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