什么是传递模?复杂零件的高速冲压
传递模是一种多工位冲压工具,通过机械手指、导轨或吸盘将金属工件从一个工位物理传送到下一个工位,从而能够制造出无法在单个级进模中生产的复杂零件。与级进模不同(料带在整个过程中保持与载体连接),传递模在第一工位就将零件与料带完全分离,从而实现更深的拉深、侧向动作和更复杂的几何形状。在BQUQ,我们使用传递模进行大批量生产,零件公差可达±0.05毫米,速度最高可达每分钟60次冲程。
传递模与级进模有何不同?
根本区别在于材料在工位之间的处理方式。在级进模中,金属料带在整个过程中始终与载体带连接,零件仅在最后工位才被切断分离。而在传递模中,坯料在第一工位就从料带上冲裁或拉深下来,然后由传递导轨、手指或真空吸盘物理拾取,并独立地通过每个后续成形工位。这种分离使得成形操作可以接触到零件的整个周边,包括反向拉深、侧向冲孔和复杂弯曲,这些在连续料带的情况下是不可能实现的。传递系统还允许使用更厚的材料和更深的拉深,因为没有载体带的限制,但它需要更精确的同步,通常运行速度较低,一般为每分钟30至60次冲程,而级进模为每分钟100至800次。

哪些类型的零件最适合传递模冲压?
传递模冲压擅长生产具有高深宽比、复杂三维形状以及需要多个成形轴的零件。典型例子包括汽车排气法兰、油箱绑带、车门铰链支架和电机的深拉深外壳。该工艺也适用于材料利用率至关重要的零件,因为坯料首先被分离,可以实现更有效的排样,与级进模相比可减少多达15%的废料。带有侧孔、倒扣或需要旋转或角度冲孔的螺纹特征的零件也是强有力的候选对象。根据我们在BQUQ的经验,拉深深度超过其直径或宽度50%的零件几乎总是更适合使用传递模,因为级进模需要过宽的载体带以防止撕裂。
传递模具成本是多少?交货周期是多久?
由于传递机构增加了复杂性(包括凸轮驱动手指、夹持器和同步系统),传递模具的成本显著高于级进模。对于典型的中等复杂程度零件,如散热器底座或电机外壳,传递模的成本在25,000至80,000美元之间,具体取决于工位数量、材料厚度和所需公差。相比之下,同等条件的级进模成本为15,000至50,000美元。BQUQ的传递模设计和制造交货周期为6至10周,另加2至3周用于调试和调整。然而,对于年产量超过100,000件的大批量生产,单件成本通常更低,因为传递工艺允许在更少的工位中进行更积极的成形,从而减少总循环时间和二次操作。

传递模冲压可以达到什么公差和速度?
传递模冲压可以实现关键尺寸±0.05毫米和一般特征±0.10毫米的尺寸公差,前提是材料厚度一致且压力机维护良好。使用精密传递导轨时,零件不同侧面特征之间的位置公差可保持在±0.08毫米。表面光洁度通常在Ra 0.8至1.6微米之间,具体取决于模具钢等级和润滑情况。在速度方面,在250吨压力机上设计良好的传递模对于长度达150毫米的零件可以以每分钟40至60次冲程运行,而小于50毫米的小型零件可以达到每分钟80次冲程。材料厚度能力为钢材0.3毫米至6.0毫米,铝材最高4.0毫米。下表显示了BQUQ传递模冲压的典型规格。
| 参数 | 典型范围 | 最佳情况 | 单位 |
| 尺寸公差 | ±0.10 | ±0.05 | 毫米 |
| 位置公差 | ±0.15 | ±0.08 | 毫米 |
| 表面光洁度 | Ra 1.6 | Ra 0.8 | 微米 |
| 最大拉深深度 | 零件宽度的60% | 零件宽度的80% | 比例 |
| 钢材厚度 | 0.5至4.0 | 0.3至6.0 | 毫米 |
| 每分钟冲程数 | 30至60 | 80 | SPM |
| 模具成本 | 25,000至60,000 | 80,000 | 美元 |
| 模具交货周期 | 8至10 | 6 | 周 |
为什么使用传递模冲压制造散热器和高导电性零件?
散热器和其他热管理组件受益于传递模冲压,因为该工艺可以在不产生加工硬化断裂的情况下制造高翅片、复杂的百叶窗图案和深拉深底座。对于6061-T6或5052-H32等铝合金,传递模可以生产高度达25毫米、厚度为0.8毫米的翅片,保持150至200 W/m·K的导热系数。独立的冲裁步骤可以更好地控制晶粒流向,从而提高翅片的结构完整性并降低后续弯曲过程中开裂的风险。在BQUQ,我们生产了翅片密度为每厘米8片、底座厚度为3毫米的冲压散热器,在100毫米长度上实现了0.05毫米的平面度。在同一模具中进行侧向冲孔的能力还允许在一次冲压中添加安装孔和卡扣槽,消除了二次机加工,与CNC加工相比,单件成本降低约30%。

哪些材料适用于传递模冲压?
传递模冲压适用于多种金属,但最常见的是低碳钢(DC01、SPCC)、不锈钢(304、316)、铝合金(5052、6061)、黄铜和铜。对于高强度应用,我们还加工屈服强度高达590 MPa的高强度低合金钢和C75S或51CrV4等预回火弹簧钢。材料必须具有足够的延展性以承受传递过程,因为零件没有载体带支撑;建议最低延伸率为15%。镀锌钢或预涂漆铝等涂层材料也可行,但传递手指必须配备聚氨酯或尼龙尖端以避免划伤表面。最大材料厚度取决于压力机吨位,但对于典型的250吨传递压力机,钢材厚度限制为4.0毫米,铝材为5.0毫米。与级进模相比,材料利用率通常提高10%至15%,这在冲压铜或铍铜等昂贵材料时意义重大。
如何在传递模和级进模之间进行选择?
决策取决于零件几何形状、生产批量和公差要求。当零件的拉深深度超过其宽度的50%、需要侧向动作或角度孔、或具有无法从连续料带中脱模的倒扣时,选择传递模。传递模也适用于最终必须完全平整的零件,因为没有载体带需要修剪。相反,对于长度小于50毫米的小型扁平零件、需要高于100 SPM的高速生产、或零件具有可在单一平面上完成的简单弯曲时,选择级进模。根据经验法则,如果零件可以在不超过2:1拉深比的情况下用级进模制造,则级进模更经济。然而,对于需要三个或更多成形轴的零件,传递模将平均工位数从12个减少到7个,简化了维护并减少了模具磨损。
BQUQ如何确保传递模冲压的质量?
传递模冲压的质量控制始于对传递手指位置和压力机吨位曲线的过程监控。在BQUQ,我们在每个工位使用测力传感器来检测与标称力超过3%的偏差,这会立即触发压力机停止。我们还使用精度为±2微米的三坐标测量机来验证首件和每生产500件时的关键尺寸。对于大批量生产,我们使用统计过程控制,关键特征的目标Cpk为1.67或更高。过程中检验包括对传递手指造成的表面痕迹进行目视检查,通过使用硬度为HRC 58-62、表面光洁度为Ra 0.4微米的淬硬钢手指来最小化这些痕迹。我们在东莞的20年经验表明,最常见的缺陷是工位之间的错位,我们通过使用每侧间隙为0.005毫米的精密导正销来防止这一问题。
传递模冲压的单件成本是多少?
传递模冲压的单件成本取决于材料、批量和循环时间。对于典型的重量为0.5千克的钢制零件,年产量为200,000件时,单件成本在0.15至0.30美元之间。这包括材料成本(每千克0.08美元)、模具摊销(每件0.02美元)、压力机时间(每件0.05美元)以及去毛刺等二次操作(每件0.02美元)。对于铝制零件,由于材料价格较高,成本高出10%至20%,但更快的循环时间通常可以抵消这一点。与CNC加工相比,在批量超过50,000件时,传递模冲压便宜5至10倍,但模具投资使其不适用于原型制作。我们建议进行盈亏平衡分析:如果年产量超过50,000件且零件几何形状稳定,传递模冲压几乎总是成本最低的制造方法。
传递模冲压能否处理需要螺纹或嵌件的零件?
可以,传递模冲压可以在模具内集成螺纹成形和嵌件安装,但这会增加复杂性和成本。对于螺纹成形,我们使用滚压攻丝工位,可以以每分钟最多40件的速度生产M2至M10的螺纹。丝锥必须与传递机构同步,这需要专用的伺服驱动工位。对于压入式嵌件,我们使用带有气动或液压压力机的工位,以15至30 kN的力压入黄铜或钢制嵌件。嵌件的位置精度为±0.05毫米,M4黄铜嵌件在铝材中的拉拔力可达500 N。然而,增加此类工位通常会使模具成本增加15%至25%,并将最大冲压速度降低20%。对于需要多个螺纹的大批量零件,在CNC机床上进行攻丝作为二次操作通常更经济,特别是当螺纹位于不同平面上时。
传递模的使用寿命是多久?需要哪些维护?
维护良好的传递模在需要大修之前可以生产100万至500万件零件,具体取决于材料厚度和硬度。对于冲压1.0毫米厚的铝材,模具寿命通常超过500万次冲程,而冲压3.0毫米厚的不锈钢则使寿命降至150万次冲程。磨损关键部件是传递手指和切削刃口,每100,000至200,000次冲程需要重新磨削。在BQUQ,我们建议每50,000次冲程进行一次检查的维护计划,包括检查传递导轨的对齐情况和冲头的锋利度。预防性维护费用约为每次检查150至300美元,包括新冲头和模具在内的全面大修费用为原始模具价格的20%至30%。如果保养得当,传递模可以在连续生产环境中使用8至10年。
常见问题解答
在零件复杂性方面,传递模和级进模有什么区别?
传递模可以生产复杂度显著更高的零件,包括深拉深、侧孔和倒扣,因为零件完全从料带中分离。级进模仅限于在保持与载体带连接的同时可以成形的零件,这限制了对零件周边的访问。传递模还允许在工位之间旋转零件,从而实现多轴成形。
传递模冲压的经济最小批量是多少?
考虑到模具成本在25,000至80,000美元之间,经济最小批量通常为每年50,000件。低于此批量,每件的模具摊销成本过高,CNC加工或手工制造可能更具成本效益。对于每年超过200,000件的批量,传递模冲压提供所有冲压方法中最低的单件成本。
传递模冲压能否用于10毫米以下的小型零件?
可以,但有局限性。小于10毫米的零件需要非常精密的传递手指,如果几何形状简单,则更适合使用级进模。对于复杂的小型零件,传递模可以工作,但速度会降至40 SPM以下,且由于所需的精度,模具成本增加多达30%。我们建议对任何直径小于5毫米的零件进行可行性审查。
材料厚度如何影响传递模设计?
材料厚度直接影响所需的压力机吨位、传递手指的尺寸和最小弯曲半径。对于厚度超过3.0毫米的材料,必须加固传递导轨,零件重量可能需要降低传递速度以保持位置精度。较厚的材料也会降低可实现的公差,从1.0毫米厚材料的±0.05毫米变为4.0毫米厚材料的±0.10毫米。
传递模冲压后可以实现哪些表面光洁度?
传递模冲压在成形表面留下Ra 0.8至1.6微米的表面光洁度,而剪切边缘将具有特征性的光亮带和断裂带。为了改善光洁度,振动去毛刺、滚筒抛光或电解抛光等二次操作可以实现Ra 0.2至0.4微米。如果需要无划痕表面,传递手指必须涂覆聚氨酯,这会使模具成本增加5%。
BQUQ提供传递模冲压零件报价的速度有多快?
在收到您的2D或3D图纸后12小时内,我们提供初步报价,包括预估模具成本、单件价格和交货周期。如此快速的响应是因为我们拥有20年的冲压零件经验和超过5,000个现有模具设计数据库。对于需要详细可行性分析的复杂零件,我们在24至48小时内提供完整的工程审查。
从模具批准到首批生产零件的典型交货周期是多久?
典型交货周期为模具制造6至10周,随后是2至3周的调试和样品批准。样品批准后,生产可以立即开始,首批10,000件通常在第一周内发货。对于紧急需求,我们提供4周加急模具服务,需额外支付20%的费用,具体取决于模具复杂性。
结论
传递模冲压是制造复杂、大批量金属零件的最佳方法,这些零件超出了级进模的几何极限。凭借±0.05毫米的公差、最高60 SPM的速度以及25,000至80,000美元的模具成本,该工艺为年产量超过50,000件的批量提供最低的单件成本。在BQUQ,我们在CNC加工、金属冲压和散热器制造方面拥有20年的经验,使我们能够设计出最大化材料利用率并最小化二次操作的传递模。如果您有复杂的冲压零件设计,请联系我们的工程团队进行免费可行性审查,并在12小时内获得详细报价。发送电子邮件至sc@bquq.com,通过WhatsApp联系我们+86 13713157787,或访问www.bquq.com立即上传您的图纸。


