非標模具試模壓機工作臺結構的改進

姚明，王偉，范大帥，趙兵，尚文圣

（濟南二機床集團有限公司，山東 濟南 250022）

1 汽車模具生產現狀

隨著我國汽車制造技術的不斷進步，新車型的個性化設計要求越來越多，從而對汽車模具設計、生產的多樣化提出了更高的要求。對于汽車制造而言，汽車模具被譽為“汽車工業之母”，據統計，90%汽車零件都是采用模具成形的[1]。模具發展水平在一定程度上也代表沖壓技術發展水平，是決定沖壓產品制造周期、成本、質量的重要因素[2]。由于我國模具設計起步較晚，專業化分工不夠細致，模具的標準化程度較低。近年來，隨著模具技術的進步，我國的模具在標準化方面取得了一定的進展，但總體來說，還是比較低，據統計，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到80%以上。而且伴隨著區域的差距，不同的模具企業在模具的標準化方面的差異就更大了[3]。通過對國內目前模具制造行業調研同樣發現，當下在模具生產行業并沒有制定統一的相關標準[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，制定行業標準[5]，對不同噸位、不同類型（單點、雙點、四點）的壓力機工作臺上的頂料孔位置作出了規定，明確規定了各噸位壓力機頂料孔位置及相鄰兩個頂料孔的間距尺寸。但由于模具生產企業面臨美系、德系、日系等汽車模具技術需求，造成不同汽車品牌的大型拉延模具的頂料孔位置不同，從而使模具生產行業的試模壓力機需要配備多臺移動工作臺來應對不同規格的模具，以期滿足多種不同體系的非標模具的制作。一般講標準模具上的頂料桿和工作臺板上的頂料孔的位置能夠對應；非標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，所以企業為了匹配不同的非標模具，需要另外更換不同的工作臺，制造成本極大，也影響模具調試的工作效率，同時由于需要在現場存放不同類型的工作臺，增加了車間的占地面積，造成模具制造調試成本的增加。因此，如何降低模具試制成本，是模具企業亟待解決的問題。

2 工作臺結構改進方案

針對上述問題，本文提出一種新型試模壓力機工作臺方案，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量，使單個工作臺就能夠適應不同頂料孔的模具調試，降低模具生產成本、提高工作效率、減少模具車間的占地面積。

2.1 一般試模壓力機工作臺結構

通常試模壓力機工作臺板頂料孔位置如圖1、圖2 所示。

圖1 一般工作臺臺板結構示意圖

圖2 一般工作臺結構示意圖

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的鋪設有淬硬墊板，頂料孔一移動工作臺中心位置左右、前后據中心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構改進，改進的工作臺結構如圖3[5]、圖4[5]所示。

圖3 工作臺板結構改進示意圖

圖4 工作臺結構改進示意圖

2.2 改進方案

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計規范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 工作臺體內部增加淬硬墊板

在工作臺體內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域之間全部鋪設同樣規格的淬硬墊板，使所有頂料孔覆蓋的范圍內均有淬硬墊板，在模具調試時，保證淬硬墊板都能承接頂料桿的沖擊力，保護托板。

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 增加工作臺板驅動裝置

如圖6 所示，在工作臺體前后、左右一側增加2個工作臺板驅動裝置，它主要有電機、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，電機驅動絲杠旋轉，驅動工作臺板移動，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位置后驅動工作臺板即可。

圖6 工作臺板驅動裝置示意圖

3 改進后工作臺使用方法

工作臺結構改進后，當非標模具的頂料桿的位置與試模壓力機工作臺標準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，使非標模具的頂料桿孔與壓力機工作臺的頂料孔相對應，然后使用定位銷定位后將改進工作臺板和工作臺體通過螺栓連接起來，最后進行試模工作。

當非標模具的頂料桿的位置與試模壓力機工作臺標準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，使非標模具的頂料桿孔與壓力機工作臺的頂料孔相對應，然后使用定位銷定位后將改進工作臺板和工作臺體通過螺栓連接起來，最后進行試模工作。

當非標模具的頂料桿的位置與試模壓力機工作臺標準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，使非標模具的頂料桿孔與壓力機工作臺的頂料孔相對應，然后使用定位銷定位后將改進工作臺板和工作臺體通過螺栓連接起來，最后進行試模工作。

4 效果驗證

國內某模具企業接到非標頂料孔的大型汽車覆蓋件模具訂單，原計劃需要數十萬元增加一臺壓力機工作臺。針對實際情況，我們對模具公司現有24000kN 機械試模壓力機工作臺結構按照上述技術方案進行了改進，在原有工作臺上進行技術升級后，順利完成了非標模具的生產、調試，并經過模具實際生產、調試驗證，達到了預期設計技術參數，大幅度降低了改造成本。

隨著汽車新車型不斷推出，模具企業承接海內、外的模具訂單增多，非標模具也越來越多。模具市場的競爭日趨激烈，降低模具生產、調試設備的成本是模具企業生存和發展的關鍵。通過該技術方案在多個項目的實施驗證，該技術方案的新穎性、創造性、實用性得到了業內專家認可。該技術獲得國家知識產權局授予的發明專利，具有廣泛的應用前景和推廣價值。