多工位级进模设计.doc

多工位级进模设计多工位级进模一般都配有自动送料、自动出件、自动检测与保护装置以实现自动化生产。它适应于生产批量大、板料较薄的中、小 型冲压件的生产。一 分类1.按多工位级进模的工序分类冲裁多工位级进模、冲裁拉深多工位级进模、冲裁弯曲多工位级进模、冲裁成形多工位级进模等。2.按冲压件成形方法分类1）封闭形孔多工位级进模2）切除余料多工位级进模二多工位级进模的排样图设计1.载体的选择载体的作用是运送冲件到各个工位进行连续冲压，保证冲件在冲压过程中有稳定准确的定位。载体的类型：双侧载体、单侧载体、中间载体等。2. 工位排列原则1）在多工位级进模中，为了提高工艺稳定性，弯曲、拉深、成形等工序的变形程度要小。2）在工序顺序安排方面，宜先安排冲孔、切口、切槽等冲裁工序，再安排弯曲、拉深、成形工序。3）空工位的设置，目的是保证凹模的强度，便于凸模安装调整。一般步距小（S8）宜多设空工位。4）多工位级进模冲压过程中必须保持条料的基本平面为一水平面。例：图1所示的电子接插件，材料是1Cr18Ni9Ti，大批量生产，成形工艺包括冲孔、落料、弯曲、卷圆等工序。该工件若采用单工序模冲压成形，则需很多套模具，生产效率低，成本较高，而且零件在成形时定位困难，形状不易保证。因此该零件宜采用级进模冲压成形，设计上需要重点解决的是多次冲裁、弯曲成形工序的合理安排以及条料连续送进和定位问题。该零件的尺寸及技术要求如图2所示。图1 电子接插件实体图2电子接插件零件图1 排样方案设计排样设计是多工位级进模设计的关键，正确的排样关系到模具合理的结构、材料利用率以及成形工艺的稳定性。为了简化模具结构，降低制造成本，保证条料送进的刚性、稳定性及步距精度，减小模具工作面积，对该工件的冲压成形采用单排双侧载体排样。完成该零件的冲压成形，共设置了13个工位。设计的进料步距为30.3 mm，所采用的条料宽度为mm，纵搭边为2 mm，上横搭边为3 mm，下横搭边为2 mm，载体宽度为2 mm，侧刃切边宽度为1.5 mm。条料依靠侧刃和导正销分别实现粗定位和精定位。第1个工位进行侧刃切边和冲导正孔，后续工位通过逐步切除余料的方式对条料进行冲裁以及实现弯曲和卷圆，最后切除上侧载体获得如图1所示的冲压件。所采用的排样方案，工位紧凑，凸模位置分布合理，模具整体受力均衡。根据电子接插件零件图及如图3所示的展开图，最终所确定的排样图如图4所示。图3电子接插件展开图图4单排双侧载体排样图1冲导正孔、切边；2冲E形孔；3冲轮廓废料；4空工位；5冲轮廓废料；6折弯；7卷圆；8折弯；9切除载体；10折弯；11冲轮廓废料；12折弯；13切除载体、切边。2 模具结构设计模具结构如图5所示。因产品生产批量大，精度要求较高，所需的冲压工位多，所以采用导向精度高的滚珠导向模架500315275315 0GB/T2852.3。为了改善模具零件的加工工艺性，便于模具零件的维修，凸模采用整体嵌入的直通式结构，凹模采用平面式固定的镶拼结构。对于用来冲制导正销孔和切除两侧载体的小凸模，为了保证他们的强度和刚度，采用变截面的台阶固定方式。模具工作零件与固定板之间采用H7/m6的过渡配合。该零件由于需要多次折弯，为了保证零件的形状，采用有底的凹模结构，在弯曲的终了阶段，对零件弯曲变形部分进行镦压，以实现对弯曲部分的校正。该零件需要卷圆部分，采用内外支承方式，坯料的稳定性提高，成形过程可靠，其工作过程如图6所示。图5级进模结构图1导套2导柱3保持圈4弹簧5压板6螺钉7卸料螺钉8弹簧9切除载体凸模10折弯凸模11上模座12垫板13冲轮廓废料凸模14固定板15冲轮廓废料凸模16冲E形孔凸模17侧刃18螺钉19下模座20凹模镶块21浮顶销22弹簧23平端紧定螺钉24凹模镶块25折弯凸模26折弯凹模27折弯凸模28凹模镶块29折弯凸模30导料板31成形块32托板33螺钉34橡胶35外支承板36凹模镶块37折弯凸模38切除载体凸模39折弯凸模40凹模镶块41冲轮廓废料凸模42凹模镶块43卸料板44螺钉45螺钉46销钉47螺钉48销钉49侧刃挡块50内支承块图6卷圆示意图条料在送进过程中，依靠导料板导向，导正销对条料实现精定位。由于该零件在第6、7、8、10、12工位分别要进行折弯和卷圆，为了便于连续送料，因此需要设置浮顶器。在第10工位对冲件弯曲以后，下模的空槽部分可以方便条料顺利送进，因此在确定条料送进所需抬起的最小高度时，主要考虑第6工位的零件成形部分与第8工位的凹模工作顶面之间相互干涉问题。工件最大成形高度为，条料所需的最小浮升高度：，取H0=12.5mm因此导料板的下沿面与第8工位的凹模工作顶面之间最小距离：（t=0.5mm）最后确定为了保证条料在导料板内运动，导料板设置了宽2 mm，高3 mm的凸台。在级进模的冲裁工位，弹压卸料板实现压平条料和卸料作用，保证冲裁的连续进行并提高冲裁件的平整度。作业：1 零件工艺性分析图1所示为工业电器中的触片零件，材料为H68（软），料厚0.2mm，大批量生产。由图1可知，该零件有多处的弯曲、胀形，外轮廓比较复杂，精度要求较高，采用单工序模或复合模冲压成形，难度较大，经济性差，因此宜采用级进模冲压成形，设计上需要重点解决外轮廓的冲裁、胀形、弯曲工序的合理安排问题，以及条料的连续送进和定位问题。图1黄铜触片零件图Fig. 1The Part Drawing of Brass Contact Piece2 排样方案设计排样方案设计时，主要考虑成形工艺的稳定性，要保证零件的形状和尺寸准确，工位要紧凑，凸模位置分布要合理，模具整体受力要均衡，条料送进的刚性、稳定性要好，要有利于简化模具结构，要有利于提高材料利用率等问题。黄铜触片的中心部位的胀形成形在保证零件不破裂的前提下最好能一次完成，否则会因为定位不准、材料流动不均、润滑不当等原因严重影响零件的表面质量。胀形能否一次完成可通过以下条件进行校核13：计算结果符合上述条件，可以一次成形。另外对于黄铜触片四角处的胀形，由于变形程度很小，所以可以一次成形。综合上述考虑，根据触片的零件图（如图1）及展开图（如图2），最终选定的排样方案为9个工位（如图3所示），依次为冲导正孔、侧刃切边胀形冲轮廓废料空工位胀形折弯折弯切断切断。多工位级进模的步距公差直接影响冲件精度。步距公差小，冲件精度高，但模具制造困难。如图3所示的排样步距公差可按下式计算2、4：为了克服由于工位的步距积累误差影响工件的精度，故每一工位的位置尺寸均由第一工位采用基线标注的形式进行标注，如图4所示。图2黄铜触片展开图Fig. 2 The Developing Drawing of Brass Contact Piece图3 排样图Fig. 3 The Layout Drawing 图4 凹模步距尺寸及公差Fig. 4 The Pace Dimension and Tolerance of Denting Die3 模具结构设计模具结构如图5所示。考虑到产品生产批量大，精度要求较高，尤其是板料较薄，对冲裁间隙的要求较高（）2，所以采用四角导柱的滚珠导向模架。为了改善模具零件的加工工艺性，便于模具零件的维修，异型凸模采用便于线切割加工的直通式结构。为了保证冲小孔的凸模和胀形小凸模的刚度及强度，采用有中间过渡的台阶式结构。从第1工位到第5工位主要完成轮廓冲裁和胀形，凹模采用平面式固定的整体结构。从第6工位到第9工位主要完成弯曲和切断，凹模采用整体嵌入式的镶拼结构。模具工作零件与固定板之间均采用H7/m6的过渡配合。该零件的两次折弯，为了保证零件的形状，采用有底的凹模结构，在弯曲的终了阶段，对零件弯曲变形部分进行镦压，以实现对弯曲部分的校正。图5级进模结构图Fig. 5 The Structure Drawing of Progressive Die1胀形小凸模2折弯凸模3切断下剪刃4固定板5切断下剪刃6导料板7上模座8压板9螺钉10导柱11保持圈12弹簧13切断上剪刃14切断上剪刃15折弯凸模16模柄17冲轮廓废料凸模18胀形凸模19卸料螺钉20弹簧21垫板22固定板23胀形凹模24导套25卸料板26冲孔凸模27凹模28浮顶销29弹簧30平端紧定螺钉31下模座32螺钉33销钉 34销钉35螺钉36导正销37侧刃挡块38侧刃39导料板多工位级进模要求条料在送进过程中无任何阻碍，因此在完成一次冲压行程之后条料必须浮顶到一定高度，以便下一次无阻碍送料。参照排样图及模具结构，工件在冲压成形过程中，第6工位的模具结构及所成形的零件形状是确定条料浮升高度的