多工位级进模2.6方形垫片

1.工艺分析

方形垫片见图2-19。它是某电器零部件，材料为SUS-304不锈钢，厚度为0.8mm。原冲压工艺采用单工序模来生产，不仅工艺繁琐、效率低，质量也难保证，而且不能实现自动化生产。为了提高生产效率，现采用多工位级进模。

制件展开图见图2-20。其外形虽较简单，但成形工艺复杂，完成此制件需经过冲孔、弯曲、拍平、切断等成形工序，经合理分解后，按一定的成形顺序设置在不同的冲压工位上。

图2-19 方形垫片

从图2-19可以看出，该制件对板料的纤维方向要求特别严格。因为此制件在多工位级进模中进行多次弯曲后，还要拍平工艺，如纤维方向同弯曲线平行，在生产中引起拍平之后造成制件开裂、断裂现象，导致在使用中对垫片质量有较大的影响。

图2-20 制件展开图

2.排样设计

根据图2-19所示，该制件有毛刺方向的要求，需向下弯曲成形。为了增强两侧冲裁凸模的强度，经计算步距定为40mm。由于制件两端有弯曲、拍平等工艺，该模具采用双侧刃作为带料的初始定距，以中间载体运送各工位的冲裁、弯曲、拍平等工作。为了提高冲裁、弯曲、拍平的精度，制件的中间有一个φ6mm的圆孔在工位①冲出，作为带料的导正销孔，在冲压时对带料进行校正定位。该模具利用对称弯曲成形工艺，从而很好的抵消了弯曲而产生的侧向力，使弯曲时受力均匀、合理。

为了弯曲不发生干涉及简化模具的结构，该模具共分为8个工位冲压，排样图见图2-21。具体工位如下：

工位①：冲切侧刃，冲导正销孔。

工位②：空工位。

工位③：弯曲90°。

工位④：空工位。

工位⑤：弯曲45°。

工位⑥：空工位。

工位⑦：拍平。

工位⑧：切断。

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图2-21 排样图

3.模具结构设计

图2-22所示为方形垫片多工位级进模结构。该模具是由8块模板组成的标准模具结构：上模座1（材料为45钢；料厚为35mm）；固定板垫板5（材料为Cr12；热处理为52～55HRC；料厚为15mm）；固定板6（材料为Cr12Mov；热处理为52～55HRC；料厚为20mm）；卸料板垫板7（材料为Cr12；热处理为52～55HRC；料厚为15mm）；卸料板10（材料为SKDII；热处理为55～58HRC；料厚为22mm）；凹模固定板18（材料为SKDII；热处理为58～60HRC；料厚为25mm）；凹模固定板垫板21（材料为Cr12；热处理为52～55HRC；料厚为15mm）；下模座22（材料为45#；料厚为40mm）。

（1）模具结构特点

为了确保上、下模对准精度，该模座采用4个精密滚珠钢球外导柱；为了保证卸料板上弯曲上模的位置精度，同时保证卸料板与各凸模之间的间隙，在卸料板及凹模固定板上设计了小导套，以增加模具的使用寿命。该模具结构特点如下：

1）采用滚动式自动送料机构，传送各工位之间的冲裁及成形工作；用导料板导料、顶杆抬料；利用工位⑧将已成形好的制件从载体上切断，使分离后的制件从右侧尾部沿着下模板的斜坡滑出。

2）卸料板采用弹压卸料装置，可在冲裁前将板料压平，防止冲裁件翘曲。

3）空工位设计。考虑到模板强度及凸模的布置，该结构在冲孔和弯曲等工位之间设置了空工位结构。

（2）模具工作过程

带料由自动送料机构送入工位①，冲切出工位①的侧刃及导正销孔后，带料再送入工位②；工位②为带料导正，继续送入工位③进行弯曲90°；完成90°弯曲后，由顶料杆25将弯曲件托起，带料继续送入工位④；工位④为带料导正，继续送入工位⑤弯曲45°；完成此工位后再送入工位⑥导正，继续送入工位⑦拍平；完成拍平工序后，带料继续送入工位⑧进行制件切断工作，将已切断的制件从模具右边的凹模板斜面滑下，依次进入成品框内。这时可以进入自动送料冲压。

图2-22 方形垫片多工位级进模结构

1—上模座 2、33—小导柱 3、20、34、37—小导套 4、19—圆柱销 5—固定板垫板 6—固定板 7—卸料板垫板 8—螺钉 9—导正销 10—卸料板 11—弹簧 12—卸料板镶件 13—切断凸模 14—切断凹模 15—套式顶料杆 16—螺塞 17—弹簧 18—凹模固定板 21—凹模固定板垫板 22—下模座 23、24—弯曲凸模 25—顶料杆 26—弯曲凹模 27—45°弯曲凸模 28、30—45°弯曲凹模 29、39—顶块 31—上限位柱 32—拍平凸模 35—导套 36—导柱 38、40—拍平凹模 41—下限位块

（3）主要零部件设计

1）侧刃及导正销设计。侧刃在带料上冲出缺口，使被冲的带料能向前送进而不被阻挡，而未被冲出的部分则被侧刃挡块挡住，从而达到级进送料的作用。在模具中，综合考虑制件的轮廓尺寸及搭边宽度，送料步距定为40mm，而侧刃长度定为40.08mm。这样导正销就能准确伸入导正孔，调整在送料过程中产生的误差，起到精确定位的作用。导正销和导正孔的单边间隙为0.02mm。

该模具共设置了4个导正销定位。特别注意的是在弯曲、切断工位附近要设导正销，以保证弯曲及切断位置准确。为了保证导正销精确定位的效果，必须在凸模冲裁及弯曲之前，就将带料先准确定位。导正销的有效工作部分应高出卸料板平面0.5～2倍料厚。

2）90°弯曲设计。工位③为90°弯曲。为了保证90°弯曲的角度，其弯曲凸模的头部设计为导向装置（见图2-22的D—D视图）。工作过程：当上模下行时，弯曲凸模23、24的导向部份先进入弯曲凹模26，上模继续下行时，再进行90°弯曲工作；模具回程时，利用顶料杆25将带料托起，送入下一工位成形。

3）45°弯曲设计。工位⑤为45°弯曲。凸模为方形，结构简单，加工方便；弯曲凹模头部为直线，作弯曲时导向用，导向部分下面斜度为45°弯曲的工作部分（见图2-22的E—E视图）。工作过程：当上模下行时，45°弯曲凸模27将前工序90°弯曲的制件压到顶块29，使45°弯曲凸模27同带料及顶块29压紧时，上模继续下行；随着顶块下降再进入45°弯曲凹模28、30，进行制件的45°弯曲工作；模具回程时，利用顶块29，将已成形完毕带料托起，送入下一工位成形。