多工位级进模设计

多工位级进模设计BREADPPTDESIGN制作者：何玉松BREADPPTDESIGN2综述多工位级进模是一种在一副模具内将制件加工成所需工件的冲压工艺,它将一副模具分成若干个等距离工位,在每个工位上设置—定的冲压工序,完成零件的某部分冲制工作,经多道工序冲制完成所需要的冲压件。BREADPPTDESIGN3目录分类2排样设计3模具结构设计4特点1BREADPPTDESIGN4一、多工位级进模的特点1.可以完成多道冲压工序，局部分离与连续成形结合。2.具有高精度的导向和准确的定距系统。3.配备有自动送料、自动出件、安全检测等装置。4.模具结构复杂，镶块较多，模具制造精度要求很高，制造和装调难度大。冲制厚度较薄（一般不超过2mm)、产量大，形状复杂、精度要求较高的中、小型零件。用于：BREADPPTDESIGN5二、多工位级进模的分类1.按冲压工序性质分1)多工位级进冲裁模具2)多工位级进冲裁成型模具BREADPPTDESIGN63)多工位级进冲裁拉深模具4)多工位级进冲裁成型模具BREADPPTDESIGN72.按级进模的设计方法分1)封闭形孔连续式级进模这种级进模的各个工作形孔(除定距侧刃形孔外)与被冲零件的各个孔及制件外形(弯件指展开外形)的形状一致,并把它们分别设置在一定的工位上,材料沿各工位经过连续冲压,最后获得所需冲件。用这种方法设计的级进模称封闭形孔连续式级进模。如图1所示为冲制制件及其展开图和排样图。图1冲压件、展开图和排样图(a)冲压件;(b)展开图;(c)排样图BREADPPTDESIGN8如图1所示零件,采用分断切除多段式级进模时，其排样图如图2所示,共分八个位:第一工位:冲导正钉孔第二工位:冲2×∅1.8孔。第三工位:空位。第四工位:冲切两端局部废料。第五工位:冲两工件间的分断槽废料。第六工位:弯曲。第七工位:冲中部3×12长方孔。第八工位:切载体图2：分断切除多段式级进模条料排样图BREADPPTDESIGN92)分断切除余料级进模这种级进模对冲压零件的复杂异形孔和零件的整个外形采用分段切除多余废料的方式进行,即在前一工位先切除一部分废料,在以后工位再切除一部分废料,经过逐个工位的连续冲制,就能获得一个完整的零件或半成品。对于零件上的简单形孔,模具上相应的形孔可与零件上的形孔做成一样。。BREADPPTDESIGN10三、多工位级进模的排样设计排样设计是多工位级进模设计的重要内容，是模具结构设计的依据之一。它影响到材料利用率、冲件质量、模具结构、成本和寿命。排样的主要内容：1.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；2.确定工位数和每一工位的加工工序内容；3.确定载体类型；4.毛坯定位方式；5.设计导正孔直径和导正销的数量；6.绘制工序排样图。BREADPPTDESIGN11排样示意图方盒级进模排样示意图BREADPPTDESIGN123.1多工位级进模的设计步骤(1)接受设计任务,研究原始资料,收集有关数据。(2)进行工艺计算。(3)绘制零件展开图,设计条料排样图并进行工艺会审。(4)模具结构设计,并绘制装配草图。(5)绘制模具装配图、零件图,编写模具使用维修说明书。BREADPPTDESIGN133.2排样设计原则(1)合理确定工位数。在不影响凹模强度的原则下,工位数选得越少越好。(2)适当设置空工位。有时为了提高凹模强度或便于安装凸模,在排样图上设置空工位,在空位上不对条料进行冲压加工。(3)考虑材料的利用率,尽量按少、无废料排样,以便降低成本、提高经济效益。多排或双排排样比单排排样要节省材料,但模具制造困难,给操作也带来不便。(4)合理确定冲裁位置。凹模孔型距离太近影响其强度,太远又会增大模具外形,浪费材料,且降低冲裁精度。(5)为保证条料送进步距的精度,必须设置导正孔,其位置尽可能设置在废料上,这样可增大导正直径,使工作更为可靠。BREADPPTDESIGN14(6)有冲孔与落料工序时,冲孔在前,有时可以将以冲孔作为导正孔。若工件上没有孔,则可在第一工位上设置工艺孔,以做导正孔用。(7)制件上的孔位置精度要求高时,在不影响凹模强度的前提下,尽量在同一工位中冲出,以保证质量。(8)在工位较多时,一般将分离工序安排在前,接着安排成型工序。对精度要求高的拉深件和弯曲件,应在成型工序后再安排整形工序,最后安排切断或落料工序。(9)冲制不同形状及尺寸的多孔工序时,尽量把大孔和小孔分开安排在不同工位,以便修磨时能保证孔距精度。(10)在冲裁形状复杂的制件时,可用分段切除方法,以提高凹模强度并便于模具加工与制造。BREADPPTDESIGN153.3含局部成形工序的排样设计原则（1）有局部成形时，可根据具体情况将其穿插安排在各工位上进行，在保证产品质量的前提下，利于减少工位数。（2）局部成形会引起条料的收缩，使周围的孔变形，因此不应安排在条料边缘区或工序件外形处，局部成形区周围的孔应在成形后再冲。（3）轮廓旁的凸包要先冲，以避免轮廓变形。若凸包中心线上有孔，应在压凸包前先在孔的位置上冲出直径较小的孔，以利于材料从中心向外流动，待压好凸包后再冲孔到要求的尺寸。（4）镦形前应将其周边余料适当切除，然后在镦形完成后再安排进行一次工序，冲去被延展的余料。BREADPPTDESIGN163.4排样设计时应考虑的问题(1)多工位级进模的送料方式:在高速冲床上用自动送料机构,以导正销精确定位。(2)零件形状:分析冲压零件形状,抓作零件的主要特点,分析研究,找出工位之间关系,保证冲压过程顺利进行。特别对形状异常复杂、精度要求高、含有多种冲压工序的零件,应根据变形理论分析,采取必要措施给予保证。（3）冲裁力的平衡:力求压力中心与模具中心重合,其最大偏移量不超过模具长度的1/6(或宽度的1/6)。由于多工位级进模往往在冲压过程中产生侧向力,因此,必须分析侧向力产生部位、大小和方向,采取一定措施,力求抵消侧向力。BREADPPTDESIGN17(4)模具结构:结构尽量简单,制造工艺性好,便于装配、维修和刃磨。(5)被加工材料:多工位级进模对被加工材料有严格要求。在设计条料排样图时,对材料的供料状态,被加工材料的物理力学性能、材料厚度、纤维方向及材料利用率等均要全面考虑。(6)冲压件的毛刺方向:冲压零件经凸、凹模冲切后,其断面有毛刺。在设计多工位级进模条料排样图时,应注意毛刺的方向。(7)正确设置侧刃位置与导正孔：侧刃是用来保证送料步距的,所以,侧刃一般设置在第一工位(特殊情况可在第二工位)。若仅以侧刀定距的多工位级进模,又是以剪切的条料供料时,应设计成双侧刃定距,即在第一工位设置一侧刃,在最后工位再设置一个。BREADPPTDESIGN18(8)注意条料在送进过程中的阻碍:设计多工位级进模条料排样图时,应保证条料在送进过程中的畅通无阻,否则就无法实现自动冲压。(9)当零件外缘或形孔采用切废法分段切除时,应注意各段间的连接,要十分平直或圆滑,保证被冲零件的质量。由于多工位级进模的工位多,模具制造误差、步距间误差的积累,因此经各工位切废料后,易出现外缘或各形孔的连接处不平直、不圆滑、错牙、尖角、塌角等缺陷。这是设计排样图时不注意而造成的。BREADPPTDESIGN193.5载体设计载体：多工位冲压时条料上连接工序件，并使工序件在模具上稳定送进的部分材料。载体与工序件之间的连接段称为搭接头。载体的形式：单侧载体、双侧载体、中间载体、无载体和边料载体。BREADPPTDESIGN203.5.1单侧载体单侧载体是在条料的一侧设计的载体。导正销孔多放在单侧载体上，其送进步距精度不如双侧载体高。一般应用于条料厚度为0.5mm以上的冲压件。主要适用于零件一端或几个方向都有弯曲，往往只能保持条料的一侧有完整的外形场合。BREADPPTDESIGN213.5.2双侧载体在条料的边缘两侧设计的载体，被加工的零件连接在两侧载体的中间，采用双侧载体送进十分平稳可靠，但材料利用率较低。适用于弯曲线的方向垂直于送料方向的排样方式。（双侧载体可分为等宽双侧载体和不等宽双侧载体）。BREADPPTDESIGN223.5.3中间载体中间载体是指载体设计在条料中间，一般适用于对称零件，尤其是两外侧有弯曲的对称零件。中间载体不仅可以节省大量的原材，还利于抵消由于两侧压弯时产生的侧向力。对于一些不对称的单向弯曲的零件，也可采用中间载体将被加工的零件对称与中间载体排列在两侧，变不对称零件为对称性排列，即提高了生产效率，又提高了材料利用率，也抵了弯曲时产生的侧向压力。BREADPPTDESIGN233.5.4无载体边料载体无载体边料载体BREADPPTDESIGN243.5.5载体与搭边的区别区别：载体与条料搭边相似,但又有所不同,搭边的宽度主要是根据冲压工艺要求,能将冲件一个个符合图样要求地冲下来。而载体必须要有足够的强度,要能运载条料上冲出的零件,使它能平稳地送进。在多工位级进模中,条料排样图设计时,有时两侧的“搭边”设计得很宽。这实际是搭边与条料的载体合二为一。一般来说,为了保证载体宽度的强度和设置导正孔的需要,载体宽度大于搭边宽度2～4倍。为了保证送料准确,通常在载体上或工件之间的条料上按送料步距设置导正孔，这样可补偿或修正由于高速冲压引起的送料误差。导正孔一般在第一工位上冲出,便于在以后工位上进行导正。在多工位级进模上,通常10个工位需设置3～4个导正销,导正往往设置在重要工作之前。工位越多,导正销的数量也越多。BREADPPTDESIGN253.6分段冲切的设计3.6.1分段冲切的目的使模具刃口分解和重组，把复杂的内、外形轮廓分解为若干简单的几何单元，以简化凸模和凹模形状（如下图所示）。刃口分解要求BREADPPTDESIGN263.6.2分段冲切的分割原则①刃口的分段应有利于简化模具结构，形成的凸模外形要简单、规则，要便于加工，并要有足够的强度。②内、外形轮廓分解后，各段间的连接应平直或圆滑。③分段搭接点应尽量少，搭接点位置要避开产品零件的薄弱部位和外形的重要部位。④有公差要求的直边和使用过程中有滑动配合要求的边应一次冲切。⑤复杂外形以及有窄槽或细长臂的部位最好分解，复杂内形最好分解。⑥外轮廓各段毛刺方向有不同要求时应分解。⑦刃口分解要考虑加工设备条件和加工方法，便于加工。BREADPPTDESIGN273.6.3分段切除时的搭口形式选择连接方法可分为搭接、平接、切接三种方式。搭接BREADPPTDESIGN28平接BREADPPTDESIGN29切接BREADPPTDESIGN303.7工位设计工位设计原则：1)简化模具结构2)保证冲件质量3)减少空位空位工位：当条料每送到这个工位时，不作任何加工，随着条料的送进，再进入下一工位，这样的工位为空位工位。增设空位工位的目的：保证凹模、卸料板、凸模固定板有足够的强度；确保模具的使用寿命；为了便于在模具中设置特殊结构；作必要的储备工位、便于试模时调整工序用。BREADPPTDESIGN31空位工位设置原则：①当模具的步距较大时（步距＞30mm），不宜多设置空位工位。②精度高、形状复杂的零件在设计排样图时，应少设置空位工位。③用导正销做精确定位的条料排样图因步距积累误差较小，对产品精度影响不大，可适当地多设置空位工位。工序先后的安排：1)纯冲裁多工位级进模排样先冲内形再冲外形,先冲孔再落料。2）冲裁、弯曲多工位级进模排样先冲孔再切除弯曲部位周边废料，然后弯曲、落料BREADPPTDESIGN323.8多工位级进模的定距进距和进距精度1、进距的基本尺寸2、进距的精度修正系数；模具设计的工位数；；实际公差值，高四级后的轮廓尺寸的精度等级提将冲件沿送料方向最大；偏差值，多工位级进模进距对称knmmmmkn32BREADPPTDESIGN333.9定位形式选择与设计工序件定位方式：挡料销、侧刃、自动送料装置、导正销等。导正孔的确定原则：①第一工位就要冲制出导正销孔，紧接第二工位要有导正销；②导正孔位置应处于条料的基准平面；③重要的加工工位前要有导正销；④圆筒形件在连续