CN102909269A - 一种生产手机金属外观件的冲压模具系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生产手机金属外观件的冲压模具系统及其方法，所述的模具系统包括至少1个工程模和1个级进模。优选为3套工程模+级进模，采用这种生产模式后，原需经过18次冲压工序人工周转现只需要4次周转，节约了生产成本，也避免了人为所造成的产品不良。级进模生产的产品质量稳定，经综合统计，良率提升约10%，从而有助于提高企业的市场竞争力。

Description

一种生产手机金属外观件的冲压模具系统及其方法

技术领域

本发明涉及一种冲压模具，具体涉及一种生产手机金属外观件的冲压模具系统及其方法。

背景技术

随着科技的进步，与我们日常生活息息相关的手机产品一直在应用最新的技术和制造工艺进行更新换代。为了使产品具有更好的外观及强度，屏蔽不良信号的干扰，目前市面的大部分的手机面框及电池壳（盖）都采用不锈钢或铝材制作，目前在整个冲压行业来讲，五金外观件的冲压工程模设计、制造及用于产品生产是很成熟的技术。同时，随着手机产品的轻薄化及强度要求，外观件上增加了卡扣等复杂结构以满足产品的强度及通过装配后的各种严苛的测试。

目前手机壳外观件冲压模具绝大部分都是采用工程模进行冲压，由于工程模的冲床在一次行程内，只能完成一道或两道有限的加工工序，因此，采用工程模冲压时需要大量机台及人力，同时因冲压工序的繁多，多工位人员操作所存在的不稳定因素导致产品良率下降，以及当今人力成本的提高都导致整个产品的利润下滑。

因此，寻求一种理想的模具对批量化生产手机金属外观件具有重大意义。

级进模作为一种在一次冲床进程中按顺序即可完成不同的冲压工序的先进模具，现已见应用在各种冲压五金零件的加工上。由于级进模能够显著提高生产率、节约成本，因此，其逐步已成为理想的工程模替代品。但通常级进模的模具的长度都较长，当超过冲压机台极限长度时，就无法应用生产，局限了其的推广程度。而将级进模应用在生产手机金属外观件上时，同样存在因模具长度过程导致无法实现的问题。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种生产手机金属外观件的冲压模具系统，以提高产品合格率及生产量，节约人力、机台及能源。

为实现第一目的，本发明采用如下技术方案：

一种生产手机金属外观件的冲压模具系统，包括至少1个工程模，所述的模具系统还包括1个级进模。

本发明所述的级进模包括上模和下模，所述的上模包括自上向下依次设置的上盖板、上模座、上垫板、上夹板、止挡板和脱料板；所述的下模包括自上而下依次设置的下模板、下垫板、下模座、下垫脚和下托板，其中上模座、上垫板和上夹板用定位销固定；下模板、下垫板和下模座用定位销定固定；在上模和下模上对应设置有限制上模下移距离的外限位柱，外限位柱安装在上模座和下模座之间；所述上模与冲床滑块相连接并可由冲床滑块带动做垂直运动。

本发明的级进模上夹板上设有用于安装弹簧顶杆的顶杆过孔，上垫板和上模座的对应位置分别设有用于安装螺旋弹簧的弹簧过孔；上模座上方设置上盖板用以压住弹性压料机构，并使用内六角螺丝将上盖板紧固在上模座上；止挡板固定在脱料板上，脱料板使用等高套筒固定在上夹板上，并通过等高套筒与上夹板限制脱料板活动距离；止挡板固定在脱料板上，上模脱料板使用等高套筒与上夹板固定连接，弹簧顶杆承受螺旋弹簧弹压力并穿过上夹板作用于止挡板上，使脱料板成为上模弹性压料机构。

其中，止挡板固定在脱料板上方，与脱料板成为一个整体，但等高套筒螺丝是连接在脱料板上，弹簧顶杆是作用于止档板上。

本发明所述的级进模上还设有保证上下模配合工作的内导柱与内导套、外导柱及外导套；其中内导柱上有螺牙，上垫板设有螺丝过孔，上模座及上盖板的相应位置设有螺丝头过孔，内六角螺丝将内导柱固定安装在上夹板上；内导套安装在脱料板和下模板，止挡板上加工导柱过孔，内导柱穿过该孔进入上脱料板内导套及下模板内导套；下垫板加工导柱过孔；外导柱安装在下模座，外导套安装在上模座。此外，级进模上还设有精密导向组件和用于检测产品的误送料检测组件。

精密导向组件包括设置在脱料板上的料带导正销及下模的浮升套筒。内导柱与下模内导套接触后，上模继续下行，脱料板上面的料带导正销会插入料带进行导正，同时下模的浮升套筒会弹性反压住料带到脱料板上的料带导正销上，进行精密导正。

误送料检测组件由上模检测销及复位弹簧、误送传动杆、误送检测微动开关，下模浮升套筒及复位弹簧构成。微动开关与机床紧急停车开关相连接。

误送料检测销利用模具冲压料带上的精密定位孔进行检测，检测前端直径比料带上定位孔小1mm左右（如定位孔为直径6mm，检测销检测部分直径为5mm），模具下行进，如果料带送料准确，检测销直接从料带定位孔中穿过，误送传动杆不动作，模具进行正常冲压。如果料带送料不准确，检测销将冲到料带上无孔部位，检测销上行，驱动误送传动杆作用力于微动开关上，联动机床进行紧急停车制动。

所述内、外导柱用于保证上下模在冲压工作时有精确的配合间隙；所述外限位柱用于保护模具工作零件；所述弹性压料机构用于保证模具冲压时有足够的压料力及模板平稳性。

本发明所述的下模座上至少依次设有冲孔、冲孔、粗拉伸、精拉伸及空步5个工位。

本发明所述的的下模座上依次设有冲孔、冲孔、粗拉伸、精拉伸、侧面扣角预切、冲孔、侧面扣角预弯、侧面扣角成型、正面扣角预弯&侧面挤扣角、正面扣角预弯、正面扣角成型、侧切长边、侧切短边、空步及分离落产品15个工位。

本发明所述的工程模为3个，依次为扣角侧切工程模、扣角刺破工程模及正冲大孔工程模。

所述的级进模的进料端一侧设有自动送料装置，所述的自动送料装置包括自动放料架、自动整平机和自动送料机。

采用上述模具系统，本发明能够将18个工程模才能完成的工作量转为一套级进模模具+3个工程模完成。连续模冲压15工步后，产品切开成为冲压半成品，然后周转到后三套工程模进行逐步冲压，成为冲压成品。

本发明的第二目的在于提供一种上述冲压模具系统生产手机外观金属件的方法，为实现第二目的，本发明采用如下技术方案：

（1）将待加工的材料经自动送料装置送入冲压级进模；

（2）启动冲床，进入自动冲压模式，完成冲孔、冲孔、粗拉伸、精拉伸、侧面扣角预切、冲孔、侧面扣角预弯、侧面扣角成型、正面扣角预弯&侧面挤扣角、正面扣角预弯、正面扣角成型、侧切长边、侧切短边、空步及分离落产品15个工序，得到冲压半成品；

（3）级进模冲压半成品转入工程模生产，按工程模扣角侧切工程模、扣角刺破工程模及正冲大孔顺序进行逐一冲压，即得手机金属外观件。

所述步骤1和步骤2间还包括测试步骤，所述的测试步骤具体为：

将冲床调整成寸动冲压模式，每冲压一次用送料机手动按模具步距用送料一次，直至整个材料完全在模具内冲压一次，并可以切出产品；之后将冲床调整成单次模式，试冲压十次以上，如冲压产品合格，将冲床调整成连续模式，冲压五次以上，冲床即进入自动冲压模式。

更具体地，本发明优选采用如下步骤制备手机金属外观件：

1、将分条好的成卷原材料用吊车起吊到自动放料架上面；

2、将材料解开，材料送入自动整平机；

3、将从自动整平机出来的材料送入冲床自动送料机；

4、将材料从冲床自动送料机送入冲压模具；

5、将冲床调整成寸动冲压模式，调整冲床自动送料机为手动送料模式，配合冲床手动冲压直至整个料带在模具完成最后一工序完成冲压，切出产品；

6、将冲床调整成单次模式，冲床自动送料机调整为单次送料，试冲压十次以上，如产品无问题，将冲床调整成连续模式，冲床自动送料机调整为自动送料模式，双手按下冲床启动按钮，冲压五次以上，冲床即进入自动冲压模式；冲床滑块每下上工作一次可完成冲孔、冲孔、粗拉伸、精拉伸、侧面扣角预切、冲孔、侧面扣角预弯、侧面扣角成型、正面扣角预弯&侧面挤扣角、正面扣角预弯、正面扣角成型、侧切长边、侧切短边、空步及分离落产品15个工序，得到冲压半成品；

7、级进模冲压出半成品转入工程模生产；

8、半成品按工程模顺序进行逐一冲压，即完成冲压工序，得手机金属外观件。

发明人长期致力于手机金属外观件生产模具的研究，在查阅了大量有关模具设计、加工、组立及工程开发的相关资料后，确定开发手机复杂外观件在技术上是可行的，并排步了模具工序图进行检讨，记录所有可能出现问题的部分及对策，在模具设计阶段即导入，在模具加工阶段对所有设计精度进行管控，杜绝加工未达到精度零件投入装配，在组立调试阶段认真细致，出现任何问题及时与设计进行沟通解决，从而研发出如本发明所述的手机金属外观件冲压模具系统。

采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

（1）本发明能够显著节约能耗，以某手机外壳（8301）生产流水线为例，原工程模需要18套工程模进行生产，直接生产员工达22人，45吨机台18台（机床功率约81KW），改为级进模+工程模生产后，直接生产员工只需7人（连续模需3人），250吨机床1台+45吨机台3台（机床功率约38.5KW）。直接节约15人力/日，每生产小时节约电能42.5KW。

（2）工程模日产能约8000-9000Pcs，级进模导入后，日产能达到12000-15000Pcs，产能提升在50%以上。

（3）级进模+工程模生产时，原需经过18次冲压工序人工周转现只需要4次周转，避免了人为所造成的产品不良。同时，级进模生产的产品质量稳定，良率也有一定提升。经综合统计，良率提升约10%，从而有助于提高企业的市场竞争力。

附图说明

图1是本发明级进模主视图

图2是图1的A部分局部放大示意图

图3是本发明级进模右视图

图中：1、上盖板；2、上模座；3、上垫板；4、上夹板；5、止挡板；6、脱料板；7、下模板；8、下垫板；9、下模座；10、下垫脚；11、下托板；12、外导柱；13、外导套；14、外限位柱；15、内导柱；16、内导套（脱料板）；17、内导套（下模板）；18、等高套筒；19、螺旋弹簧；20、精密导向组件；21、误送料检测组件。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

本实施例中所述生产手机金属外观件的冲压模具系统，包括3个工程模和1个级进模。

如图1、2、3所示，级进模包括上模和下模，上模包括自上向下依次设置的上盖板1、上模座2、上垫板3、上夹板4、止挡板5和脱料板6；下模包括自上而下依次设置的下模板7、下垫板8、下模座9、下垫脚10和下托板11，其中上模座2、上垫板3和上夹板4用定位销固定；下模板7、下垫板8和下模座9用定位销定固定；在上模和下模上对应设置有限制上模下移距离的外限位柱14，外限位柱14安装在上模座2和下模座9之间；所述上模与冲床滑块相连接并可由冲床滑块带动做垂直运动。

级进模上夹板4上设有用于安装弹簧顶杆的顶杆过孔，上垫板3和上模座2的对应位置分别设有用于安装螺旋弹簧19的弹簧过孔；上模座2上方设置上盖板1用以压住弹性压料机构，并使用内六角螺丝将上盖板1紧固在上模座2上；止挡板5固定在脱料板6上，脱料板6使用等高套筒18固定在上夹板4上，并通过等高套筒18与上夹板4限制脱料板6活动距离；止挡板5固定在脱料板6上，弹簧顶杆承受螺旋弹簧19弹压力并穿过上夹板4作用于止挡板5上，使脱料板6成为上模弹性压料机构。

其中，止挡板5固定在脱料板6上方，与脱料板6成为一个整体，但等高套筒18螺丝是连接在脱料板6上，弹簧顶杆是作用于止档板5上。

本实施例中级进模上还设有保证上下模配合工作的内导柱15与内导套、外导柱12及外导套13；其中内导柱15上有螺牙，上垫板3设有螺丝过孔，上模座2及上盖板1的相应位置设有螺丝头过孔，内六角螺丝将内导柱15固定安装在上夹板4上；内导套包括分别位于脱料板6和下模板7上的内导套16和内导套17，止挡板5上加工导柱过孔，内导柱15穿过该孔进入上脱料板内导套16及下模板内导套17；下垫板8加工导柱过孔；外导柱12安装在下模座9，外导套13安装在上模座2。此外，级进模上还设有精密导向组件20和用于检测产品的误送料检测组件21。

精密导向组件20包括设置在脱料板6上的料带导正销及下模的浮升套筒。内导柱15与下模内导套接触后，上模继续下行，脱料板6上面的料带导正销会插入料带进行导正，同时下模的浮升套筒会弹性反压住料带到脱料板6上的料带导正销上，进行精密导正。

误送料检测组件21由上模检测销及复位弹簧、误送传动杆、误送检测微动开关，下模浮升套筒及复位弹簧构成。微动开关与机床紧急停车开关相连接。

误送料检测销利用模具冲压料带上的精密定位孔进行检测，检测前端直径比料带上定位孔小1mm左右（如定位孔为直径6mm，检测销检测部分直径为5mm），模具下行进，如果料带送料准确，检测销直接从料带定位孔中穿过，误送传动杆不动作，模具进行正常冲压。如果料带送料不准确，检测销将冲到料带上无孔部位，检测销上行，驱动误送传动杆作用力于微动开关上，联动机床进行紧急停车制动。

本实施例中内、外导柱用于保证上下模在冲压工作时有精确的配合间隙；外限位柱14用于保护模具工作零件；所述弹性压料机构用于保证模具冲压时有足够的压料力及模板平稳性。

此外，所述的级进模的进料端一侧设有自动送料装置，所述的自动送料装置包括自动放料架、自动整平机和自动送料机（图中未标示）。

本实施例中，下模座9上依次设有冲孔、冲孔、粗拉伸、精拉伸、侧面扣角预切、冲孔、侧面扣角预弯、侧面扣角成型、正面扣角预弯&侧面挤扣角、正面扣角预弯、正面扣角成型、侧切长边、侧切短边、空步及分离落产品15个工位。

本实施例中3个工程模依次为扣角侧切工程模、扣角刺破工程模及正冲大孔工程模。

采用上述模具系统，本发明能够将18个工程模才能完成的工作量转为一套级进模模具+3个工程模完成。连续模冲压15工步后，产品切开成为冲压半成品，然后周转到后三套工程模进行逐步冲压，成为冲压成品。

实施例2

采用实施例1所述模具系统生产手机金属外观件的方法，包括如下步骤：

（1）将待加工的材料经自动送料装置送入冲压级进模；

（2）启动冲床，进入自动冲压模式，冲床滑块每下上工作一次可完成冲孔、冲孔、粗拉伸、精拉伸、侧面扣角预切、冲孔、侧面扣角预弯、侧面扣角成型、正面扣角预弯&侧面挤扣角、正面扣角预弯、正面扣角成型、侧切长边、侧切短边、空步及分离落产品15个工序，得到冲压半成品；

（3）级进模冲压半成品转入工程模生产，按工程模扣角侧切工程模、扣角刺破工程模及正冲大孔顺序进行逐一冲压，即得手机金属外观件。

实施例3

采用实施例1所述模具系统生产手机金属外观件的方法，包括如下步骤：

1、将分条好的成卷原材料用吊车起吊到自动放料架上面；

2、将材料解开，材料送入自动整平机；

3、将从自动整平机出来的材料送入冲床自动送料机；

4、将材料从冲床自动送料机送入冲压模具；

5、将冲床调整成寸动冲压模式，调整冲床自动送料机为手动送料模式，配合冲床手动冲压直至整个料带在模具完成最后一工序完成冲压，切出产品；

6、将冲床调整成单次模式，冲床自动送料机调整为单次送料，试冲压十次以上，如产品无问题，将冲床调整成连续模式，冲床自动送料机调整为自动送料模式，双手按下冲床启动按钮，冲压五次以上，冲床即进入自动冲压模式；冲床滑块每下上工作一次可完成冲孔、冲孔、粗拉伸、精拉伸、侧面扣角预切、冲孔、侧面扣角预弯、侧面扣角成型、正面扣角预弯&侧面挤扣角、正面扣角预弯、正面扣角成型、侧切长边、侧切短边、空步及分离落产品15个工序，得到冲压半成品；

7、级进模冲压出半成品转入工程模生产；

8、半成品按工程模顺序进行逐一冲压，即完成冲压工序，得手机金属外观件。

虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种生产手机金属外观件的冲压模具系统，包括至少1个工程模，其特征在于：所述的模具系统还包括1个级进模。

2.根据权利要求1所述的模具系统，其特征在于，所述的级进模包括上模和下模，所述的上模包括自上向下依次设置的上盖板、上模座、上垫板、上夹板、止挡板和脱料板；所述的下模包括自上而下依次设置的下模板、下垫板、下模座、下垫脚和下托板，其中上模座、上垫板和上夹板用定位销固定；止挡板固定在脱料板上，脱料板使用等高套筒固定在上夹板上，并通过等高套筒与上夹板限制脱料板活动距离；下模板、下垫板和下模座用定位销定固定；下垫脚和下托板连接在下模座上；在上模和下模上对应设置有限制上模下移距离的外限位柱，外限位柱安装在上模座和下模座之间；所述上模与冲床滑块相连接并可由冲床滑块带动做垂直运动。

3.根据权利要求2所述的模具系统，其特征在于，所述的级进模上夹板上设有用于安装弹簧顶杆的顶杆过孔，上垫板和上模座的对应位置分别设有用于安装螺旋弹簧的弹簧过孔；上模座上方设置上盖板用以压住弹性压料机构，并使用内六角螺丝将上盖板紧固在上模座上；弹簧顶杆承受螺旋弹簧弹压力并穿过上夹板作用于止挡板上，使脱料板成为上模弹性压料机构。

4.根据权利要求1所述的模具系统，其特征在于，所述的级进模上还设有保证上下模配合工作的内导柱与内导套、外导柱及外导套；其中内导柱上有螺牙，上垫板设有螺丝过孔，上模座及上盖板的相应位置设有螺丝头过孔，内六角螺丝将内导柱固定安装在上夹板上；内导套安装在脱料板和下模板，止挡板上加工导柱过孔，内导柱穿过该孔进入上脱料板内导套及下模板内导套；下垫板加工导柱过孔；外导柱安装在下模座，外导套安装在上模座。

5.根据权利要求1所述的模具系统，其特征在于，所述的下模板上至少依次设有冲孔、冲孔、粗拉伸、精拉伸及空步5个工位。

6.根据权利要求5所述的模具系统，其特征在于，所述的的下模板上依次设有冲孔、冲孔、粗拉伸、精拉伸、侧面扣角预切、冲孔、侧面扣角预弯、侧面扣角成型、正面扣角预弯&侧面挤扣角、正面扣角预弯、正面扣角成型、侧切长边、侧切短边、空步及分离落产品15个工位。

7.根据权利要求1所述的模具系统，其特征在于，所述的工程模为3个，依次为扣角侧切工程模、扣角刺破工程模及正冲大孔工程模。

8.根据权利要求1所述的模具系统，其特征在于，所述的级进模的进料端一侧设有自动送料装置，所述的自动送料装置包括依次连接的自动放料架、自动整平机和自动送料机。

9.使用权利要求1-8任一项所述模具系统生产手机金属外观件的方法，其特征在于，所述的方法包括如下步骤：

（1）将待加工的材料经自动送料装置送入冲压级进模；

（2）启动冲床，进入自动冲压模式，冲床滑块每下上工作一次可完成冲孔、冲孔、粗拉伸、精拉伸、侧面扣角预切、冲孔、侧面扣角预弯、侧面扣角成型、正面扣角预弯&侧面挤扣角、正面扣角预弯、正面扣角成型、侧切长边、侧切短边、空步及分离落产品15个工序，得到冲压半成品；

（3）级进模冲压半成品转入工程模生产，按工程模扣角侧切工程模、扣角刺破工程模及正冲大孔顺序进行逐一冲压，即得手机金属外观件。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1和步骤2间还包括测试步骤，所述的测试步骤具体为：

将冲床调整成寸动冲压模式，每冲压一次用送料机手动按模具步距用送料一次，直至整个材料完全在模具内冲压一次，并可以切出产品；之后将冲床调整成单次模式，试冲压十次以上，如冲压产品合格，将冲床调整成连续模式，冲压五次以上，冲床即进入自动冲压模式。

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