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連續模具設計連續模又稱級進模多工位級進模跳步模它是在一副模具中按所加工的工件分為若干等距離的工位在每個工位設置一個或几個基本沖壓工序來完成沖壓件某部分的加工。 連續模可完成沖裁彎曲拉深成形等工序直至完成一個沖件。如果沖件的復雜程度較高連續模有時也可以只完成工件沖壓中前段沖壓后續沖壓加工由工程模完成。*沖壓材料用于連續模的材料一般均為長條狀。若材料較厚或是批量較小時可用條料若材料較薄且批量較大時則考慮用卷料。用卷料時可以自動送料可使用高速沖床自動沖壓。 連續模對材料的寬度有較嚴的要求過寬時材料不能進入導料板送料不暢過窄則影響送料精度還易損壞模具。*模具特點優點1.連續模是多工序沖模在一副模具中可以包括沖裁彎曲拉深成形等多種多道工序因此比復合模有更高的生產效率也能生產相當復雜的沖壓件。2.連續模操作安全因為人手不必進入危險區域。3.連續模設計時工序可以分散。因為工序不必集中在同一工位不存在復合模中的“最小壁厚”問題因此相對來說模具強度好壽命較長。4.由于連續模中不存在人為送料誤差故精度較單工序模要高。*模具特點缺點連續模的缺點是結構復雜制造精度要求較高制造周期長成本高。 另外對于外形較大且較為復雜的工件若用連續模則模具往往很大有時無法與沖床匹配。 因為連續模是將工件的形狀依次在不同的工步沖出的每次沖壓都有定位誤差。因此工件上如有相對位置精度較高的部分盡量考慮在模具的同一工位沖出以保証其精度。*送料方式1.手工送料。適用生產批量不大材料較厚工件較大的情況 (如對于3.0MM的不鏽鋼工件) 。此種送料方式生產效率不如自動送料高。2.自動送料器送料。一般適合于沖壓中卷料的送料。其特點是送料精度高生產效率高在大量生產中常采用這種送料方式。3.在模具上附設自制的送料裝置。常用小滑塊棘輪等機構一般較少用。*步距及定距方式步距(PITCH)的基本尺寸就是兩相鄰工位的中心距。連續模中任何兩相鄰工位的步距都必須相等。對于單列排樣步距就等于產品輪廓尺寸加上搭邊值。對于側刃定步距的模具步距就等于側刃的長度。 定距方式有三種 1.擋料銷定步距2.側刃定步距3.自動送料器定步距。*料帶圖的意義設計連續模時首先要設計料帶圖(也稱排樣圖)一旦確定了料帶圖也就確定了 1.模具的工位(站)數和各工位(站)的工序內容 2.各工序的安排及順序 3.工件的排列方式4.步距料寬及材料利用率 5.導料方式浮升裝置和導正銷的安排 6.基本上確定模具結構。*排樣在連續模的設計中排樣是至關重要的排樣時應考慮以下內容 1.工序安排2.側刃與導正孔的設計 3.料帶的連料 4.分段切除時的過切5.送料順暢與出料方便6.其它因素。*工序安排在連續模中工序安排應考慮以下一些原則1.沖裁工序盡量避免采用復雜形狀的凸模。如果形狀復雜寧可多加一個工序以簡化凸模形狀。2.N折成形盡量采用兩次成形以避免材料拉長沖出的工件尺寸不穩定對于復雜彎曲也應分步。3.對于彎曲類工件應在切除彎曲部位周邊的廢料后進行彎曲然后再切除其余廢料。對于有沖孔的彎曲件如果彎曲工序可能影響孔的位置精度和形狀時應考慮先折彎后沖孔或者在折彎處壓線以減少折彎對沖孔的影響。工序安排4.對于有拉深又有其他工序的工件應當先進行拉深再進行其他工序。這是由于在拉深過程中必然有材料的流動若先安排其他工序拉深過程中將使已定形的部位發生變形。5.對于不對稱的彎曲工件易于滑動因此可以用帶齒入子壓料(如產品表面質量要求較高不允許用這種方法)或是對產品進行對稱彎曲然后將不須彎曲的一邊切除如果產品較小也可考慮用對排保証料帶的穩定。6.彎曲或拉深品質較高的產品時應加整形工序。7.廢料如果連續應加廢料切斷工序如壓力機本身不帶廢料切刀應設計廢料切刀以切斷廢料。8.有嚴格相對位置要求的局部內外形或成組的孔應考慮能否放在同一工位上沖出以保持精度如果有困難需要分解為兩 個工位時最好放在兩相鄰工位。9.對于純沖裁連續模原則上先沖孔隨后再切除外形余料最后沖出完整工件。10.為了保証模具強度和設變需求料帶上應預留空工位。11.對于沖裁彎曲連續模應先沖切掉孔和彎曲部分外形再進行彎曲然后再沖距彎曲邊近的孔和側面有位置精度要求的側壁孔。12.對于沖裁拉深的連續模先安排切口工序再拉深最后將其從條料上切下來。13.對于帶有壓印的沖壓工件為了便于金屬流動和減少壓印力壓印部位周邊余料要適當切除然后再壓印壓印部位有沖孔時先壓印后沖孔如有折彎先壓印后切余料最后折彎。排樣的其他注意事項在排樣中除了注意以上原則外還應注意1.對產品有一個全面的了解注意客戶對產品的要求 。2.根據產品的批量和工藝性構思產品的成形步驟。3.切邊需接刀時若客戶無特殊要求應使用圓弧接刀,以免產生較大毛刺 。4.對某些產品為了后續成形方便需增加工藝孔應和客戶磋商。註意不會影響模具和料帶的強度並盡量和導正銷孔一次沖出 5.對工藝內容比較密集的部分或成型力比較大的部分應考慮模具強度(必要時通過計算進行強度校核)並可考慮采用降低沖裁力的措施。6.為方便組立和維修應考慮“快換”結構,尤其是那些易損壞的入子沖子等。7.為便於修理一般應將沖裁部分成形部分等不同的工藝內容分開且相對集中(盡可能分板)先沖裁再彎曲最后切斷卸料。 8.當產品從料帶上分離后須保証產品順利推出尤其是一些扁形件和高度較大的零件 。側刃與導正孔側刃一般安排在第一工位也可在第二工位。如果側刃安排在靠后的工位上時模具上要加始用定位銷定位通常也可以采用一前一后雙側刃的做法。 導正銷孔用來做連續模中的精定位一般在排的第一步即可沖出導正銷孔從第二工位開始開始使用導正銷。導正銷孔一般開在廢料上如用產品上的孔做導正銷孔的話應注意孔與銷間的精度同時還應注意被借用的孔經導正后會損壞孔的精度甚至孔有所變形。 對于某些圓形拉深的連續模可以不設導正銷因為拉深凸模本身就有導正的作用。連料在連續模中為了保証連續沖裁的流暢性料帶必須要有足夠的強度和剛度。而料帶的剛度與強度則主要決定于料帶連料部分的剛度與強度。限于工件形狀和工序的要求連料的形式也各不相同。最理想的連料是料帶兩側的連料因為這樣對產品的送料導正和定位來說都是有利的。單側連料對產品的導正是不利的如果在可能的情況下盡量用雙側連料。送料與出料連續模之所以沖壓加工效率高就是因其可連續沖壓。為了保証連續沖壓就必須送料順暢且出料也要方便1.為了方便送料如果產品上折彎較高盡量考慮折彎向上或是盡量將其向后工位放如果不可以則應考慮折彎線與送料方向一致如果由于產品的特殊性以上做法均不可以的話可考慮在連續下料后再增加一道折彎工序。2.考慮到出料方便產品在料帶上的重心盡量靠出料的方向但如產品上有較大的孔孔盡量靠出料的方向。接刀在連續模中有些較為復雜的孔是分段沖制的這時有一個重要的問題就是如何使這些沖裁連接部位平直或圓滑。我們可以參考沖孔模設計中切邊的接刀和過切的方法(如下圖圖中數值僅供參考)。 其他因素由于產品的纖維方向對產品的性能影響較大(特別是在產品上有折彎材料為不銹鋼磷銅硬鋁等時 )因此在設計時這也是不得不考慮的一個問題。 對于有倒沖切口或切斷時應注意產品的毛刺方向。因為倒沖時產品的毛刺面向上切斷或切口時一邊毛刺向上一邊毛刺向下。因此排料帶時要考慮毛刺對產品的影響。另外我們還要計算產品的材料利用率并進行經濟性分析。排樣布局1.從展開平面圖開始向左設計沖裁工位向右設計成形工位2.考慮增加模具強度必須有空工位同時空工位有利于工作中的設變3.決定帶料的方法4.注意材料的軋制方向5.彎曲件的毛刺應盡量位于內側6.考慮料帶的導正7.根據工件尺寸考慮一次出几件8.沖壓過程中不允許有廢屑留在模面上9.排樣時可考慮套排以節約成本 。排樣順序1.打凸、壓線等使材料變形較大的工序一般在側刃之前排在最前面 2.接著就是側刃及導正孔的排配側刃與導正孔一般排在同一步距之內3.中間一般排配沖孔及尺寸要求較高的局部成形 4.成形部分通常放在最后面 5.最后是排配切廢料,連料 。折彎示例 排樣示例 排樣對比產品圖 套排排樣排樣對比(一)1.當產品排樣方式為上圖時由于折彎線方向與材料軋制方向一致且由于折彎時產品毛邊方向向外因此產品在彎時在其角部產生了微裂紋考慮到產品的毛邊方向不能改動我們將產品的排樣方式改為下圖方式使產品上折彎線方向與材料纖維方向垂直改進后基本消除了裂紋。2.在試模時所用的材料是SUS304 O材(即軟材)開始并未產生微裂紋而當材質換為SUS304 3/4H時折彎后就產生了裂紋由此可見材質對產品的排樣也是有影響的。3.在排料帶時我們應特別注意不鏽鋼材料和硬鋁合金的軋制方向否則則可能出現沖壓不良。排樣示例 對連續模來說如果出料不順它就不可能正常生產在所示排樣方案中1.方案一產品重心明顯偏離出料方向而且在后續料片將產品推出模面時由于產品上的孔比產品上的舌部大在推產品時產品的舌部就會伸入此孔導致無法順利脫料。2.方案二產品重心偏向出料方向就可以順利的出料同時也不會因為料片與產品發生干涉而無法出料的情況。3我們在設計模具時也應考慮產品的重心和形狀對出料的影響。模具設計要點總體結構A.打板平衡裝置 由于連續模中工序相對集中的特點各部分受力不均衡為了防止打板受力傾斜導致沖子被打板抱死應對打板加平衡裝置。如果模具相對較大可以用加內限位的方法如果模具相對較小則可對打板磨槽來平衡壓力。B.上下模限位裝置 為了保護模具在過載壓力下不致損壞同時在合模時保護沖頭沖壓時保証產品尺寸和保護模具零件在上下模座間應加限位柱其直徑在空間足夠的情況下通常取50.0。C.防跳料措施 由于連續模通常以較快的速度自動沖壓如發生跳料輕者會壓壞工件重則可能損壞模具因此要防止跳料。常用有沖子采用子母沖沖子上開氣孔吹氣下料采用真空吸料裝置等方法。送料A.設計模具時如果卷料的寬度不准應在模具前部加切邊如果產品的精度要求較高且產品較大建議兩邊加切邊。B.如果料帶兩邊整齊平直則用浮升導料銷進行導料即可否則建議用導料塊進行導料。C.在排浮升塊或是頂料銷時盡量避開在送料過程中有向下的小折打凸與其干涉浮升塊前部要做斜度以方便送料在排頂料銷時還應注意避開料帶上已沖出的孔以免送料過程中料被頂料銷挂住如果無法避免建議用浮升塊代替。D.為了防止導正銷將料片留在上模在導正銷兩邊應考慮加脫料裝置。E.如有向下較高的折彎且在料浮升時此折尚不能高出下模面的話此時建議將下模避位向模具后部開通以方便送料。F.考慮到材料在壓線打凸等工藝時對料帶外形的影響應先進行這些工序后再切邊以保証后工位的導料。G.考慮到壓毛邊工序對料帶外形的影響可考慮先壓毛邊后切邊的做法也可以在產品上采用對稱壓毛邊的方法但要注意的是對稱壓毛邊應為兩邊向中間壓以抵消其受力如果雙邊壓困難時另一邊應加擋料塊但擋料塊的直段高度不要太高略大于材料厚度即可。H.如果料帶為單邊連料在設計中要注意在單邊成形時防止料帶的扭曲變形-對于單邊折彎的工件可考慮在另一邊加對稱折彎然后再切除的辦法如果這樣設計有困難時則應考慮在前工位加壓線的辦法以減小變形。I.在折彎成形的地方要考慮產品的順利脫料-如用頂料銷不能保証其能順利脫料的話建議用滑塊脫料。出料A.如果出料方式為模外出料的話我們在模具的最后一個工位上下模板相應位置應加工斜面注意斜面位置應保証產品的重心落在斜面上斜面角度建議不小于30如果斜面位置對模具強度有影響且產品靠近料帶方向的的折彎向上的話可考慮用后續料帶將產品推出模面如果以上方案均較難實現就可以考慮在出料的地方設置氣嘴用壓縮空氣將產品吹離模面也可以考慮設置專用的出料裝置出料。B.如果產品較小出料方式為模內出料的話我們應考慮在出料的地方用下墊腳將產品與廢料隔開如果產品為左右件對排的話我們則應在考慮將產品與廢料隔開的同時還考慮將左右件隔開(當然排料帶時也應考慮其落料的位置)。精度A.為了保証料帶在送進時的定位精度我們一般均設計側刃定位外加導正銷對料帶進行導正同時在料帶的兩側還有導料塊或是導料銷對料帶導向如果產品厚度較薄且導正精度要求較高時在導正銷所對應的下模位置要做浮升套不論下模板是做浮升套還是直接開孔下墊板和下模座均需開漏料孔。B.為了防止在沖壓過程中由于誤送而損壞模具在生產批較大的連續模中應考慮加誤送檢測裝置。C.為了保証產品在送料過程中的定位精度在不同工位盡量使用同一組導正孔進行導正如果有困難所用的導正孔盡量在同一工位沖出以保証定位基准發生變化后不致有太大的誤差。快拆A.由于連續模相對來說結構較為復雜沖子入子零件較多因此在沖壓過程中不穩定因素也較多因此經常會設計到修模為了方便拆模易損壞和不穩定因素較多的沖子或入子零件盡量設計為快拆結構。B.對于較大產品而設計的連續模模具本身重量很大模具零件很多對其進行裝拆相當不便為了便于修模模具上的入子沖子零件盡量都做成快換結構以便在不對模具全部拆開的情況下進行模具維護。C.對于模板上較易損壞或是具有不穩定因素的地方我們可考慮在這個地方做入子入子并做成快換模式。強度A.一般來說用連續模生產的產品批量較大為了使模具的模板類零件在生產中不致因強度問題而損壞甚至報廢我們在設計模板時盡量避免因孔過大入子孔過多而影響模板強度孔較多時可以將其分散到不同工位來設計模板盡量依等強度原則來設計。B.考慮到產品的設計變更設計加工組立過程中的錯誤以及模板的等強原則我們在設計中應適當預留空工位空工位的數量可以依據產品的大小產品的復雜程度而定空工位的位置則可以依據產品所需的沖壓加工工藝來定。導料架在連續模中導料架起著在材料進入模具前對料帶進行導正的作用故在常見的連續模中我們均需設計導料架右圖則是常見導料架的一種。導料架為了料帶的導入我們可以將導料塊設計成如圖所示的方式即在前端做一段導向部分在料帶進入模具前對其進行導向。 浮升導料銷在連續模中經常用到浮升導料銷(如下圖所示)如果料帶兩側平直無缺口對料帶進行導向就只須用浮升導料銷即可(優先選用10的GLS型浮升銷)側刃擋刀在連續模中側刃擋刀是用來定步距的其零件圖如下圖所示設計中應注意零件沉頭內攻牙以方便拆卸圖上尺寸僅供參考導正銷(一)在連續模中導正銷是用來對料帶直行精定位的其零件圖如下圖所示左圖所示與導正銷配合使用的浮升套可視具體情況而采用對于薄料可考慮用浮升套導正銷(二)設計要點1.導正銷導正部分直徑與導正單邊間隙0.05MM(此間隙與產品的料厚和精度有關)導正部分一般進入材料一個料厚左右。2.下模板或是下模入子上對應處的孔的直徑比導正銷導正部分直徑大0.20MM。3.為了防止導正銷帶出的廢屑堵住下模孔導致模具被打裂建議在下墊板和下模座開漏料孔但下模板上的孔不必加漏料斜度。4.導正銷和浮升套的材質建議為SKD11熱處理硬度為HRC58。誤送檢知裝置在連續模中為了防止因意外而發生誤送我們常采用如下圖所示的誤送檢知裝置當材料誤送時導正銷無法進入材料上的導正孔隨即向上運動同時推動檢知銷向右運動檢知回路導通沖床急停從而避免模具損壞。快換結構在連續模中為了調 模或是由于沖子入子的強度問題模具中某些零件經常需要拆換或是修磨而相對來說連續模往往較大結構也比較復雜對整套模具進行拆裝也就相當費時因此這時可以考慮快換結構即在拆裝這些入子時不需對模具的模板進行拆裝只需拆除這個入子或是沖子的螺絲就可以了。 那么我們就將快換結構分成沖子和入子兩部分來講述。對于沖子如果沖子本