级进模的设计(内部资料)Word文档下载推荐.doc

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　　在多工位级进模中，常有很精细的小凸模，必须对这些小凸模以精确导向和保护。

因此要求卸料板能对小凸模提供导向和保护功能。

卸料板上相应的孔必须采用高精度加工，其尺寸及相互位置必须准确无误。

在冲压过程中，随模具的冲程和条料的进给，卸料板的运动必须高度平稳，则卸料板要有导向保护措施。

多工位级进冲压有以下特点：

（1）生产率高。

级进冲压模具属于多工序、多工位模具，在一副模具中包括冲裁、弯曲、拉深、成形等多道冲压工序，因而具有高的劳动生产率。

（2）操作安全。

因为自动送料，自动检测，自动出件等自动化装置，手不必进入危险区域。

模具内还装有安全检测装置，可防止加工时发生误送或意外。

（3）模具寿命长。

由于在级进模中工序可以分散在不同的工位上，避免了凹模壁的“最小壁厚”问题，且改变了凸、凹模的受力情况，因而模具强度高、寿命较长。

（4）易于自动化。

大量生产时，可采用自动送料，便于实现冲压过程的机械化和自动化。

（5）可实现高速冲压。

配合高速冲床及各种辅助设备，级进模可进行高速冲压。

目前世界上高速冲床已达4000次/min。

（6）减少厂房面积，半成品运输及仓库面积。

免去用简单模具生产制件的周转和储备。

（7）多工位级进模通常具有高精度的导向和定距系统，能够保证产品零件的加工精度

（8）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；

模具的造价高，制造周期长，模具设计与制造难度较大。

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。

（9）多工位级进模主要用于中，小型复杂冲压件的大批量生产，对较大的制件可选择多工位传递式冲压模具加工。

（10）材料的利用率较其它模具低。

特别是某些形状复杂的零件，产生的废料较多。

（11）较难保持内、外形相对位置的一致性。

因为内、外形是逐次冲出的，每次冲压都有定位误差，且连续地进行各种冲压，必然会引起条料载体和工序件的变形。

　　由于级进模的这些特点，当零件的形状异常复杂，经过冲制后不便于再单独重新定位零件，采用多工位级进模在一副模具内连续完成最为理想，如椭圆形的零件、小型和超小型零件。

对于某些形状特殊的零件，在使用简单冲模或复合模无法设计模具或制造模具的情况下,采用多工位级进模却能解决问题。

此外，一些由于使用或装配的需要，零件需规则排列时，也可采用级进模冲制，零件先不切除下来，而被卷成盘料，在自动装配过程中才予以分离。

在同一产品上的两个冲压零件，其某些尺寸间有相互关系，甚至有一定的配合关系，在材质、料厚完全相同的情况下，如果用两套模具分别冲制,，不仅浪费原材料，而且还不能保证配合精度，若将两个零件合并在一副多工位级进模上同时冲裁，可大大提高材料利用率，并能很好地保证零件的配合精度。

　　由于以上这些特点，使用时需要被加工的零件的产量和批量足够大，以便能够比较稳定而持久地生产，实现高速连续作业。

同时，制件太大，工位数较多时，模具必然比较大，这时必须考虑到模具与压力机工作台面的匹配性。

7.2多工位精密级进模的排样设计

　　在多工位精密级进模设计中，要确定从毛坯板料到产品零件的转化过程，即要确定级进模模具中各工位所要进行的加工工序内容，并在条料上进行各工序的布置，这一设计过程就是条料排样。

条料排样的主要内容是在冲压刃口外形设计的基础上，将各工序内容进行优化组合形成一系列工序组，并对工序组排序，确定工位数和每一工位的加工工序内容，确定载体类型、毛坯定位方式；

设计导正孔直径和导正销的数量；

绘制工序排样图，这是多工位级进模设计的关键，图7.2.1为排样过程示意图。

a）　　　　　b）　　　　　c）

d）

图7.2.1工序排样过程

a）产品图；

b）工序分解；

c）工序二次分解；

d）工序排样图

7.2.1多工位级进模条料排样的设计原则

　　条料排样图的设计是多工位级进模设计的重要依据，是决定级进模优劣的主要因素之一。

条料排祥图设计的好坏，直接影响模具设计的质量。

当条料排祥图确定了，则零件的冲制顺序、模具的工位数及各工位内容、材料的利用率、模具步距的基本尺寸、定距方式、条料载体形式、条料宽度、模具结构、导料方式等都得到了确定。

排样图设计错误，会导致制造出来的模具无法冲压零件。

因此，在设计条料排样图时，必须认真分析，综合考虑，进行合理组合和排序。

拟定出多种排样方案，加以比较最终确定最佳方案。

在排样设计分析时要考虑以下原则：

（1）要保证产品零件的精度和使用要求及后续工序冲压的需要。

（2）工序应尽量分散,以提高模具寿命，简化模具结构。

（3）要考虑生产能力和生产批量的匹配，当生产能力较生产批量低时，则力求采用双排或多排，使之在模具上提高效率，同时要尽量使模具制造简单，模具寿命长。

（4）高速冲压的级进模用自动送料机构送料时，用导正销精确定距，手工送料时则多用侧刃粗定位，用导正销精确定距。

为保证条料送进的步距精度，第一工位安排冲导正孔，第二工位设置导正销，在其后的各工位上优先在易窜动的工位设置导正销。

（5）要抓住冲压零件的主要特点，认真分析冲压零件形状，考虑好各工位之间的关系,确保顺利冲压，对形状复杂、精度要求特殊的零件，要采取必要的措施保证。

（6）尽量提高材料利用率，使废料达到最小限度。

对同一零件利用多行排列或双行穿插排列可提高材料利用率。

另外，在条件允许的情况下，可把不同形状的零件整合在一幅模具上冲压，更有利于提高材料利用率。

（7）适当设置空位工位，以保证模具具有足够的强度，并避免凸模安装时相互干涉，同时也便于试模调整工序时利用（图7.2.2）。

图7.2.2空位示意图

（8）必须注意各种产生条料送进障碍的可能，确保条料在送进过程中通畅无阻。

（9）冲压件的毛刺方向：

当零件提出毛刺方向要求时，应保证冲出的零件毛刺方向一致；

对于带有弯曲加工的冲压零件，应使毛刺面留在弯曲件内侧；

在分段切除余料时，不能一部分向下冲，有些位置向上冲，造成冲压件的周边毛刺方向不一致。

（10）要注意冲压力的平衡。

合理安排各工序以保证整个冲压加工的压力中心与模具中心一致，其最大偏移量不能超过L/6或B/6（其中L、B分别为模具的长度和宽度），对冲压过程出现侧向力，要采取措施加以平衡。

（11）级进模最适宜以成卷的带料供料，以保证能进行连续、自动、高速冲压，被加工材料的力学性能要充分满足冲压工艺的要求。

（12）工件和废料应保证能顺利排出，连续的废料需要增加切断工序。

（13）排祥方案要考虑模具加工的设备的条件，考虑模具和冲床工作台的匹配性。

7.2.2工序的确定与排序

　　在条料排样设计中,首先是要考虑被加工的零件在全部冲压过程中共分为几个加工工序，各工序的加工内容及如何进行工序的优化组合，并对工序组排序。

在确定工序数目和顺序时，要针对各冲压工序的特点考虑各有关原则。

1.级进冲裁工序排样的基本原则

（1）各工序的先后应按复杂程度而定，一般以有利于下道工序的进行为准，以保证制件的精度要求和零件几何形状的正确。

冲孔落料件，应先冲孔，再逐步完成外形的冲裁。

尺寸和形状要求高的轮廓应布置在较后的工位上冲切（图7.2.3）。

图7.2.3排样示例

（一）　　　　　　　　　　图7.2.4排样示例

（二）

a）原排样；

b）修改后的排样

（2）当孔到边缘的距离较小，而孔的精度又较高时，冲外轮廓时孔可能会变形，可将孔旁外缘先于内孔冲出（图7.2.4）。

（3）应尽量避免采用复杂形状的凸模，并避免形孔有尖的凸角、窄槽、细腰等薄弱环节。

复杂的形孔应分解为若干个简单的孔形，并分成几步进行冲裁，使模具型孔容易制造。

（4）有严袼要求的局部内、外形及位置精度要求高的部位，应尽量集中在同一工位上冲出，以避免步距误差影响精度。

如果确实在一个工位完成这一部分冲压有困难，需分解成两个工位，最好放在两个相邻工位连续冲制为好。

如在一个零件上有一组孔，其孔距位置尺寸要求严格，这一组应该力求设计在一个工位，使误差只受模具制造的误差影响,而不受步距误差的影响。

（5）对于一些在普通低速冲床上冲压的多工位级进模，为了使模具简单、实用、缩小模具体积或由于条件所限，甚至只能采用侧刃做定距，为了减少步距的累积误差，凡是能合并的工位，只要模具能保证零件的精度，模具本身具有足够的强度，就不要轻易分解、增加工位。

尤其对于那些形状不宜分解的零件，更不要轻率地增加工位（图7.2.5）。

图7.2.5排样示例（三）

（6）分段型切除余料排样中的条料，因冲切加工其强度逐渐变弱，在安排各工位的加工内容时要考虑条料宽度方向的导向。

（7）应保证条料载体与零件连接处有足够的强度与刚度。

当冲压件上有大小孔或窄肋时应先冲小孔（短边），后冲大孔（长边）。

（8）凹模上冲切轮廓之间的距离不应小于凹模的最小允许壁厚，一般取为2.5t（t为工件材料厚度），但最小要大于2mm。

（9）轮廓周界较大的冲切，尽量安排在中间工位，以使压力中心与模具几何中心重合。

2.级进弯曲工序排样的基本原则

（1）对于冲压弯曲类零件，先冲孔再分离弯曲部位周边的废料后进行弯曲，最后再切除其余废料。

（2）靠近弯边的孔有精度要求时，应弯曲后再冲，以防止孔变形。

（3）为避免弯曲时载体变形和侧向滑动，对小件可两件组合成对称件弯曲，然后再剖分开如图7.2.2。

（4）凡属于复杂的弯曲零件，为了便于模具制造并保证弯曲角度合格，应分解为简单弯曲工序的组合，经逐次弯曲而成，切不可强行一次弯曲成形。

力求用简单的模具结构来满足弯曲件的形状（图7.2.6）。

对精度要求较高的弯曲件，应以整形工序保证零件质量。

图7.2.6弯曲件的分解

（5）平板毛坯弯曲后变为空间立体形状，毛坯平面应离开凹模面一定高度，以使工序件能在进一步向前送进时不被凹模挡住，这一高度称为送进线高度。

a）　　　　　　　　　　　　　　　　b）

图7.2.7复杂形状零件弯曲

（6）对于一个零件的两个弯曲部分有尺寸精度要求时，则弯曲部分应当在同一工位一次成形。

这样不仅保证了尺寸精度，而且能够准确地保持成批零件加工后的一致性。

（7）应保证零件弯曲线与材料碾压纹向垂直，当零件在互相垂直的方向或几个方向都要进行弯曲时，弯曲线必须与条料纹向成30°

～60°

的角度。

（8）尽可能以冲床行程方向作为弯曲方向，若要作不同于行程方向的弯曲加工，可采用斜楔滑块机构，对闭口型弯曲件，也可采用斜口凸摸弯曲，图7.2.7为复杂形状零件弯曲。

3.级进拉深工序排样的基本原则

（1）对于有拉深