金模具；抬料块；结构优化

0 引言

五金产品因具有稳定性好、易成型、成本低廉等特点而广泛应用于生产生活中，其成型由五金模具控制。随着产品更新速度加快及产品质量要求的提升，五金模具制造精度及强度需满足更高的要求，大型、精密、复杂、长寿命是五金模具发展的必然趋势，如何高效率制造可靠性强、精密性好的五金模具成为五金产品快速推广的关键。在整个五金模具研发过程中，设计对模具的性能有着至关重要的影响。当前已有不少研究集中在模具设计方面，如李昌雪等（2011）对定位支架的成型工艺进行分析，设计一种生产定位支架的精密级进模，对类似零件的成型有一定的参考价值[1]；方卫国等（2014）介绍了一种新型级进模具的结构设计，提高产品质量精度，并使模具后期维修更加方便，具有较好的实用性[2]。现有研究较多集中在设计新型模具上，对传统五金模具的研究较少，然而传统模具的应用依然广泛，对传统五金模具进行优化势必有助于改善现有五金产品生产工艺。本文针对传统五金模具在冲压过程中出现的摩擦问题，优化模具抬料块的结构，提出一种改良浮升抬料块模具的设计，增强模具的强度和刚度，有效提高模具的使用寿命，并提高产品的互换性[3]。

1 传统模具抬料块的结构

传统冲压模具结构图如图1所示，五金产品在冲压时，上模板与下模板通过压力机的作用使模具闭合，然后上模冲头作用于料带，在冲裁力的作用下使产品成型，成型完毕料带回归到原位置。浮生抬料块的作用是使料带回位。

图1 传统冲压模具结构图

冲裁过程因模具的装配工艺及转配间隙的差异，料带和模具之间有时会产生很大的摩擦力，若摩擦力大于浮生抬料块的弹力，则产品料带无法顺利向前移动，进而影响下一工站的冲压。为抵消产品与模具之间产生的摩擦力，模具需精密设计，以确保浮生抬料块产生不同大小的弹力。模具行业常见传统抬料块的结构如图2所示，浮生抬料块一般有圆形和方形，通常由模具的尺寸和产品冲压工艺决定。方形浮生块在冲裁较大产品时运用较为广泛，特别是连续模，其产品的受力面积较大，浮生块产生的弹力较分散，料带更易脱离下模板。

由图2可见，抬料块采用整体式设计，模具闭合时，下模板需给出让位，即对下模板进行线割加工，加工完毕下模板避位孔形成一个通孔，模具闭合时与抬料块相吻合，实现让位动作。这种结构在实际应用中有较大的弊端。若产品设变，需在此处增加冲孔或者折弯等动作时，则会在此处增加镶件或者入块，需要再对模板进行线割加工。随着线割次数过多，模板强度就会随之下降，相应模具的寿命就会大大缩短，极大地增加模具制造、使用成本。

图2 传统抬料块的结构图

2 弓形抬料块的结构优化

改进后的抬料块结构图如图3所示，经过反复推敲和实践，对抬料块的结构进行优化，即在保证抬料块与产品的接触面积不变、受力情况不变的条件下，把抬料块线割成弓形结构，将抬料块需避位部分设计成独立结构，从整体分离出去。

图3 改进后的抬料块结构图

结构优化前后的实物图如图4所示，弓形抬料块在结构上，摒弃了整体式抬料块的结构，在不影响抬料块功能的前提下，实现了抬料动作。同时下模板也不用完全割成通孔，模板大部分相连，只需铣削部分让位，模板强度大幅改善，同时也方便改模。

图4 结构优化前后的实物图

相对于整体式抬料块，弓形抬料块具有以下优点：1) 增强了模板的强度和刚度，延长了模具的使用寿命，改善了模具尺寸的稳定性，这对增强模具企业的竞争力、降低模具使用成本有着重要意义；2) 对设变改模预留了空间，产品的互换性得到提高，可针对各种可能的产品预留空间，一旦需要，就可以迅速投入生产，大大节约了模具投入资金和更换模具所需的人力物力，这对生产企业降低成本很有意义。

弓形抬料块在实际组模过程中已经得到大量运用，对于大型的连续模来说运用效果更明显。该技术在实际应用中大幅降低了企业的制造成本，而且由于有预留的避空和镶件，产品更换时换模时间大幅缩短，生产线可以迅速恢复生产，相关技术获得了实用新型发明专利授权[3]。

3 结语

技术更完善、结构更合理的五金模具是生产制造寿命更长、性能更佳五金产品的先决条件。传统整体式抬料块不利于减小模具在冲压过程中出现的摩擦，造成模具寿命较短。本文提出改进的抬料块采用弓形结构，在保证抬料块与产品的接触面积不变、受力情况不变的条件下，将抬料块需避位部分设计成独立结构，从整体分离出去，为设变改模预留了空间，提高模具互换性，增强了模板的强度和刚度。

[1] 李昌雪,李捷.定位支架级进模设计[J].模具工业,2011,37(5): 37-40.

[2] 方卫国,刘其家,李健平.一种新型级进模具结构设计和工作过程分析[J[.模具技术,2014(1):24-28.

[3] 郝建广,詹海潮,全洪杰,等.一种改良浮升抬料块的模具:中国,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

周刚，男，1987年生，大专，主要从事五金冲压产品工艺工程。

邝嘉豪，男，1989年生，本科，主要从事自动化设备的研发与维护。