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《冲压工艺及模具设计》第7章多工位精密级进模的设计冲压工艺与模具设计助学课件本章学习要求7.1概述7.2多工位精密级进模的排样设计7.3多工位精密级进模主要零部件的设计7.4多工位精密级进模的安全保护7.5多工位精密级进模自动送料装置7.6多工位精密级进模的典型结构《冲压工艺及模具设计》第7章多工位精密级进模的设计冲压工艺与模具设计助学课件本章学习要求：1.掌握常见多工位精密级进模的设计特点特点；2.掌握多工位精密级进模的工位排样设计；3.熟悉多工位精密级进模主要零部件的设计；4.熟悉多工位精密级进模典型结构采用的各种机构。《冲压工艺及模具设计》第7章多工位精密级进模的设计冲压工艺与模具设计助学课件7.1概述级进冲压是指压力机的一次行程中，在模具的不同工位同时完成多种工序的冲压。多工位精密级进模是在普通级进模的基础上发展起来的一种精密、高效、长寿命的模具，其工位数可多达几十个。多工位精密自动级进模有如下特点：（1）生产率高。级进冲压模具属于多工序、多工位模具。（2）操作安全。自动送料、检测，自动出件等自装置，手不必进入危险区。（3）模具寿命长。级进模中工序分散在不同的工位上，避免凹模壁的“最小壁厚”。（4）易于自动化。（5）可实现高速冲压。《冲压工艺及模具设计》第7章多工位精密级进模的设计冲压工艺与模具设计助学课件（6）减少厂房面积，半成品运输及仓库面积。（7）多工位级进模通常具有高精度的导向和定距系统。（8）多工位级进模结构复杂，模具制造精度高，模具的造价高，制造周期长。（9）多工位级进模主要用于大批量生产，较大的制件可选择多工位传递式冲压。（10）材料的利用率较其它模具低。（11）较难保持内、外形相对位置的一致性。《冲压工艺及模具设计》第7章多工位精密级进模的设计冲压工艺与模具设计助学课件7.2多工位精密自动级进模排样设计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：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。《冲压工艺及模具设计》第7章多工位精密级进模的设计冲压工艺与模具设计助学课件7.2.1排样设计应遵循的原则(1)展开制件确定形状、尺寸;(2)工序安排前工序(冲裁)中间成形最后冲裁;第一工位(冲导正孔)第二工位(导正)第三工位(检测);(3)冲孔问题;(4)空工位问题;(5)成形方向;(6)有二次加工(涂镀);(7)斜滑块机构;(8)压回条料技术;(9)分断切除的搭接法。《冲压工艺及模具设计》第7章多工位精密级进模的设计冲压工艺与模具设计助学课件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。1.级进冲裁工序排样的基本原则（1）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（如图7.2.3）。（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（如图7.2.4）。（3）应尽量避免采用复杂形状的凸模，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。《冲压工艺及模具设计》第7章多工位精密级进模的设计冲压工艺与模具设计助学课件图7.2.3排样示例(一)《冲压工艺及模具设计》第7章多工位精密级进模的设计冲压工艺与模具设计助学课件图7.2.4排样示例(二)a)原排样；b)修改后的排样《冲压工艺及模具设计》第7章多工位精密级进模的设计冲压工艺与模具设计助学课件（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。（5）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）(图7.2.5)。（6）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。（7）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。（8）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。《冲压工艺及模具设计》第7章多工位精密级进模的设计冲压工艺与模具设计助学课件图7.2.5排样示例(三)《冲压工艺及模具设计》第7章多工位精密级进模的设计冲压工艺与模具设计助学课件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。（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。《冲压工艺及模具设计》第7章多工位精密级进模的设计冲压工艺与模具设计助学课件图7.2.6弯曲件的分解《冲压工艺及模具设计》第7章多工位精密级进模的设计冲压工艺与模具设计助学课件（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。（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。（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（如图7.2.7）。《冲压工艺及模具设计》第7章多工位精密级进模的设计冲压工艺与模具设计助学课件a)b)图7.2.7复杂形状零件弯曲《冲压工艺及模具设计》第7章多工位精密级进模的设计冲压工艺与模具设计助学课件3.级进拉深工序排样的基本原则（1）对于有拉深又有弯曲和其它工序的制件,应先进行拉深，再安排其它工序。（2）凡属于多次拉深的多工位级进模，拉深系数的选取应以安全稳定为原则。（3）为了便于级进拉深模在试模过程中调整拉深次数和各次拉深系数的分配，应适当安排几个空位工位，作为预备工位。（4）拉深件底部带有较大孔时，可在拉深前先冲较小的预备孔，改善材料的拉深性，拉深后再将孔冲至要求的尺寸。（5）拉深过程中筒形件高度在逐步增加，使各工序件高度不一致，引起了载体变形，影响拉深件质量。（6）级进拉深有两种排样方式，无切口带料拉深和有切口带料拉深。若拉深的深度较大，为了便于材料的流动，可应用拉深前切口，切槽等技术（如图7.2.8）。《冲压工艺及模具设计》第7章多工位精密级进模的设计冲压工艺与模具设计助学课件图7.2.8带料拉深方法《冲压工艺及模具设计》第7章多工位精密级进模的设计冲压工艺与模具设计助学课件4.含局部成形工序排样的基本原则（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（图7.2.9）。（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。《冲压工艺及模具设计》第7章多工位精密级进模的设计冲压工艺与模具设计助学课件图7.2.9局部成形后冲孔《冲压工艺及模具设计》第7章多工位精密级进模的设计冲压工艺与模具设计助学课件7.2.2载体设计载体是指级进模冲压时，条料内连接工序件并运载其稳定前进的这部分材料。载体设计不仅决定了材料的利用率，而且关系到制件的精度和冲制效果，更是直接影响模具结构的复杂程度和制造的难易成度。载体与一般冲裁时条料的搭边不尽相同，搭边的作用主要是补偿定位误差，满足冲压工艺的基本要求，使条料有一定的刚度，便于送进，保证冲出合格的制件。而条料的载体除了满足以上的要求外，必须有足够的强度，要能够运载条料上冲出的零件，并且能够平稳地送进到后续冲压工位。载体的基本形式主要有双载载体、单载载体和中间载体这三种。《冲压工艺及模具设计》第7章多工位精密级进模的设计冲压工艺与模具设计助学课件1.双载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。双侧载体可分为等宽双侧载体（如图7.2.10）和不等宽双侧载体（如图7.2.11）。2.单侧载体（如图7.2.12）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。有时可再借用一个零件本身的孔同时进行导正，以提高送进步距精度。与双侧载体相比，单侧载体应取更大的宽度。在冲压过程中，单侧载体易产生横向弯曲，无载体一侧的导向比较困难。一般应用于条料厚度为0.5mm以上的冲压件。特别是对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。《冲压工艺及模具设计》第7章多工位精密级进模的设计冲压工艺与模具设计助学课件7.2.10等宽双侧载体《冲压工艺及模具设计》第7章多工位精密级进模的设计冲压工艺与模具设计助学课件图7.2.11不等宽双侧载体《冲压工艺及模具设计》第7章多工位精密级进模的设计冲压工艺与模具设计助学课件图7.2.12单侧载体排样图《冲压工艺及模具设计》第7章多工位精密级进模的设计冲压工艺与模具设计助学课件在冲裁细长零件时，为了增强载体的强度，并不过分增加载体宽度，仍设计为单侧载体,但在每两个冲压件之间适当位置用一小部分连接起来，以增强条料的强度，称为桥接式载体。采用桥接式载体时，冲压进行到一定的工位或到最后再将桥接部分冲切掉（如图7.2.13）。《冲压工艺及模具设计》第7章多工位精密级进模的设计冲压工艺与模具设计助学课件7.2.13桥接式载体排样图《冲压工艺及模具设计》第7章多工位精密级进模的设计冲压工艺与模具设计助学课件3.中间载体（如图7.2.14）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。它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。《冲压工艺及模具设计》第7章多工位精密级进模的设计冲压工艺与模具设计助学课件图7.2.14中间载体排样图《冲压工艺及模具设计》第7章多工位精密级进模的设计冲压工艺与模具设计助学课件7.2.4分段冲切的设计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（如图7.2.15）。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。《冲压工艺及模具设计》第7章多工位精密级进模的设计冲压工艺与模具设计助学课件图7.2.15刃口分解要求《冲压工艺及模具设计》第7章多工位精密级进模的设计冲压工艺与模具设计助学课件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