多工件连续模排样技术研究

多工件连续模排样技术研究

为了确保原材料的运输和工作场所之间的顺畅运输，连接板框架必须具有足够的刚度。工作次数越多，边界值越大。因此,多工位连续模冲压材料的利用率相对较低。本文介绍的多列排样连续模是节能降耗、减少成本、提高材料利用率的主要技术手段之一。1冲件多列排样要采用多列排样连续模冲压,应做到技术上先进合理、经济上合算、成本低。故应考虑以下几方面:(1)冲件产量大,每次投产批量都应大于冲模预计的刃磨寿命,要刃磨一次或几次才能完成计划投入批量所需的冲次数才算合适。(2)冲件所有工位最好沿送料方向呈一直线排列,工位间送进推荐采用分切式携带法,即冲件外廓分工位逐步冲切,便于由送进原材料携带至各工位,也利于简化模具结构。而且,工位数越少越好。(3)建议条(带)料宽度最大为Bmax≤260mm。(4)冲件料厚t≤1.5mm为宜,最大不得大于2mm。否则,将因间隙大而不均匀、偏载以及条料宽度偏差加大等加速模具磨损,从而降低模具寿命。(5)对于在冲压的同时,还要进行水平、倾斜、从里向外或从外向里、从中心向四周或从下向上等各个方向施力,统称为横向施力冲弯、冲孔或压印等作业的冲件,多数不便进行多列排样。(6)多角及多向多角弯曲件、深拉延及切口后进行连续拉延的拉延件、变薄拉延及拉延后翻边的冲件、异形拉延件、需进行凸肚与胀形以及缩口等成形件,均不便多列排样。由于多列排样的多工位连续模结构相对复杂,制造与维修要求技术高,模具造价也较高,故在工艺编制及模具设计前应比照上述条件,仔细研究并进行多方案比较后再确定。2展开平装件用平面图形的无搭边排样通常采用的多为有搭边多列排样,虽然能充分利用冲件形状交错嵌入,而且每多排一列便可节省两条沿边,能大幅度提高材料利用率,但排样列数再多,仍有搭边与沿边消耗,故其材料利用率限制在η≤85%。如果采用多列无搭边排样,不仅材料利用率可达90%～100%,而且可获得高的生产效率。平板冲裁件或立体成形冲裁件的展开平毛坯(以下统称冲裁件),外廓中有一条或几条可与同一种全等形冲裁件的平面图形无缝隙拼合,构成闭合平面图形的母线,经过在两条平行直线间平移、旋转、相向移动、背向拉开等运动,使母线变成相邻两闭合图形的共线,形成多个全等形冲裁件平面图形的无缝隙拼合,构成能进行无搭边排样的闭合平面图形。据此,可提出符合无搭边排样的条件如下:(1)一条母线沿两条平行直线等距平移可形成闭合平面图形,适合在条(带)卷料上实施单列与并排双列或多列的无搭边排样,见图1a,b。(2)在两条平行直线间的两条母线相向移动或以一母线为轴旋转180°,可获得闭合平面图形,适于单列对头直排无搭边排样,见图1c。(3)两相同冲裁件对头拼合后,在两条平行直线间等距平移可获得的闭合平面图形,适于双列对头直排无搭边排样,见图1d。(4)任意母线围绕其端点旋转可获得闭合平面图形,但该图形仅限于圆心360°范围内,且冲裁件图形所占圆周角能整除360°,又具有一条与条料边重合的直线边,才能实施在圆周范围内的无搭边排样,见图1e。3冲模设计需注意的问题在多列排样连续模冲压中,采用成对组合冲制是常用的工艺手段。其中,以单角弯曲件为多,拉延件很少。采用组合对称弯曲的条件与要求如下:(1)弯曲件的形状不对称或不能单件弯曲,可采用成对组合冲弯。(2)成对组合冲弯对工件尺寸有一定限制,当展开毛坯的尺寸长×宽=250mm×200mm时,就不推荐采用。除所需模具尺寸过大外,条(带)料尺寸和进距都过大,操作起来十分不便,难以保证安全。(3)在工艺编制及冲模设计时,无论是两件还是多件组合,均应看作是一个全新的弯曲件,并以此审定弯曲结构形状与尺寸,确定其弯曲工艺性是否符合冲弯成形的要求。诸如:最小弯曲半径不能过小,当rmin≤t时更要注意复核;弯脚最小高度Hmin>2t;孔边距smin≥rmin+(3～5)t等等。(4)采用成对组合对称弯曲,模具效率要高一倍,故适于成批与大量生产。(5)用多工位连续模冲压时,计算总冲压功≤冲压设备输出冲压功的50%,以防止在连续冲弯过程中,压机转速急剧下降,输出冲压功锐减,从而因超载出现卡模、电机滑差、线圈过热,以至于烧毁电机。4地图设计4.1不同参叉排样列数通常只用单列直排和多列参叉排两种方式。参叉排样列数越多,板材利用率越高,见表1和图2。圆的内接或外切正多边形冲件,可比照圆形冲件进行排样或近似计算。4.2无搭边排样,以低压压过管带孔或有翻边、压印、沉孔等局部成形作业的外廓为方形或矩形的冲件,在多列排样冲压时,多数可实现无搭边排样,除内孔结构废料外,只要裁料时计算得好,料头料尾也很少。4.3展开平染色的类型常见的平板冲裁件和各种成形冲件,包括弯曲件、拉延件、翻边与折边件等的展开平毛坯,按形状划分为表2所示的11类。根据分类可以在表3中找到经济的排样方式,图3和表4为常见冲件的多列排样及其计算公式。5导柱模架结构形式单一主要结构形式有:①导板式连续冲裁模;②导板式连续复合模;③导柱模架连续冲裁模;④导柱模架连续复合模。对于导板式多工位连续模,由于GB2874.1～2-81《冷冲模导板模纵向与横向送料典型组合》中有多项差错、结构工艺性不好等原因,致使这种很适于电火花线切割工艺制造、适用范围广、结构简便、操作安全、造价低廉而优于各种经济冲模的良好结构形式,至今未获得广泛应用。传统的导柱模架连续模是目前用得最多的结构形式。一般多用于产量大、尺寸小以及形状较简单的各类冲件的生产。5.1导板连续模该模具由七层模板重叠而成,靠导板(也是硬性卸料板)对凸模导向。与常用的无导柱固定卸料结构相比,导板模主要是改固定卸料板为导板,实际上就是将卸料间隙减小,使卸料板与凸模的单边卸料间隙Zc=(0.1～0.5)t变成导板孔与凸模以基轴制h7/H8～h5/H6配合的导向间隙,以保持冲裁间隙均匀一致。因此,导板模不仅冲压精度较高,而且冲模寿命也长。采用多列排样连续冲压时,设计导板连续模应特别注意如下几点:(1)采用整体式标准凹模板、导板、凸模固定板,相应模孔用电火花线切割一次加工完成,可获得良好的同轴度,确保制模质量。(2)凹模刃口壁厚的最小值bmin≥(1.2～1.5)×HM,凹模板厚度HM=P/10−−−−√3(mm)ΗΜ=Ρ/103(mm),但计算结果往往误差较大。考虑到冲裁过程中经常发生叠冲、刃口变钝、冲件材料搞错或硬度波动等,可造成冲裁力大幅度增加,计算中的1.3安全系数是难以解决的,为此,推荐按压力机吨位来确定凹模厚度,见表5。(3)导板模的上模由三层模板重叠构成:上座板、垫板、凸模固定板。凸模固定段与其固定板上模孔采用H7/m6过渡配合,待凸模装入固定板后,端头铆开固定,压上垫板后用螺钉紧固在上座板上。导板模的下模由四层模板重叠构成:导板、导料板、凹模板、下座板。导板模孔与凸模配合采用基轴制,其配合要求是:冲件料厚t≤0.8mm,h5/H6;t>0.8～3.0,h6/H7;t>3.0～6.0,h7/H8。(4)模具的压力中心应与模具中心重合,允许最大偏移量不大于模柄半径的1/2。(5)推荐上、下座板均采用45钢模板,而且根据多列排样冲件料厚及平面尺寸,适当加大模板厚度,以增强其抗弯及耐冲击强度;导板表面可视需要安装限位柱或在周边安装防护栅,以确保操作安全。5.2导柱模型框架的多列排序连续模型图5设计和使用导柱模架多列排样连续模时应特别注意以下几点:(1)工况间送进及传递诸工位排列虽沿送料方向呈直线的较多,但也有呈L形或任意角形布置的。当冲件料厚t≥0.3～2mm时,可用嵌入式携带法实现工位间送进,即将冲件平毛坯整体落料并嵌进原搭边框中,用送进原材料携带到最后成形工位,冲压成形。此外,也有的采用推送式传递法。如弯脚尺寸较大的弯曲件,采用错开双列排样,多数在毛坯整体落料后,用专用楔传动送料系统推送至弯曲工位成形。这类冲模大多为自动冲模,结构较复杂,使用也较少。(2)模一体加工目前,国内多采用电火花线切割制模工艺。凹模一体便于线切割加工,即便是形状很复杂的模孔,也可一次切割完成;一般冲裁凹模下边的出料斜度也可一次切割出来,此工艺制模周期短。(3)加工的加工方法弯曲、拉延、翻边、压印等成形工位,模腔的加工多采用一般机械加工或电火花穿孔。所有模具材料及热处理要求都有别于冲裁凸、凹模,故应按工位设计成镶拼组合式结构为佳。(