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1、1,連續模設計,制作:萬義鄂,2,連續模設計,定義,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。,3,連續模設計,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
2、具。,4,連續模設計,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。,5,連續模設計,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
3、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。,6,連續模設計,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。,7,連續模設計,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
4、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。,8,連續模設計,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。,9,連續模設計,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。,10,連續模設計,工序安排,在連續模中工序安排應考慮以下
5、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。,11,連續模設計,工序安排,在連續模中工序安排應考慮以下一些原則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
6、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。,12,連續模設計,工序安排,在連續模中工序安排應考慮以下一些原則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
7、留空工位。,13,連續模設計,工序安排,在連續模中工序安排應考慮以下一些原則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。,14,連續模設計,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
8、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。,15,連續模設計,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
9、件。,16,連續模設計,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。,17,連續模設計,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
10、。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。,18,連續模設計,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。,19,連續模
11、設計,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)。,20,連續模設計,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。,21,連續模設計,排樣布局,1.從展開平面圖開始向左設計沖裁工位向
12、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。,22,連續模設計,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。,23,連續模設計,排樣示例,24,連續模設計,折彎示例,25,連續模設計,排樣示例,產品
13、圖,料帶圖,26,連續模設計,排樣示例,產品圖,套排排樣,27,連續模設計,排樣示例,套排料帶圖,28,連續模設計,排樣示例,排樣對比,29,連續模設計,排樣示例,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折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SUS304O材(即軟材)開始并未產生微裂紋而當材質換為SUS3043/4H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
14、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。,30,連續模設計,排樣示例,排樣對比(產品圖),折彎前,折彎后,31,連續模設計,排樣示例,排樣對比(二),32,連續模設計,排樣示例,排樣對比(二),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。,33,連續模設計,模具結構,3
15、4,連續模設計,模具設計要點,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。,總體結構,35,連續模設計,模具設計要
16、點,A.在設計模具時如果卷料的寬度不准應考慮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。,送料,36,連續模設計,模具設計要點,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。,送料,37,連續模設計,模具設計要點,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
