多工位精密级进模设计与制造-1ppt课件

情景6：多工位精密级进模设计与制造,6.1工序排样与工位设计6.2精密级进模凸模、凹模及工作装置的设计6.3精密级进模典型结构6.4级进模设计专用软件应用,6.1工序排样与工位设计,一、概述,1多工位级进冲压的概念：（复习和提高）2多工位精密级进冲压的特点：优点：生产率高、易实现自动化冲压生产、物流成本低、中小零件的大批量生产不足：模具结构复杂、材料利用率有所降低,二、多工位精密级进模的排样设计,排样时将冲压零件分解为最基本的冲压工序，在料带上进行工序的布置（冲裁工序成形工序落料工序），再根据凹模型孔的强度和模具零部件的空间尺寸设计空工位，这一在料带上的布置图就是料带冲压排样图。图示弯曲件,二、多工位精密级进模的排样设计,1、排样的设计原则,（1）保证零件的精度和条料送进的步距精度；（2）工序应尽量分散，以提高模具寿命，简化模具局部结构；（3）要考虑生产能力和生产批量的匹配；（5）分析冲压零件的工艺性，毛刺方向和各工位之间的冲压关系；（6）尽量提高材料利用率，注意冲压力的平衡；（7）适当设置空位工位，（8）保证成形后的部位高出送料面，确保条料送进过程通畅无阻。（12）工件和废料应保证能顺利排出，连续的废料可增加切断工序。（13）排祥方案要考虑模具和冲床工作台的匹配性。,图,2、工序的确定与排序,在条料排样设计时要考虑：被加工的零件冲压过程需要几个基本的工序；将基本冲压工序的加工内容进行工工位的优化组合，对工序进行组合排序，确定工序数目和顺序时。案例：图示零件，基本冲压工序有：落料、冲孔、弯曲外形落料展开形状可分解为多次冲切工序可组合冲裁、成形冲裁,(1)级进冲裁工序排样的基本原则,1）冲裁件应先冲孔，再逐步完成外形的冲裁。尺寸和形状要求高的轮廓应在较后的工位上冲（6.2.3）。图6.2.3排样示例(一)图6.2.4排样示例(二)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（6.2.4）。,(1)级进冲裁工序排样的基本原则,3）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。4）精度要求高的部位，尽量集中在同一工位上冲出。5）条料载体与零件搭接处有足够的强度与刚度。6）不要轻易分解零件形状或增加工位。7）轮廓周界较大的冲切位置，应安排在中间工位。,(2)级进弯曲工序排样的基本原则,1）弯曲零件，先冲孔分离弯曲部位周边的废料弯曲落料。2）靠近弯边的孔有精度要求时，应弯曲后再冲。3）为避免单侧弯曲时载体变形和侧向滑动，可两件组合成对称件弯曲，然后再剖切分开如图6.2.2。,图6.2.2,(2)级进弯曲工序排样的基本原则,4）复杂的弯曲零件，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，图6.2.6。图6.2.65）平板毛坯弯曲后，工序毛坯底平面应离开凹模面一定高度。6）两个弯曲部分有尺寸精度要求时，应在同一工位弯曲成形。7）应保证零件弯曲线与材料碾压纹向的关系。8）尽可能以冲床行程方向作为弯曲方向，若弯曲方向与行程方向不同时，要选择可靠性高的方向转换机构。,(3)级进拉深工序排样的基本原则,1）有拉深工序时，应先安排拉深，再安排其它工序。2）多次拉深时，每一次拉深系数选取应以安全为原则。3）为了便于级进拉深模试模中调整拉深次数和各次拉深系数的分配，在拉深工位间安排空位工位，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孔，改善材料的拉深流动性，拉深后再将孔冲至要求尺寸。5）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，如图6.2.8。有切口（槽）拉深，有利于材料的流动。,(4)含局部成形工序排样的基本原则,1）有局部成形时，在保证产品质量的前提下，可安排在各工位上进行，有利于减少工位数。2）局部成形引起料带收缩，局部成形区周围的孔可能产生变形时，孔应在成形后再冲压，如图6.2.9。3）轮廓旁的凸包要先成形，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，便于镦形后材料的延展，镦形完成后再安排冲去被延展的余料工序。,图6.2.9局部成形后冲孔,3.带料排样的载体设计,载体是指级进模冲压时，带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。载体作用：补偿定位误差，便于送料，保证运载条料上冲出的工序零件能够平稳地送进到后续冲压工位。载体的基本形式：1)双载载体2)单载载体3)中间载体,(1）双载体双侧载体是在条料的边缘两侧设计的载体，双侧载体送料十分平稳可靠，但材料利用率较低。双侧载体可分为等宽双侧载体和不等宽双侧载体。,等宽双侧载体,不等宽双侧载体,(2)单侧载体单侧载体是在条料的一侧设计的载体，较多的应用在三边有弯曲的零件，其送进步距精度不如双侧载体高，但材料利用率较高。缺点：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。,冲细长零件时，为增强载体的强度，在两个冲压件间适当位置用一小部分连接起来，这种载体称为桥接式载体。如图6.2.13。,6.2.13桥接式载体排样图,6.2.13桥接式载体排样图,(3)中间载体中间载体是指载体设计在条料中间，适用于对称零件，尤其是两外侧有弯曲的对称零件，如图6.2.14。,4.分段冲切的设计,（1）分段冲切的目的当冲裁的内孔和外形形状复杂，零件还包含有弯曲、拉深、成形等多种冲压工序。把复杂的轮廓分解为若干简单几何单元，使模具刃口分解和重组，有利简化凸模和凹模形状，便于加工，降低模具加工成本，便于模具维护，图6.2.15。外形分解为5个部分组合成零件轮廓,（2）分段冲切的分割原则,1）形成的凸模外形要简单、规则，要便于加工，并有足够强度。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，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配合要求的边应一次冲切，不宜分段。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。,（3）分段切除时的搭口形式选择,搭口是两次冲裁的连接位置，必须合理地选择连接方式，使各段间连接得非常平直和圆滑，以免出现毛剌、错位、尖角等。连接方法可分为搭接、平接、切接三种方式。1）搭接,图6.2.16所示为搭接，第一次冲出A、C两区,第二次冲出B区，搭接区是冲裁B区凸模的扩大部分。搭接大都采用这种连接方式。,平接是在零件的直边上先冲切去一段，然后在另一工位再切去余下的一段，两次冲切刃口平行，共线但不重叠。平接方式易出现毛刺、错牙和不平直等质量问题，,3）切接切接是指在零件圆弧部分上或圆弧与圆弧相切的切点进行分段切除的连接方式。缺陷与平接相似。,2）平接,平接连接方式,切接连接方式,5.空位工位及步距设计,（1）空位工位料带在这个工位，不作任何冲压加工。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；保证模具中设置特殊结构的安装空间；设计必要的储备工位、便于试模时调整工序用。由于空位工位的设置，将会增大模具的尺寸，使模具的误差累积增大。在排样图中考虑空位工位时要遵循以下原则：,1）用导正销做精确定位时，因步距积累误差较小，可适当地多设置空位工位；而单纯以侧刃定距的级进模，不应轻易增设一个空位工位。2）当模具的步距较大时（16mm），不宜多设空工位；步距过小，不增设空工位，模具的强度不能保证，模具的一些零部件就无法安装，应增加空工位。3）精度高、形状复杂的零件排样，应少设置空工位；精度较低、形状简单的零件，可适当地多设置空工位。（2）步距基本尺寸和步距精度的确定步距的基本尺寸，就是模具中两相邻工位的距离。步距的精度越高，冲件精度也越高，但模具制造也就越困难。步距精度应视冲压件的精度具来定。步距精度的经验公式为：,6.定位形式选择与设计,(1)定位形式在多工位精密级进模中一般都不使用挡料销定位，（粗定位）常使用侧刃、自动送料机构；（精定位）导正销等。（2）导正孔的确定原则导正孔是通过装于上模的导正销插入其中，矫正条料位置来达到精确定位目的（图6.2.19）。,导正孔可利用零件本身的孔，或利用废料载体上的孔实现导正。,在设计的排样图上确定导正孔位置时应遵循以下原则：1）在条料排样的第一工位冲制出导正销孔，第二工位设置导正销，以后每隔24工位的相应位置等间隔地设置导正销。2）导正孔位置应处于条料在冲压中不参与变形、位置不变的平面上，一般可选在条料载体或余料上。3）对于较厚的材料，也可选择零件上的孔作为导正孔。4）重要的冲压加工工位前要有导正销。5）圆筒形件在连续拉深时，不必设置导正销孔，可利用拉深凸模进行导正；拉深结束后可冲导正孔，保证后续工位定位。6）必须设置导正销而又与其它工序干涉时，可设置在空工位上。（3）侧刃设计侧刃也是级进模中普遍使用的一种定位方式（情景2已讨论）。在多工位级进模中一般以侧刃作粗定位，以导正销作精定位。,7.排样设计后的检查,排样设计前，对制件进行认真消化和研究。排样设计后认真检查，以改进设计，纠正错误。检查项目可归纳为以下几点：（1）材料利用率。检查是否为最佳利用率方案。（2）模具结构的适应性。（3）有无不必要的空位。（4）制件精度能否保证。是否