【MFC推荐】多工位模具及冲压生产线概述

一、多工位冲床

多工位压力机是先进的压力机设备，相当于是多台压机及拆垛送料系统的集成，即一台多工位压力机相当于一条自动化压力机生产线，一般由线首单元、送料机构、压力机和线尾部分组成。最快节拍可达25次/分以上，可满足高速自动化生产。

压机一般分为多滑块和单滑块，根据不同需求进行选择，线首单元可分为：拆垛单元、磁性皮带及清洗、涂油设备等；送料机构一般由送料双臂组成；线尾部分一般由输送皮带构成。国际上制造多工位压力机的著名厂家有：瑞士Gudel，德国舒勒，日本小松，西班牙法格等。

二、多工位模具

多工位级进模是在普通级进模的基础上发展起来的一种高精度、高效率、长寿命的模具，是技术密集型模具的重要代表，是冲模发展方向之一。这种模具除进行冲孔落料工作外，还可根据零件结构的特点和成形性质，完成压筋、冲窝、弯曲、拉深等成形工序，甚至还可以在模具中完成装配工序。

冲压时，将带料或条料由模具入口端送进后，在严格控制步距精度的条件下，按照成形工艺安排的顺序，通过各工位的连续冲压，在最后工位经冲裁或切断后，便可冲制出符合产品要求的冲压件。为保证多工位级进模的正常工作，模具必须具有高精度的导向和准确的定距系统，配备有自动送料、自动出件、安全检测等装置。所以多工位级进模与普通冲模相比要复杂，具有如下特点：

（1）在一副模具中，可以完成包括冲裁，弯曲，拉深和成形等多道冲压工序；减少了使用多副模具的周转和重复定位过程，显著提高了劳动生产率和设备利用率。
（2）由于在级进模中工序可以分散在不同的工位上，故不存在复合模的“最小壁厚”问题，设计时还可根据模具强度和模具的装配需要留出空工位，从而保证模具的强度和装配空间。
（3）多工位级进模通常具有高精度的内、外导向（除模架导向精度要求高外，还必须对细小凸模实施内导向保护）和准确的定距系统，以保证产品零件的加工精度和模具寿命。
（4）多工位级进模常采用高速冲床生产冲压件，模具采用了自动送料、自动出件、安全检测等自动化装置，操作安全，具有较高的生产效率。目前，世界上最先进的多工位级进模工位数多达 50 多个，冲压速度达 1000 次／分以上。

（5）多工位级进模结构复杂，镶块较多，模具制造精度要求很高，给模具的制造、调试及维修带来一定的难度。同时要求模具零件具有互换性，在模具零件磨损或损坏后要求更换迅速，方便，可靠。

多工位冲压生产线是压力机、多工位模具、快速换模系统、上料系统、送料系统、电气控制及网络控制系统的集成，其相对于单机生产或者多机连线生产的最大特点就是：压力机在完成一次冲压后，不需要停在上死点等待送料机械手进行工位间移送，而是压力机连续工作，同时送料机械手进行工位间移送，即以连续冲程工作，取代单机单次工作方式，提高了生产效率、降低了设备的故障率，减少了操作人员及工作场地的使用，有利于降低冲压件综合成本。

目前国内多工位冲压生产线主要有两种形式，分别是单机多工程冲压生产线与二

（三）次元冲压生产线。

单机多工程冲压生产线

单机多工程冲压生产线由自动化生产线主要由开式双点压力机、上料系统（卷料机或片料机）、单机多工程式机械手、多工位模具等组成。

单机多工程冲压生产线示意

1.开式双点压力机 2.伺服驱动机 3.中间站 4.横杆 5.模具

此生产线中压力机为开式双点压力机，滑块与工作台板一般需要经过定制加长，以便放下多工位模具。单机多工程机械手有伺服驱动机与中间站两个机构，分别固定到地面，两个机构之间装有一根横杆，横杆上装有与多工位模具数量相对应的手臂，手臂末端装有真空吸盘或电磁吸盘。

工作时在压力机连续冲压的空行程中，通过压力机编码器检测曲轴旋转角度并给机械手信号，机械手手臂下降规定行程把料片吸住→上升→x方向移送到模具处，下降→放料→上升→x反方向返回原点，重复以上动作，使得生产线连续生产。

由于开式双点压力机抗偏载能力有限，所以制件尺寸与各工位成形力较小，压力机公称力在5MN以内，制件重量一般不超过3kg，整线生产效率在25~35次/min左右。此种生产线主机造价低，所配机械手结构轻巧，具有夹料杆截面积小、伺服马达功率小、适用于小型产品多工位冲压生产。

二（三）次元冲压生产线

二（三）次元冲压生产线主要由闭式双点压力机、上料机、机械手、多工位模具等组成。

二（三）次元冲压生产线示意

1.上料机 2. 闭式双（四）点压力机 3.左伺服驱动机

4.右伺服驱动机 5.横杆 6.模具

此自动化生产线中压力机为闭式双点压力机，具有成形能力范围大、抗偏载能力强等特点，压力机公称力一般在在6.3~20MN。机械手采用龙门式机构，机床左右两侧分别装有两个伺服驱动机，两个驱动机装有两根相对于模具前后方向对称的横杆，横杆上装有与多工位模具数量相对应的手臂，手臂末端装有真空吸盘或电磁吸盘，其中三次元机械手比二次元机械手多两套伺服电机驱动，可以实现横杆上下运动。

此种生产线送料主要结构采用闭式双点压力机+二（三）次元机械手，面对目标制件重量在5~20kg，制件整体尺寸较大，一般有较大拉深或折弯，整线生产效率一般在18~25次/min。此种生产线主机造价高，所配机械手具有结构刚度好，夹料杆截面积大、伺服马达功率大等特点，适用于中大型产品的多工位冲压生产。

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