级进冲压是在压力机滑块的一次行程中,在模具的不同位置同时完成两道或两道以上冲压工序的冲压加工方法。级进冲压的生产率高,而且可以避免单工序模冲压时在冲压工序间由于反复定位或操作引起的误差对工件精度的影响,也能避免操作人员在生产过程中将身体伸入模具而导致的人身伤害事故。连续冲压在大批量生产条件下得到了广泛的应用。级进模在工艺设计和模具结构设计时,与单工序模比较有很大的不同。
1.多工位级进模设计方法
(1)多工位级进模设计步骤
多工位级进模设计与其他普通冲模设计步骤基本相同,首先进行工艺分析与设计,再进行模具结构设计,但多工位级进模将集冲压性质不同的工序于一副模具的不同位置同时完成,因此多工位级进模设计与普通冲模设计也有很大的不同,多工位级进模设计的基本流程如图4-9所示。具体可分工艺分析与设计、排样与概要设计、结构设计、零件设计等四个阶段。
1)工艺分析与设计是级进模设计基础,通过对产品零件所包含的工序进行分解和分析,以确定产品零件的实际加工工艺方案。
2)排样与概要设计以工艺设计可行性为前提,具体确定级进模加工产品零件时的工序方案和模具的基本结构形式。
3)结构设计和零件设计就是设计级进模的具体结构和各功能部件。结构设计与零件设计的结果是模具装配图、非标模具零件的零件图,以供模具制造使用。
(2)级进模图样绘制方法
多工位级进模设计的图样绘制与普通冲模模具图样的绘制有较大的区别,主要体现在以下几个方面:
1)单独绘制模具排样图。由于多工位级进模工位数较多,为了清楚、完整地表示出每一工位的工作内容、条料的宽度、步距及各工位之间的相互关系,一般排样图单独绘制。
2)为了清楚地表达各个模具零件之间的装配连接关系,模具装配图一般用主视图、上模部分视图、下模部分视图三个图样表达,个别情况还可增加1张卸料部分视图。
图4-9 多工位级进模设计步骤
3)采用基准标注法标注模板零件相关尺寸,即所有尺寸是相对于基准给出的距离。标注基准一般选择模板的对称中心线或模板的加工基准面。
4)多工位级进模模板中孔的数量、类型、加工方法及要求不一样,一般只视图中表达出各种孔的形状及位置尺寸,而在技术要求中表示各类孔的尺寸、数量、加工方法及要求。
5)可将多个细小的零件图绘制在同一张图样上。绘制比例一般为1∶1。
6)多工位级进模中的定位销孔采用数控加工方法。
2.多工位级进模排样设计技巧
排样设计是级进模结构设计的基础及重要组成部分,对级进模结构、模具零件的制造工艺性、模具制造成本以及板料的利用率、产品的精度等有着重要的影响。因此排样是级进模设计的重要依据,是决定级进模优劣的主要因素之一。
排样过程中,主要解决三个方面的问题:一是产品零件展开外形在条料上的截取方位;二是生产产品所包含的级进冲压工序;三是各个级进冲压工序的组合和安排。根据排样所解决的问题及在设计过程中所处的阶段,级进模的排样大致可分为三类:毛坯排样、冲切刃口设计和工序排样。
(1)毛坯排样
毛坯排样用于确定毛坯在条料上的截取方位和相邻毛坯之间的关系。
1)毛坯排样方案
毛坯排样方案很多,不同的排样方案对材料的利用率、冲压加工的工艺性以及模具的结构和寿命等有着显著的影响。在多工位级进模中,典型的排样方式及应用范围是不一样的。
①直排。直排主要应用于产品无特殊要求的情况下。直排排样方式如图4-10所示。
图4-10 直排排样方式
②斜排。斜排主要用于对材料纤维方向有要求的情况下,如不锈钢,磷铜等硬而有弹性要求的产品。斜排时,一定要保证斜排角度符合图样对最终产品纤维方向的要求。斜排排样方式如图4-11所示。
图4-11 斜排排样方式
③对排。对单边成形的厚料产品采用对排以达到平衡侧向力的效果。对排结构形式如图4-12所示。
图4-12 对排排样方式
2)毛坯排样基本原则
①材料利用率要尽可能高。据统计,在冲压件的成本中,材料费所占比例在60%以上。因此,合理排样对提高材料利用率、降低产品成本有着十分重要的意义。
②满足产品零件冲裁及后续工序的要求。如纤维方向和毛刺方向的要求;便于完成后续加工工序;生产率高,便于操作;安全性好等。
(2)冲切刃口设计
冲压件展开毛坯的外形轮廓及内形孔从几何上可看成是各种封闭的几何曲线、内形或外形轮廓的冲切既可以一次完成,也可以分几次完成。在级进模设计中,为了简化模具结构,一般将复杂外形和内形孔分几次成形。冲切刃口外形设计就是把复杂的内形轮廓或外形轮廓分解为若干个简单几何单元,各单元又通过组合、补缺等方式构成新的冲切轮廓的工艺设计过程,即设计合理的凸模和凹模刃口外形的过程。因此,冲切刃口外形的设计可分为轮廓的分割与重组两个阶段。冲切刃口设计是级进模排样设计的基础,只有确定了刃口形状,才能确定各工位的加工内容、模具的形状及复杂程度。
实际生产中所遇到的冲压件往往十分复杂,通过刃口外形的分解与重组可以简化凸模和凹模外形,便于加工,缩短周期,提高质量,降低成本;改善凸模和凹模受力状态,提高模具强度和寿命;便于工件在模具中送进,如弯曲工件的分离;满足特殊的工艺需要,如拉深工艺切口。
1)冲切刃口设计原则。冲切刃口轮廓的分解与重组要在毛坯排样后进行。在设计冲切刃口时应遵循以下几个基本原则:
①刃口分解与重组应有利于简化模具结构,分解段数应尽量少,重组后形成的凸模和凹模外形要简单、规则,要有足够的强度,要便于加工。
②刃口分解应保证产品零件的形状、尺寸精度和使用要求。
③内外形轮廓分解后各段间的连接线应平直或圆滑。
④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,放在不醒目的位置。
⑤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,不宜分段,以免误差积累。
⑥复杂外形以及有窄槽、细长凸台的部位或复杂内形最好分解。
⑦外轮廓各段毛刺方向有不同要求时应分解。
⑧刃口分解应考虑加工设备条件和加工方法,便于加工。
2)轮廓分解时分段搭接头的基本形式。内外形轮廓分解后,各段之间必然要形成搭接头,不恰当的分解会导致搭接头处产生毛刺、错牙、尖角、塌角、不平直和不圆滑等质量问题。常见的搭接头有交接、平接、切接三种。交接指毛坯轮廓冲切刃口分解与重组后,新的冲切刃口之间相互交错,有少量重叠部分。平接就是把零件的直边段分两次冲切,两次冲切刃口平行、共线,但不重叠。平接在搭接头容易产生毛刺、错牙、不平直等质量问题。切接是毛坯圆弧部分分段冲切时的搭接形式,即在前一工位先冲切一部分圆弧段,在后续工位上在冲切去其余部分,前后两段应相切。在三种搭接头方式中,尽量选用交接方式,平接和切接容易产生毛刺等缺陷,应尽量避免采用。
(3)工序排样
1)多工位级进模排样设计的原则。
①合理确定工步数。级进模中的工步数等于分解的单工序之和(包含空工位)。工步数确定的原则是在不影响凹模强度的条件下,工步数选用得越少越好,工步数越少,累积误差越小,则所冲出的工件尺寸精度越高。
②工位安排方式。在排样图的开始端安排冲孔、切口、切废料等分离工位,再向另一端依次安排成形工位,最后安排产品与载体分离工位。为了防止小凸模受偏心载荷作用而折断,在工位安排时,要尽量避免冲小半孔。
第一工位一般需安排冲导正孔。从第二工位开始设置导正销对带料或条料进行导正。第三工位可根据冲压条料的定位精度,设置送料步距的误差检测装置,对于工位数不多,零件精度要求不是高,冲压速度不高的级进模也可不设置误差检测装置。
尺寸精度要求较高的工步,应尽量安排在最后一个工序,而精度要求不太高的工步,则最好安排在较前一工序,因为工步越靠前,其积累误差越大。
③冲压件孔工位的安排。冲压件上孔的数量较多,且孔的位置太近时,可分布在不同工位上冲出孔,但孔不能因后续成形工序的影响而变形。对有相对位置精度要求的多孔,应考虑同步冲出。因模具强度的限制不能同步冲出时,应有措施保证它们的相对位置精度。形状复杂的孔应分解成若干简单孔分步冲出。
如果冲压件上有大小不同的孔时,尽量不要把大孔与小孔同时放在同一工步上,以便修模时能确保孔距精度。对于同一尺寸基准的精度要求较高的不同孔,在不影响凹模强度的情况下,应安排在同一工步冲出。
④成形方向的选择。成形方向的选择应有利于模具设计与制造,有利于送料。若成形方向与冲压方向不同,可通过斜滑块、杠杆等机构来转换成形方向。
⑤为提高凹模镶块、卸料板和固定板的强度,以及保证各成形零件安装位置不发生干涉,可在排样中设置空工位。
⑥为了保证产品的质量,对于成形工序,每一工位的变形程度不宜过大,变形程度较大的冲压件可分解到几个连续的工位成形。对精度要求较高的成形件,应设置整形工序。
⑦级进拉深排样中,为了保证材料的顺利流动,可在拉深前切口、切槽。
⑧为了防止压筋造成孔变形,冲孔应安排在压筋之后。当凸台中央有孔时,为便于材料的流动,可先在凸台处先冲一小孔,压凸后再冲到实际尺寸。
⑨在级进冲压过程中,各工位分段切掉余料后,形成完整的外形,要避免在各段冲裁的连接部位出现毛刺、错位和尖角等。
2)排样图设计时应考虑的因素
①企业的生产能力与生产批量。当企业的冲压设备数量较大及吨位满足要求、自动化程度较高、操作工人技术水平较高时,在排样设计时尽量考虑单排排样,因为单排排样模具结构简单、寿命较长。
②多工位级进模的送料方式。采用高速冲压设备时,宜采用自动送料机构初定位,导正销精定位。
③产品的结构形状。形状复杂、精度较高的零件,在排样设计时应采取相应措施予以保证。
④模具的受力状况。模具的受力状况会影响到冲压的生产效率、模具寿命以及设备精度。排样时应注意以下两点:
a.力求压力中心与模具中心重合,其最大偏移量不超过模具总长度的1/6或宽度的1/6,否则使用时设备会受到偏心载荷作用,影响设备的精度和模具的寿命。
b.在排样设计时,应采取一些措施抵消冲压过程中产生的侧向力。
⑤模具结构。排样设计时,力求模具结构简单、模具的制造工艺性好,装配、维修和刃磨方便。
⑥工件材料。多工位级进模对被加工材料有严格要求。在排样图设计时,要综合考虑材料的供应状态、厚度、力学性能、纤维方向等。
a.材料供应状态。设计条料排样图时,应明确说明是成卷带料还是剪切的条料。多工位级进模常用成卷带料。
b.材料的力学性能。加工材料既要满足冲压工艺要求,又要适应连续高速冲压加工变形的力学性能要求。因此,排样设计时,必须说明材料的牌号、料厚公差和料宽公差。
c.纤维方向。弯曲线尽量与材料的纤维方向垂直。但对于已成卷料的材料,其纤维方向是固定的,因此排样图设计时,通过排样方位来解决纤维方向平行于弯曲线方向的问题。
⑦毛刺方向
a.当冲压件图样对毛刺方向有要求时,排样时应保证零件毛刺方向一致,不允许一副模具冲出的零件毛刺方向相反。
b.带有弯曲工艺的冲压件,设计条料排样图时,应使毛刺面在弯曲圆角的内侧,防止产生弯曲裂纹。
3)载体的设计。载体是在级进模工作时,将坯件运载到各工位进行各种冲裁和成形加工的物体。工作时,在动态加工中要求载体始终保持送进稳定、定位准确。
①载体的类型。载体的形式较多,主要有无载体排样、边料载体排样、单载体排样、双载体排样、中心载体排样、双桥载体排样六类。其特征和应用范围见表4-1。
表4-1 载体排样类型
②载体尺寸的确定。一般来说,载体的宽度为了保证其强度和设置导正孔的需要,载体宽度大于搭边宽度的2~4倍,一般载体宽度应不小于3mm,载体尺寸见表4-2。
表4-2 载体尺寸 (单位:mm)
(续)
(4)空工位设计
当条料每送到某个工位时,不作任何加工,随着条料的送进,再进入下一工位,这样的工位称为空工位。增加空工位的主要目的是保证模具主要结构零件(凹模、凸模固定板、卸料板)的强度,提高模具寿命。设计空工位时应遵循几个基本原则:
1)用导正销定位时可适当多设置空工位。因为用多个导正销同时精定位时,送料的累积误差小。而单纯以侧刃定距的多工位级进模,其条料送进时随着工位数的增多误差累积加大,不宜设置较多空工位。
2)步距越小,空工位越多;步距越大,空工位越少。当多工位级进模的步距大于30mm时,应尽量不设置空工位;当步距在8~30mm时,可适当设置空工位,但空工位数量不宜过多;当步距小于8mm时,可通过增设空工位数量来提高模具强度,且空工位对模具的影响不大。
3)精度高、形状复杂的零件在设计排样图时,应减少空工位数;精度较低、形状简单的零件在设计排样图时,可适当增多空工位数。
(5)导正孔设计
导正孔主要功能在于校正送料距离的准确性。导正孔可利用废料载体上的孔,也可利用制件本身的孔,前者称为间接导正,后者称为直接导正。直接导正的材料利用率高,外形与孔的相对精度容易保证,模具加工容易,但容易引起产品孔变形。间接导正材料利用率低,载体和毛坯的位置不易得到保证,模具加工工作量增加,但产品孔不会变形。
在排样图上确定导正孔位置时应注意以下几个问题:
1)在条料排样的第一工位首先冲出导正孔,第二工位需用导正销精定位,以后每隔2~4工位的相应位置等间隔设置导正销,并优先在容易传动的工位设置导正销。要求设置的导正孔总数量应不少于2~4个,并要求超过模具工步数量的一半。
2)导正孔位置应处于条料的基准平面上,即处在冲压中不参与变形、位置不变的平面上,否则将起不到定位孔的作用,一般选在条料载体或余料上。
3)对于厚度较大的材料,可选择零件上的孔作为导正孔,但在冲压过程中,该孔经导正销导正后,精度可能会被破坏,甚至会产生变形,一般应在最后工位上进行精修处理。
4)重要的加工工位前要有导正销。
5)筒形件连续拉深时,可直接利用拉深凸模进行导正,而不必设置导正销孔。
6)必须设置导正销而又与其他工序干涉时,可设置空工位。
导正孔直径的大小会影响材料利用率、载体强度、导正精度等。应结合考虑板料厚度、材料性能、毛坯尺寸、载体形式、尺寸、排样方案、导正方式、产品结构特点和精度等因素确定。导正孔普遍设置为圆形,其直径为0.5的倍数,一般导正孔最小直径应不小于坯料厚度的4倍。也可根据经验值选取:当坯料厚度t<0.5mm时,导正孔最小直径dmin=1.5mm;当0.5mm≤t≤1.5mm时,导正孔最小直径dmin=2.0mm;当t>1.5mm,导正孔最小直径dmin=2.5mm。
(5)步距设计
级进模的步距是条料在模具中每送进一次所需要向前移动的送料距离。步距实际上就是模具相邻两工位的距离,步距是沿送料方向制件展开长度与搭边值总和的整数倍。级进模任何相邻两工位的距离都必须相等。
步距的精度直接影响到工件的加工精度,特别是对工位数较多的排样,应特别注意步距的精度。步距的误差,不仅影响分段切除余料,导致外形尺寸产生误差,还影响冲压件内外形的相对位置。影响步距精度的因素主要有冲压件的精度等级、形状复杂程度、冲压件材料及其厚度、模具总工位数、生产时条料的送进方式和定距形式。
多工位级进模步距精度可根据
式中,δ是条料定位累积误差(mm),β是步距对称偏差(mm),n是模具总工位数(mm),k是精度系数(见表4-3)。
表4-3 精度系数k值
说明:①精度系数k主要考虑料厚和材质因素,并将其反映到冲裁间隙上。②多工位级进模因工位的步距有累积误差,所以标注模具每步尺寸时,应由第一工位到其他各工位直接标注其程度,无论长度多大,其步距公差均为δ。
3.级进模模具结构设计技巧
(1)模具总体结构
1)模具总体结构形式选择。级进模结构形式如图4-13所示。其基本结构形式可分为两大类:利用卸料板压料模具结构形式和利用局部压料模具结构形式。两种基本结构形式比较见表4-4。
图4-13 级进模基本结构形式
表4-4 级进模基本结构形式比较
2)模板材料选择及要求。多工位级进模基本结构主要由8块模板组成,分别是:上模板、上垫板、冲头固定板、卸料板背板、卸料板、凹模固定板(凹模板)、下模垫板、下模板。模板零件材料及热处理要求对模具的使用寿命和模具的安全性有较大的影响,因此应正确选择模板零件材料及确定合理的技术要求。表4-5是级进模模板选材及技术要求。
表4-5 模板选材及技术要求
(续)
(2)工作零件设计
多工位级进模中的工作零件主要是指各种凸模和凹模。凸模和凹模直接决定了产品的尺寸精度和形状,凸模和凹模的结构形式、选材及相关技术要求、与其他零件的装配连接关系对模具的安全性和使用寿命都有重大的影响。
1)工作零件设计原则。多工位级进模工位数多,绝大多数凸模和凹模尺寸较小,使凸模和凹模的装配及相互位置尺寸的调整比普通冲模要复杂和困难。同时,多工位级进模主要用于大批量生产,要求模具使用寿命长,模具的维修和易损件的更换方便。而且凸模和凹模要适应高速连续冲压的要求。因此,凸模和凹模的设计应遵循以下几个原则:
①凸模和凹模要有足够的强度和刚度。多工位级进模工作时,由于高速连续作业,振动很大,使凸模和凹模磨损速度极快;凸凹模受力状态不均匀、不对称、不垂直,损坏的可能性也很大。因此,设计凸模和凹模时应采取各种措施保证凸模和凹模的强度,如选用强度较高的模具材料、合理的热处理工艺及要求、减少凸模高度、增加凹模厚度等。
②凸模和凹模必须安装牢固,便于维修和更换。为了防止作业时的振动导致凸模和凹模松动,所有凸模和凹模必须安装牢固。多工位级进模中,工件外形多数情况是采用多次分段冲裁来得到的,在不同工位上冲切工件外形的不同部位,待多个工位完成后才冲切出完整的工件外形。这样,就需要保证各工位间凸模的位置精度,且各工位的凸模和凹模间隙要均匀一致,保持稳定,给凸模和凹模的安装带来一定的困难。由于凸模和凹模工作条件较差,容易损坏失效,因此还需要考虑工作零件损坏后便于维修与更换的问题等。
③多工位级进模凸模和凹模的基准应统一。各种不同冲压性质的凸模和凹模尽可能使其基准协调统一。一般在设计多工位级进模时,以凹模各形孔坐标为基准,以第一工位定出坐标原点,以此到各工位形孔定出坐标关系。凸模的安装位置、卸料板各形孔位置,均要与凹模一致。凸模的工作形状与对应凹模形孔形状及卸料板的形孔形状也应一致。
④废料排除方便及时。多工位级进模在连续作业过程中,如果废料留在凸模上或留在凹模的工作面上,会导致模具损坏。因此,应采取在凸模上设置废料顶出销、凹模上设高压气孔等措施,并及时清除余料。
⑤凸模和凹模设计应具有良好的工艺性,便于模具制造、测量和组装。
2)凸模设计。凸模结构设计时主要考虑凸模的强度和刚性,一般的粗短凸模可按常规设计。而在多工位级进模中的细小凸模、冲窄长槽凸模、分解冲裁凸模等应根据具体的要求来考虑凸模的结构、加工方法及其固定方式。
①凸模的固定。凸模的固定形式有挂台固定、销钉固定、螺钉固定、压块固定、顶丝固定等方式,其中挂台固定安全可靠,销钉固定不常用,其他三种方式便于维修时快速更换,可根据需要自由选择。在选择固定方式时,对于圆形、矩形凸模一般采用台阶固定,凸模与固定板之间采用H7/m6的过渡配合。而对于截面形状为各类曲线组合而成的异形凸模,尽量设计成直通式,采用其他几种方式进行固定。
②异形凸模结构形式与加工方法。凸模结构形式与加工方法有关,异形凸模的加工方式主要有线切割加工和PG(光学研磨)加工两种方式。线切割加工的凸模结构形式是直通式,该方式加工费用低、时效性强,但加工后的刃口易磨损,多用于刃口截面形状比较复杂,外形尺寸较大,冲压速度不高,刃口截面线转角半径R不小于0.15mm,线切割加工后的凸模表面粗糙度值高,加工零件的使用寿命没有PG加工方式高。PG加工费用高,时效性差,刃口不易磨损,多用于外形规则,外形尺寸较小,冲压速度高,刃口截面线转角半径R较小的凸模加工。对于细小凸模为了提高凸模的强度,一般设计成上大下小的结构,在上下交接处一般采用R角过渡,此时也应采用PG加工方式,对于刃口截面规则的R取10mm或20mm,不规则形状R取40mm。
③小凸模的设计。对于冲小孔凸模,通常采用加大固定部分直径,缩小刃口部分长度的措施来保证小凸模的强度和刚度。当工作部分和固定部分的直径差太大时,可设计成多台阶结构。各台阶过渡部分必须用圆弧光滑连接,不允许有刀痕存在。特别小的凸模还应采用保护套结构。ϕ0.2mm左右的小凸模,其顶端应露出保护套约2~3mm。卸料板还应考虑能起到对凸模的导向保护作用,以消除侧压力对凸模的作用以免影响其强度。
④间距相近小凸模的处理。设置多个相互接近的冲孔凸模时,为了避免同时工作时凸模之间的材料相互影响,设计时,应使各凸模的长度存在一定的差距,从而错开其工作时间。长度差一般为坯料厚度的1/4~3/4。设计时尺寸较大的凸模尺寸一般较长,尺寸较小的凸模尺寸较短。如果各凸模直径一致,则在布置时,应使其中间高、两端低。
⑤凸模上应设计防废料被带回的措施。冲孔后的废料若随着凸模回程贴在凸模端面上带出模具,并掉在凹模表面,若不及时清除将会使模具损坏。设计时应考虑采取一些措施,防止废料随凸模上行。故对ϕ2mm以上的凸模应采用能及时排除废料的凸模。可采用带顶出销的凸模结构,利用弹性顶出销使废料脱离凸模端面。也可在凸模中心加通气孔,减小冲孔废料与冲孔凸模端面上的“真空区压力”,使废料易于脱落。图4-14是带顶出销的凸模结构。
图4-14 带顶出销凸模结构
⑥凸模材料。凸模材料根据凸模的结构形状可选用合金工具钢和硬质合金。对于合金工具钢,选择Cr12、Cr12MoV以及W18Cr4V较多,热处理后的硬度为60~62HRC。
⑦冲裁凸模工作部分长度的确定。凸模工作部分长度可通过公式
L1=(h1+t+h2+h3)k式中,L1是凸模工作部分长度;h1是凸模刃磨量(mm);t是坯料厚度(mm);h2是卸料板厚度(mm);h3是凸模进入凹模孔口高度(mm);k是安全系数,取1.15~1.3。
在确定凸模工作部分长度时,首先要求在同一副模具中应确定一基准凸模的工作长度,基准长度为35mm、40mm、45mm、…、65mm。其他凸模按基准长度计算,凸模工作部分基准长度由产品料厚和模具结构大小等因素确定。在满足多种凸模结构的前提下,首先保证基准长度最小,其次要求凸模具有足够的刃磨量,第三要求各种凸模加工的同步性。
3)凹模设计。多工位级进模凹模的设计与制造较凸模更为复杂和困难。凹模设计得是否合理,直接影响工件的精度及模具制造、维修的复杂程度。多工位级进模由于工位多,模具平面尺寸大,因此凹模的结构形式一般采用嵌块式、拼合式。
①凹模设计时应注意的问题
a.对于冲裁凹模,应将其上难加工的孔形,分解为若干简单的孔形,在多个工位冲出。这些孔的刃口应尽可能地交叉延伸,以降低对前、后工位刃口的搭接要求。由于延伸部分的刃口是不直接加工工件的,因此可做成圆角,以改善热处理条件,保证模具质量。
b.对于有较多形孔的凹模,其孔间壁厚尺寸必然会厚薄不均匀,甚至会出现模具强度薄弱部位。因此,应采取拼合凹模结构,或在薄弱环节处采用嵌块。
c.模具较大的多工位级进模,一般凹模设计成拼合式。拼合时,应注意几个基本问题:拼合面尽量以直线分割,便于加工,有时也以折线或圆弧作为拼合面;同一工位的型孔,为保证孔距精度,常做在同一拼块上,当型孔数很多时,也可做成两块拼块;对于薄弱的易损坏型孔,单独做成一块拼块,便于损坏后进行更换;一个拼块可以包括一个工位的型孔,也可包括几个工位的型孔;不同冲压工艺的工位,应与冲裁部分分开,如弯曲、拉深、翻边等工序,以便于冲裁凹模刃口的刃磨;拼块上的型孔均为封闭形,分割拼块时不应将形孔分断,若为单面冲裁,拼接线应为型孔的直边。
d.对于多拼块的凹模,必须保证其每一步距尺寸的精度。(www.xing528.com)
②凹模材料。凹模材料可选用合金工具钢和硬质合金。对于合金工具钢,选择Cr12、Cr12MoV及W18Cr4V较多,热处理后的硬度为62~64HRC。
(3)导料机构设计
级进模的导料机构提供材料进入模具内的轨道,让材料可以依据导料机构所设定的轨道前进至各个工位进行冲压。
1)导料零件。级进模中的导料零件主要有三种,分别是导料板、浮升两用销、浮升导料块。选用导料机构时,需要考虑冲压制品结构特征、冲压材料的材质、厚度、模具结构、条料顶出高度设定、送料过程稳定性等因素。
①导料板。导料板结构如图4-15所示。导料板一般固定在下模部分,卸料板根据导料板的形状加工出让位结构,当卸料板让位深度过大时,会影响卸料板强度,故使用该结构时,卸料板厚度一定要增大以增加卸料板强度。因此需要较高顶出高度的冲压制品,不适合使用导料板导料机构。导料板导料机构一般会搭配浮动顶出装置(如托料管、托料钉、托料块)使用。利用导料板侧面部分作水平方向导引之用,上方凸出部分与顶出装置之间的空间作垂直方向的定位之用,凸出部分结构也有强制脱料功能。导料板导料机构搭配顶出装置结构如图4-16所示。
图4-15 导料板结构
图4-16 导料板搭配顶出装置导料机构
浮动顶出装置托起的高度一般应使零件最低部位高出凹模表面1.5~2mm,同时应使被托起的条料顶部低于刚性卸料板下平面(2~3)t左右,这样才能使条料送进顺利。浮动脱料装置主要有托料钉、托料管和托料块等。托料钉通常用圆柱形,也可用方形。托料钉经常是成偶数使用,其位置应设置在条料上没有较大的孔和成形部位下方。对于刚性差的条料应采用托料块托料,以免条料变形。托料管设在有导正孔的位置进行托料,它与导正销配合(H7/h6),管孔起导孔作用,适用于薄料,托料管的结构形式如图4-17所示,其有关尺寸见表4-6。
图4-17 托料管结构形式
表4-6 托料管尺寸 (单位:mm)
②浮升两用销。浮升两用销具有托料和导料双重作用,在浮升销的上缘加工一沟槽,作为材料的轨道,此沟槽亦有强制脱料的功能,其结构如图4-18所示。
图4-18 浮升两用销
在设计中应注意浮升两用销结构和卸料板凹坑的深度确定。相关推荐尺寸为:
槽宽h2=t+(0.6~1)mm
头高h1=1.5~3mm
坑深T=h1+(0.3~0.5)mm
槽深(D-d)/2=(3~5)t
浮动高度h=材料向下成形的最大高度+(1.5~2)mm
尺寸D和d可根据条料宽度、厚度和模具结构尺寸确定。浮升两用销在使用时与模板一直处于摩擦状态,故其材料一般选用合金工具钢,热处理后的硬度为58~62HRC,并与凹模孔成H7/h6的间隙配合。浮升两用销的下端台阶一般做成拆卸式结构,可通过在装拆面上加垫片调整材料托起位置的高度,以保证送料平面与凹模平面平行。
③方形导料销。方形导料销结构形式如图4-19所示;方形导料销的功能与浮升两用销相同,只是方形导料销比浮升两用销增加一引导销孔,该结构也有强制脱料的功能。方形导料销是利用研磨C角作为深度固定调整方式,也可使用吊耳式作为顶出高度调整方式。方形导料销不仅可做成单一引导销孔,也可以做成多个引导销孔。
图4-19 方形导料销
④浮动托料装置设计要点
a.浮动托料装置在模具内沿条料送进方向两侧均匀布置,保证条料在送进过程中平稳可靠。若条料较宽,为防止条料变形,可在中间设置浮动托料装置。浮动托料装置间距不宜过大,否则条料会在送进方向产生变形而使条料呈波浪状前进。浮动托料装置露出凹模的高度应相等。
b.为了增加条料与浮动托料装置的接触面积,其顶面尽量选用平面。
c.为了防止制件变形,在条料的不连续面上不设置浮动托料装置。
d.在立体成形的加工部位不设浮动托料装置,否则将阻碍条料的送进。
e.合理选用浮动托料装置弹簧力,若弹簧力过大,则弯曲、拉深成形等成形件的顶件力不足,会导致工件和条料变形。
2)导料机构适用范围。各类导料机构适用范围见表4-7。
表4-7 各类导料机构适用范围
3)设计注意问题
①导料机构与材料间隙设定。
无切边状况下:设定为(单边+0.05)mm;有切边状况下:设定为(单边+0.02)mm。
②导料板规格设定。导料板规格设定如图4-20所示。导料板宽度W≥15mm;导料板长度L≤150mm;导料板高度H≤8mm;导料板压板安全强度S≥1mm;导料板固定销规格为ϕ4mm;导料板锁紧螺钉为M4;导料板与浮升销之间送料空间A≥(2~2.5)t。导料板与浮升销之间的空间为送料空间,因此顶出销的顶出高度需与导料板形状做配合,且顶出销需平衡配置。
图4-20 导料板相关尺寸
③浮升两用销规格设定。浮升两用销相关尺寸符号如图4-21所示。浮升两用销直径与冲压制品材料厚度与特征形状有关,当材料厚度t≤1.0mm时,浮升两用销直径应小于10mm;顶出高度依据冲压制品特征确定;导料空间(A):材料厚度1.2mm以下,A≥(2~2.5)t,材料厚度1.2mm以上,A≥(1.5~2)t;设置数量依据送料工位数确定,一般每个工位1个,其设置位置尽可能靠近引导销位置。
④方形导料块规格设定。方形导料块相关尺寸符号如图4-22所示。方形导料块宽度W:8~10mm;长度(L):依据需求设定;顶出高度:依据冲压制品特征确定;导料空间(A):材料厚度1.2mm以下,A≥2t,材料厚度1.2mm以上,A≥1.5t;导料压板厚度(B):材料厚度0.6mm以下,B≥2mm,材料厚度1.2mm以下,B≥3mm,材料厚度1.2mm以上,B≥4mm;设置数量一般每个工位1块。
图4-21 浮升两用销相关尺寸符号
图4-22 方形导料宽相关尺寸符号
(4)级进模定距机构设计
级进冲压时,冲压件的尺寸精度除取决于模具主要工作零件(凸模、凹模)的精度和定位精度以外,还与冲压时选用的定位方式有关。因此连续冲压工艺设计时主要解决冲压件设计单元的分解及冲压过程中材料的送进控制。合理的材料送进定位方式是连续冲压工艺设计的前提,不同的定位方式其步距的计算也有微小的差别,定位方式的选择应根据生产批量、工件尺寸大小和精度要求、冲压生产条件和模具制造能力来决定。
1)定距方式。材料送进的定距方式有四种,即挡料销+导正销定距方式、侧刃定距方式、侧刃+导正销定距方式、自动送料装置+导正销定距方式,四种定距方式比较见表4-8。
表4-8 材料送进定位方式比较
①挡料销+导正销定距方式。挡料销+导正销定距方式首先要确定导正孔规格。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定位的目的,一般与其他定位方式配合使用。
挡料销+导正销定距方式使用时需将条料抬起后往前送进,使用不方便,一般用于工位不多的情况。该方式根据挡料销的位置不同,可组成送进后定位的定距方式和送进前定位的定距方式两种。
送进后定位的定距方式的结构示意图如图4-23所示。从图4-23所示的示意图中可以看出,第二次及以后各次送料到固定挡料销的后侧边缘定位后,上模在压力机滑块带动作用下下行,安装在上模中的导正销应进入条料已冲出的导正孔中。但由于模具加工的偏差,导正销的位置相对条料上已冲导正孔的位置会有一定的偏离。如调料在沿送进方向作一微量的前后移动,导正销会顺利地进入导正孔中,完成送料的精定位。该方式只允许条料沿与送料方向相反的方向移动。因此,采用条料送进后定位方式时,型孔直径D与挡料销的中心距e应比理论数值大0.1mm。
送进前定位的顶距方式的结构示意图如图4-24所示。该方式与送进后定位的定距方式不同的是,在条料送进过程中,为保证导正销能顺利地插入条料中已冲出的导正孔中,完成送料的精定位,应允许条料沿送进方向前移动一定距离。因此型孔D与挡料销的中心距e应比理论数值小0.1mm。
图4-23 送进后定位的挡料销+导正销定距方式
图4-24 送进前定位的挡料销+导正销定距方式
②侧刃定距方式。该方式的结构示意图如图4-25所示。该方式中,为保证级进模装配后的调试中有修模的余地,侧刃长度c′应比步距大0.05~0.1mm。
侧刃是在条料的一侧或两侧冲切出定距槽,通过条料送进距离等于侧刃冲切缺口长度,来达到控制步距及使工序件定位的目的。主要适用于厚度在0.1~1.5mm的板料,对于厚度大于1.5mm或小于0.1mm的板料不宜采用,在使用过程中由于侧刃磨损会导致步距变化,定位精度不如导正销高,因此,采用侧刃定距的级进模,工位数不能太多,一般不超过6个工位。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。
③侧刃+导正销定距方式。侧刃+导正销定距方式中是将侧刃作粗定位,导正销作精定位。为保证送料精度,一般设置两个导正孔,且导正孔应在第一工位上冲出。
图4-25 送进前定位的挡料销+ 导正销定距方式
④自动送料装置+导正销定距方式。自动送料装置+导正销定距方式中自动送料装置一般作粗定位,导正销作精定位。该方式在工位数多、生产批量大的情况下广泛采用。
2)导正销设计
①导正销与导正孔的关系。连续模中的导正销决定了步距精度,并限制了条料的送进偏差,为了保证导正销顺利地进入导正孔,导正销与导正孔之间应存在一定的间隙。间隙过大,定位精度低;间隙过小,导正销磨损加剧并形成不规则形状,影响定位精度。因此,对导正销的工作直径及其数量应有严格要求。导正销直径比冲导正孔凸模直径小0.015~0.05mm。若导正销工作部分的直径等于冲导正孔的凸模直径,当送料步距有0.005mm的误差时,导正销会使材料翻边。在安全检测装置中使用活动导正销时,如导正销不能顺利进入条料的导正孔,则在自动安全检测装置作用下,压力机自动停机。但当导正销直径小于导正孔凸模直径0.02~0.03mm时,又不能保证步距的精度,不能得到高精度的冲件。
②导正销突出量。在冲压时,导正销的工作直径只应进入条料厚度的0.5~1.5倍,因为当导正销工作直径进入条料深度小于0.5倍料厚时,不能正确导正,而进入深度过大,大于1.5~2倍料厚时,则当上模上升时,条料的轻微窜动有可能卡住导正销,条料同导正销一起上升,将条料拉变形,这对软、薄料更为突出。
前端部分应突出于卸料板的下平面,突出量控制在料厚的0.6~1.5倍。薄料取较大的数值,厚料取较小的数值,当料厚大于2mm时,突出量为厚度的0.6倍。
③导正销的头部形状。导正销的头部形状可做成圆锥形和圆弧形。如图4-26所示。图4-26a)、图4-26b)、图4-26c)头部形状为圆弧形。图4-26a)适用于小直径导正销,R=(2~3)D,;图4-26b)适用于中等直径的导正销,R=D,;图4-26c)适用于大直径的导正销,R=D,r=3~5mm。图4-26d)、图4-26e)、图4-26f)头部形状为圆锥形。图4-26d)适用于中大直径导正销,R=r=D;图4-26e)、图4-26f)适用于中小直径的导正销;,常用于软质材料。
图4-26 导正销头部形状
(5)级进模模具导向装置设计
精确的导向是保证多工位级进模正常生产的前提条件,为了提高级进模工作的精度和稳定性,级进模的导向一般设计成双重导向:主导向和副导向。导向零件有滑动导柱导套导向和滚动导柱导套导向两种。
1)滑动导向和滚动导向的区别见表4-9。
表4-9 滑动导向和滚动导向区别
2)级进模导向装置设计注意的问题
①导向装置选取。主导向一般设计成滚动导向,副导向既可设计成滚动导向,也可设计成滑动导向,副导向一般选用滑动导向。
②主导向设计原则
a.导向装置数量及规格。小型模具可设计成对角2个,其直径一般为ϕ28mm;中等模具可设计成4个,其中一个要错位5~10mm,以防止模具装错损坏工作零件,其直径一般为ϕ32mm;大模具可设计成6个,安装位置也不能完全对称,其直径一般为ϕ38mm。
b.固定方式。主导柱和下模板采用过盈配合,单边过盈量一般设计为0.01mm,装配时需从反面用螺钉将导柱拉进模板孔内;主导套和上模板一般采用灌胶固定,也可采用过盈配合固定。
③副导向设计原则
a.导向装置数量及规格。副导向一般安装在上模固定板、卸料板和凹模板之间,副导柱一般安装在上模固定板上,而在卸料板和凹模板上安装副导套,副导向装置主要是对冲头起导向作用。由于上模固定板和凹模板一般要分块制造且其分块数量一致,因此在同一块板上一般安放四个副导柱切间距不能太小。选取副导柱直径时,一般小型模具为ϕ16mm,中等模具为ϕ20mm,大模具为ϕ25mm。
b.固定方式:副导柱和上模固定板采用过盈配合,单边过盈量为0.008~0.01mm,副导套与卸料板和凹模板也采用过盈配合,单边过盈量为0.01mm。
(6)支撑零件设计技巧 多工位级进模中,支撑零件主要包括凸模固定板、垫板、模脚等。
1)凸模固定板。多工位级进模中,凸模固定板的作用是安装固定所有凸模以及安装内导柱、导套和带料的检测装置。在设计凸模固定板时应注意几个基本问题。
①凸模固定板的材料一般与工作零件材料一致。
②凸模固定板的厚度一般为凹模厚度的60%~80%,也可取为凸模长度的40%。
③凸模固定板所有固定凸模的位置尺寸必须与凹模及卸料板一致,与凸模一般采用H7/m6或H7/n6的过渡配合。
④凸模固定板的结构形式与凹模板的结构形式一致。即当凹模板采用整体式时,凸模固定板也采用整体式,凹模板采用分块式时,凸模固定板也采用分块式。
2)垫板。垫板主要是防止在冲压过程中,小的成形零件由于冲压力集中而把模座的接触面压坏,因此,在模座与凸模成形零件之间应增加一块保护模座的垫板。垫板硬度要求较高,一般要经过淬火处理后使用。一般垫板可选用45钢或与工作零件材料一致的材料。当选用45钢时,硬度宜控制在43~48HRC;当选用合金工具钢时,其硬度控制在50~55HRC。凸模垫板厚度一般与凸模固定板厚度一致,凹模固定板厚度控制在凹模厚度的40%。
3)模脚。模脚的作用一是使模具的闭合高度达到设备的要求,二是便于存放和搬运,还可减轻模具的重量。在设计模脚时一是要注意模脚的数量,二是注意模脚不能妨碍漏料。
4)卸料装置。多工位级进模中,卸料装置以弹压卸料装置为主,对不同的冲压工序,卸料装置所起的作用是不一样的。在冲裁工序中,弹压卸料装置起压料和卸料的作用;在弯曲工序中,起卸料作用,有时还可起到局部成形的作用;在拉深工序中,起压边作用;在翻边工序中,起压料和卸料作用;同时卸料装置对凸模还起导向和保护作用。
设计卸料装置时应注意以下几个问题:
①多工位级进模的弹压卸料装置设计成反凸台形。冲压时,凸起部分进入两导料板之间压紧坯料后加工。凸台与两导料板之间一般留0.2mm的间隙。
②多工位级进模卸料板上各工作形孔应当与凹模型孔同轴。为了使卸料板对凸模起到良好的保护和导向作用,凸模与卸料板形孔之间的间隙为冲裁间隙的1/4。
③卸料板型孔的表面粗糙度数值应控制在Ra0.1~0.4μm。同时,还应加强润滑。
④多工位级进模的卸料板要有较高的耐磨性。因此,宜采用合金工具钢或高速工具钢制造,热处理硬度为56~58HRC。
⑤卸料板应具有较高的强度和刚度,防止长期使用产生变形。
⑥卸料板应保持卸料力平衡,所以卸料螺钉受力应当均匀,且其工作长度在同一副模具内应严格一致,以免安装后不能平衡卸料,擦伤凸模。凸模每次刃磨时,卸料螺钉也应同时磨去相同高度。
⑦为了使条料能有效地从凸模上卸下,冲裁凸模应凹进卸料板底面0.8~2.5mm。同时卸料板与阶梯凸模间应有足够的间隙,使凸模有足够的活动量和刃磨量。
⑧卸料螺钉沉孔深度应有足够的活动量。否则当凸模经多次刃磨后,卸料螺钉头部在冲头到达最低位置时会高出上模板的上平面,从而损坏模具或设备。
⑨为了使卸料板对凸模起到良好的导向和保护作用,应在凸模和卸料板之间增设滚珠导向的小导柱和小导套。
(7)多工位级进模模具间隙
模具间隙是影响多工位级进模模具寿命、产品质量的一个重要因素。模具间隙的大小与坯料材料种类、材料性能、坯料厚度及公差等因素有关,不同的冲压工艺模具,其模具间隙取值也不一样。
1)多工位级进模冲裁间隙。冲裁间隙是指冲裁时凹模刃口尺寸与凸模刃口尺寸的差值,为双面间隙。多工位级进模要求有较高的一次刃磨寿命以及高的产品精度和稳定性。其冲裁间隙可根据以下经验进行选取。
①普通黄铜、硬态纯铜、硬态铝及铝合金、半硬及软态钢带
a.材料厚度t在0.15~2.5mm范围时,冲裁间隙为(8%~10%)t:材料厚度大,冲裁间隙系数取小值;材料硬度越大,冲裁间隙系数取大值;毛刺要求小时,冲裁间隙系数取小值。
b.材料厚度t在0.08~0.15mm范围时,冲裁间隙为(6%~8%)t:材料厚度大,冲裁间隙系数取小值;材料硬度越大,冲裁间隙系数取大值;毛刺要求小时,冲裁间隙系数取小值;最小冲裁间隙应不小于0.008mm。
c.材料厚度t在0.04~0.08mm范围时,冲裁间隙为0.006~0.008mm:材料厚度大,冲裁间隙系数取小值;材料硬度越大,冲裁间隙系数取大值;毛刺要求小时,冲裁间隙系数取小值;最小冲裁间隙应不小于0.003mm。
②磷铜、硬态钢带、不锈钢
a.材料厚度t在0.15~2.5mm范围时,冲裁间隙为(10%~12%)t:材料厚度大,冲裁间隙系数取小值;材料硬度越大,冲裁间隙系数取大值;毛刺要求小时,冲裁间隙系数取小值。
b.材料厚度t在0.08~0.15mm范围时,冲裁间隙为(8%~10%)t:材料厚度大,冲裁间隙系数取小值;材料硬度越大,冲裁间隙系数取大值;毛刺要求小时,冲裁间隙系数取小值;最小冲裁间隙应不小于0.01mm。
c.材料厚度t在0.04~0.08mm范围时,冲裁间隙为0.008~0.01mm:材料厚度大,冲裁间隙系数取小值;材料硬度越大,冲裁间隙系数取大值;毛刺要求小时,冲裁间隙系数取小值;最小冲裁间隙应不小于0.008mm。
③软态纯铜、软铝及铝合金
a.材料厚度t在0.15~2.5mm范围时,冲裁间隙为(6%~8%)t:材料厚度大,冲裁间隙系数取小值;材料硬度越大,冲裁间隙系数取大值;毛刺要求小时,冲裁间隙系数取小值。
b.材料厚度t在0.1~0.15mm范围时,冲裁间隙为(4%~6%)t:材料厚度大,冲裁间隙系数取小值;材料硬度越大,冲裁间隙系数取大值;毛刺要求小时,冲裁间隙系数取小值;最小冲裁间隙应不小于0.008mm。
c.材料厚度t在0.1mm以下时,采用无间隙冲裁。
2)成形模模具间隙。成形模模具间隙是指单面间隙。
对于弯曲凸、凹模模具间隙为t~(t-0.02),低精度弯曲为t,高精度弯曲为t-0.02。
对于拉深凸、凹模模具间隙为t~(t-0.02),中间道次拉深模具间隙为t,最后拉深工序及整形工序为t-0.02。
翻边凸、凹模模具间隙一般为t-(0.02~0.05),材料的塑性好时为t-0.05,否则为t-0.02。
(8)多工位级进模常见质量问题及处理
1)跳屑及其处理。“跳屑”是指冲压生产过程中,本应从凹模刃口中落下去的废料或制品因各种原因却随凸模跳出凹模刃口留在下模表面或刃口处的现象。跳屑现象影响产品质量,甚至损坏模具或压力机。因此跳屑现象是多工位级进模必须解决的主要问题。
①跳屑产生的原因。跳屑产生的根本原因是因为屑料与凹模刃口侧壁的摩擦力小于它所受到的向上的吸附力而跳出凹模。具体来说,主要包含以下几个方面:
a.冲裁轮廓形状。冲裁轮廓形状复杂时,轮廓凸凹部分较多,屑料角部在凹模壁内有较大的阻力,不易回升产生跳屑。壁薄、质软的材料和冲裁轮廓形状简单屑料易产生跳屑现象。
b.屑料与凸模接触面积过大,两者之间产生的真空吸附力过大,被凸模上行时带出。
c.屑料与凹模侧壁在生产时产生的摩擦力小,并且密封性好使得两屑料之间的空气受压产生的负压力过大而发生跳屑。
d.冲裁间隙小时,冲裁断面光亮带大,屑料与凹模侧壁产生的摩擦力大,不易产生跳屑。模具间隙过大,屑料与凹模侧壁摩擦力减小,产生跳屑现象。
e.高速冲压时,为了延长模具寿命,一般要在被加工材料表面涂抹润滑油,润滑油易使屑料粘附在凸模上,也降低了屑料与凹模侧壁的摩擦系数,导致屑料回升。
f.凸模残余磁性吸住卸料而带出。
②解决措施。级进模跳屑现象的解决措施从理论上讲,只要增大摩擦力,减少吸附力,即可使跳屑的现象得到改善与防止。常见的解决措施主要有以下三种。
a.设计合理的冲裁间隙。一般来说,单面冲裁间隙大于5%t时,大部分材料冲切下的屑料会小于凹模刃口尺寸,产生的摩擦力偏小,容易产生跳屑。当单面冲裁间隙小于3%t时,屑料与凹模刃口的摩擦力会很强。从防止跳屑的角度来看,冲裁间隙越小越好,但间隙小,模具刃口的磨损加剧,模具寿命降低,同时还会产生较大的毛刺。因此冲裁间隙应按前面介绍的合理冲裁间隙选取方法进行设计。
b.凸模必须完全切入凹模。为了提升运行速度,一般凸模切入量为1mm,凹模刃口有效端长度应保证凸模完全切入凹模后,残留屑料不超过3片,后部做出让位,利于屑料下落,防止回跳。
c.凸模中间钻通压缩空气孔,利于凸模端面吹出的高压气体吹落屑料。或在凸模上设计顶料杆。冲裁完成后顶料杆在弹簧回弹作用下与凸模产生相对运动,达到防止跳屑的效果。这种方法降低了冲裁凸模的强度,不适合小孔凸模。
2)产品毛刺增大。当模具生产一段时间后,会出现零件毛刺增大的现象,这时应当检查凸模、凹模刃口,如果发现刃口磨损或产生崩刃,应进行刃磨,刃磨后给凸模或凹模垫上相应厚度的垫片。当凹模经过多次刃磨后,应当检查刃口直壁是否已被磨去。如果无刃口直壁,则要更换凹模镶块如果凸模、凹模刃口无磨损,而零件上的毛刺不均匀,是因为冲裁间隙产生了偏移,这时要进行间隙调整。
3)漏料孔堵塞。在冲压生产中,如果出现漏料孔堵塞又没有被及时发现,很容易损伤模具,造成凸模折断或凹模胀裂。要防止漏料孔堵塞,保证漏料顺畅,一定要控制好漏料孔的尺寸大小。对于一些细小突出的部分,漏料孔的尺寸要适当放大;而对于废料翻滚造成的漏料孔堵塞,要减小漏料孔尺寸。进行模具设计时,应给予漏料孔足够的重视,设计凹模垫板时要以凹模板为参照,保证凹模垫板漏料轮廓比凹模板漏料轮廓大,设计下模板时要以凹模垫板为参照,以此类推。最后,要保证下模板漏料孔比机床漏料孔小,否则,就要在下模板板上开斜坡,以保证废料最终滑入机床漏料孔。
另外,凹模刃口磨损或冲压油过多过时也会造成漏料孔堵塞,要及时刃磨或减少冲压油用量。
4)送料不畅。送料不畅轻则影响生产,重则损坏模具。产生原因有以下几方面:
①生产时送进步距与设计的步距有差异,应调整送进步距。
②托料钉间距过大,应增加托料钉数量。
③条料抬起高度不够,条料容易钩挂在抬料块或顶杆上,应增加条料抬起高度。
④托料钉送进间隙过小,条料送进不流畅,应适当放大间隙。
⑤条料过宽过薄,容易产生翘曲,应在条料中间增加托料块。
5)叠件现象。在冲压生产中,最后一工位完成切断后,生产零件没有被及时吹出模具,仍然留在模具上,极易产生叠件现象。叠件是非常危险的,很容易损伤模具。产生叠件的因素很多,像吹气的压力不够、冲压油的粘附作用、生产件钩挂在顶杆上。针对这些因素,可以采取多种措施来防止叠件现象的出现。例如在冲压生产中要保证吹气的压力足够大,进行模具设计时在凹模板和卸料板上均增加顶杆,其中凹模板上的顶杆应设计大些,至少要比零件上的孔大,或者干脆采用顶件器结构,以避免生产零件钩挂在顶杆上。设计凹模板时,在保证冲裁强度的前提下,应在凹模板末端设计一条较宽的斜坡,以便生产零件能顺利地滑出模具。另外,在设计时还应考虑在最后一工位尽量让待切断的生产零件伸出凹模板或伸出斜坡至少1/2,尽量依靠生产零件的自重滑出模具。
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