教學(xué)單元七多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)

1、冷沖壓工藝及模具模具設(shè)計(jì)項(xiàng)目七 多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)目錄7.1任務(wù)引入7.2相關(guān)知識7.3任務(wù)實(shí)施任務(wù)實(shí)施思考與練習(xí)題圖a、b微型電機(jī)定、轉(zhuǎn)子沖片，材料為冷軋硅鋼片，料厚0.35mm，零件形狀復(fù)雜，生產(chǎn)批量大，為提高材料利用率，保證產(chǎn)品質(zhì)量，定、轉(zhuǎn)子沖片宜采用多工位級進(jìn)模進(jìn)行沖壓。圖c為卡片沖壓件，該沖件結(jié)構(gòu)尺寸小，料厚t0.8mm，材料為黃銅帶H62，大批量生產(chǎn)，尤其內(nèi)孔和外形壁間距小，因此宜采用帶料多工位級進(jìn)模沖壓成形。7.1 任務(wù)引入任務(wù)引入a) 定子片定子片b) 轉(zhuǎn)子片轉(zhuǎn)子片c) 卡片卡片多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì) 根據(jù)上述零件的結(jié)構(gòu)及工藝的特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)級進(jìn)模時(shí)需要充分考慮到各種因素，從而設(shè)計(jì)出

2、合理的沖壓工藝方案與模具結(jié)構(gòu)。下面我們先介紹多工位級進(jìn)模與沖壓生產(chǎn)自動化技術(shù)的基礎(chǔ)知識，根據(jù)任務(wù)完成電機(jī)定轉(zhuǎn)子沖片和卡片的多工位級進(jìn)模的排樣與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)7.2 相關(guān)知識相關(guān)知識多工位級進(jìn)模的特點(diǎn)與分類多工位級進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì)多工位級進(jìn)模的主要零部件設(shè)計(jì)多工位級進(jìn)模的自動送料與安全檢測裝置多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)7.2.1 多工位級進(jìn)模的特點(diǎn)與分類1. 多工位級進(jìn)模的特點(diǎn)多工位級進(jìn)模的特點(diǎn)（1）沖壓生產(chǎn)效率高；（2）操作安全簡單；（3）產(chǎn)品質(zhì)量高；（4）模具壽命長；（5）生產(chǎn)成本低；（6）設(shè)計(jì)制造難度大。多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)2. 多工位級進(jìn)模的分類多工位級進(jìn)模的分類（1

3、）按級進(jìn)模所包含的工序性質(zhì)分類可分為沖裁多工位級進(jìn)模、沖裁拉深多工位級進(jìn)模、沖裁彎曲多工位級進(jìn)模、沖裁成形（脹形、翻邊、縮口、整形等）多工位級進(jìn)模。（2）按沖件成形方法分類1）封閉型孔級進(jìn)模封閉型孔多工位級進(jìn)沖壓封閉型孔多工位級進(jìn)沖壓多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)2）切除余料級進(jìn)模切除余料的多工位級進(jìn)沖壓切除余料的多工位級進(jìn)沖壓多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)7.2.2 多工位級進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì)排樣設(shè)計(jì)時(shí)須考慮下列要素：1）多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)尺寸基準(zhǔn)與沖件的尺寸基準(zhǔn)重合。2）沖件每一部分在級進(jìn)沖模中的沖壓加工內(nèi)容和順序。3）模具的總工位數(shù)（含空位）及每一工位的加工要求。4）模具各工位間的步距尺寸和定距方式。5）排樣中沖件

4、的排列方式（單排、雙排、多排），方位形式（直排、斜排、直對排等），沖壓加工的總壓力中心。6）帶料（或條料）寬度、碾壓纖維方向與沖壓時(shí)送料方向的關(guān)系及材料的利用率。7）帶料（或條料）的載體設(shè)計(jì)及選用形式。8）多工位級進(jìn)模的基本結(jié)構(gòu)形式。多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)1. 排樣設(shè)計(jì)的原則排樣設(shè)計(jì)的原則（1）基準(zhǔn)選擇1）當(dāng)沖件有指定基準(zhǔn)時(shí)，排樣圖的設(shè)計(jì)標(biāo)注尺寸基準(zhǔn)應(yīng)與指定基準(zhǔn)統(tǒng)一。2）沖件未指定基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)按其零件對稱軸線、使用功能基準(zhǔn)，以及裝配基準(zhǔn)等來考慮選用排樣的尺寸標(biāo)注基準(zhǔn)，以防止尺寸計(jì)算及在確定步距時(shí)產(chǎn)生累積誤差。（2）總工位和空工位的設(shè)置1）總工位的設(shè)置 在不影響凹模強(qiáng)度的原則下，工位數(shù)越少越好，這樣可

5、以減少累積誤差，使沖出的制件精度高。多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)2）空工位的設(shè)置 當(dāng)凹模型孔間距過小影響到其強(qiáng)度時(shí)，或因沖壓工藝要求需在模具結(jié)構(gòu)中設(shè)置倒沖、側(cè)向沖壓等特殊裝置時(shí)，必須設(shè)置相應(yīng)的空工位（在空工位上不對條料進(jìn)行沖壓加工），以保證模具壽命和便于制造。（3）沖件的排列方式和沖壓力的平衡（4）沖件的毛刺方向排樣圖中沖件的毛刺方向排樣圖中沖件的毛刺方向多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)（5）各沖壓工序的排序原則1）首先沖制導(dǎo)正銷孔和間距精度要求較高的孔；2）當(dāng)沖件復(fù)雜工序較多時(shí)，一般將沖孔、切口、切槽等分離工序安排在前；3）拉深切槽與切口的設(shè)計(jì)多工位級進(jìn)模整體條料拉深多工位級進(jìn)模整體條料拉深多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)多工位

6、級進(jìn)模切口拉深工序安排示例多工位級進(jìn)模切口拉深工序安排示例多工位級進(jìn)模切槽拉深排樣示例多工位級進(jìn)模切槽拉深排樣示例多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)多工位級進(jìn)模拉深切槽與切口形式多工位級進(jìn)模拉深切槽與切口形式a）c）為切口形式）為切口形式 d）f）為切槽形式）為切槽形式多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)2. 載體設(shè)計(jì)載體設(shè)計(jì)載體：是在排樣中用來運(yùn)載沖壓零件向前送進(jìn)的那一部分余料。（1）單側(cè)載體單側(cè)載體應(yīng)用示例單側(cè)載體應(yīng)用示例多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)（2）雙側(cè)載體a)b)多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)（3）中間載體 中間載體應(yīng)用示例中間載體應(yīng)用示例多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)（4）邊料載體 邊料載體應(yīng)用示例邊料載體應(yīng)用示例多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)3. 沖沖切刃

7、口設(shè)計(jì)切刃口設(shè)計(jì)（1）沖切刃口外形設(shè)計(jì)的原則1）刃口分解與重組應(yīng)有利于簡化模具結(jié)構(gòu)，分解段數(shù)應(yīng)盡量少，重組后形成的凸模和凹模外形要簡單、規(guī)則，具有足夠的強(qiáng)度及便于加工。2）刃口分解應(yīng)保證產(chǎn)品零件的形狀、尺寸、精度和使用要求。3）內(nèi)外形輪廓分解后，各段間的連接應(yīng)平直或圓滑。4）分段搭接點(diǎn)應(yīng)盡量少，搭接點(diǎn)位置要避開產(chǎn)品零件的薄弱部位和外形的重要部位。5）外輪廓各段毛刺方向有不同要求時(shí)應(yīng)分解。多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)刃口分解示例刃口分解示例多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)（2）輪廓分解時(shí)分段搭接頭的基本形式1）搭接搭接示意圖搭接示意圖載體的作用是運(yùn)送沖件至各個(gè)工位進(jìn)行連續(xù)沖壓，保證沖件在動態(tài)中保持穩(wěn)定準(zhǔn)確的定位。而搭口

8、是起連接載體與沖件或沖件與沖件的作用。多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)2）平接平接連接方式平接連接方式多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)3）切接切接連接方式切接連接方式多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)4. 定定距精度與定距方式距精度與定距方式設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)（1）步距和步距精度1）步距的基本尺寸排樣方式（自右向左送料）步距基本尺寸SAMSBM排樣方式（自右向左送料）步距基本尺寸SAB2MsinBMS多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)2）步距精度采用導(dǎo)正銷定距的多工位級進(jìn)模，其步距精度一般可按如下經(jīng)驗(yàn)公式估算：kn32式中式中 多工位級進(jìn)模步距對稱偏差值（多工位級進(jìn)模步距對稱偏差值（mm）；）； 將沖件沿送料方向最大輪廓尺寸的精度等級提高四級后將沖件沿送料方向最

9、大輪廓尺寸的精度等級提高四級后的實(shí)際公差值（的實(shí)際公差值（mm）；）； n模具設(shè)計(jì)的工位數(shù)；模具設(shè)計(jì)的工位數(shù)； k修正系數(shù)修正系數(shù)沖裁間隙Z（雙面）/mmk沖裁間隙Z（雙面）/mmk0.010.030.030.050.050.080.080.120.850.900.951.000.120.150.150.180.180.221.031.061.10多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)凹模步距尺寸及公差標(biāo)注凹模步距尺寸及公差標(biāo)注多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)（2）定距方式設(shè)計(jì)1）側(cè)刃與導(dǎo)正銷側(cè)刃定距原理側(cè)刃定距原理側(cè)刃沖切缺口寬度尺寸圖側(cè)刃沖切缺口寬度尺寸圖多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)2）導(dǎo)正銷導(dǎo)正銷工作原理示意導(dǎo)正銷工作原理示意1臺

10、肩式導(dǎo)料板臺肩式導(dǎo)料板 2側(cè)刃余料側(cè)刃余料 3浮頂銷浮頂銷 4側(cè)刃擋塊側(cè)刃擋塊5導(dǎo)正銷導(dǎo)正銷多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)導(dǎo)正銷的設(shè)置導(dǎo)正銷孔應(yīng)在第一工位沖出，第二工位開始導(dǎo)正，以后根據(jù)沖件精度要求，每隔適當(dāng)工位設(shè)置導(dǎo)正銷，導(dǎo)正銷至少要設(shè)置兩個(gè)。導(dǎo)正銷與導(dǎo)正孔的直徑t/mmd/mmt/mmD/mm備 注0.060.20.20.50.51.0dp（0.0080.02）dp（0.020.04）dp（0.040.08）0.50.51.51.51.62.02.02.52.54.0dp沖導(dǎo)正孔凸模直徑t條料或帶料厚度導(dǎo)正銷工作直徑導(dǎo)正銷工作直徑d和導(dǎo)正孔直徑和導(dǎo)正孔直徑D多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)導(dǎo)正銷的結(jié)構(gòu)間接導(dǎo)正銷裝配

11、結(jié)構(gòu)間接導(dǎo)正銷裝配結(jié)構(gòu)多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)7.2.3 多工位級進(jìn)模的主要零部件設(shè)計(jì)1. 級級進(jìn)模總體進(jìn)?？傮w結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）模具基本結(jié)構(gòu)形式1）導(dǎo)向方式級進(jìn)模常有外導(dǎo)向和內(nèi)導(dǎo)向兩部分。內(nèi)導(dǎo)向的典型結(jié)構(gòu)形式內(nèi)導(dǎo)向的典型結(jié)構(gòu)形式多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)2）卸料方式在多工位級進(jìn)模中，多采用彈性卸料裝置。若工位數(shù)較少、料厚大于1.5mm，也可采用固定卸料方式。（2）模板厚度級進(jìn)模模板一般包括凹模板、凸模固定板、墊板、卸料板和導(dǎo)料板等。這些模板的厚度決定了模具總體高度。（3）凸模固定板設(shè)計(jì)級進(jìn)模的凸模固定板除安裝固定各種凸模外，還要在相應(yīng)位置安裝導(dǎo)正銷、斜楔、彈壓卸料裝置等零部件。因此，固定板應(yīng)有足夠的厚

12、度和耐磨性。固定板的厚度可按凸模設(shè)計(jì)長度的40左右選用，多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)（4）模架多工位級進(jìn)模要求模架剛度好、精度高，因而除小型模具采用雙導(dǎo)柱模架外，大多采用四導(dǎo)柱模架。精密級進(jìn)模一般采用滾珠導(dǎo)向模架或彈壓導(dǎo)板模架。上、下模座的材料除小型模具采用HT200外，多數(shù)采用鑄鋼或鋼板。高速級進(jìn)模也可采用硬鋁合金等輕型材料制造，這樣可減輕模具的重量，有利于提高沖壓速度。多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)2. 級進(jìn)模凸、凹模設(shè)計(jì)級進(jìn)模凸、凹模設(shè)計(jì)（1）凹模設(shè)計(jì)分段拼合凹模結(jié)構(gòu)分段拼合凹模結(jié)構(gòu)如圖a凹模是由三段凹模拼塊拼合而成，用模套框緊，并分別用螺釘和銷釘緊固在墊板上；圖b凹模是由五段拼合而成，并分別由螺釘、銷釘直接

13、固定在模座上。多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)1）拼合面盡量以直線分割，便于加工，必要時(shí)也可以折線或圓弧作拼合面。2）同一工位的形孔常做在同一拼塊上，一個(gè)拼塊上包含的工位不宜太多；對于薄弱、易損壞的型孔宜單獨(dú)分塊，損壞后便于更換。3）不同沖壓工藝的工位，應(yīng)與沖裁部分分開，以便刃磨。4）凹模拼合面到型孔間應(yīng)有一定距離，型孔原則上應(yīng)為封閉型孔。5）拼塊組配時(shí)，應(yīng)用模套框緊，并在模套底部加整體墊板。凹模進(jìn)行拼合組配時(shí)應(yīng)遵循下列要求：多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)（2）凸模設(shè)計(jì)a）、）、b）圓凸?？鞊Q）圓凸模快換固定固定 c）帶護(hù)套快換）帶護(hù)套快換凸模凸模 d）異形凸模大）異形凸模大小固定板套裝結(jié)構(gòu)小固定板套裝結(jié)構(gòu)e）異形直通

14、式凸模）異形直通式凸模壓板固定壓板固定 f）異形凸）異形凸模直接固定模直接固定 g）、）、h）異形凸模黏結(jié)固定異形凸模黏結(jié)固定 i）楔塊固定楔塊固定j）異形直通式焊接凸）異形直通式焊接凸模臺階固定模臺階固定 k）可調(diào)）可調(diào)凸模高度的安裝結(jié)構(gòu)凸模高度的安裝結(jié)構(gòu) l）組合式凸模固定）組合式凸模固定凸模及固定方法凸模及固定方法多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)刃磨后不改變閉合高度的凸、凹模固定方法刃磨后不改變閉合高度的凸、凹模固定方法1、6更換的墊片更換的墊片2、5磨削的墊圈磨削的墊圈 3凸模凸模 4凹模鑲套凹模鑲套多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)3. 導(dǎo)料裝置設(shè)計(jì)導(dǎo)料裝置設(shè)計(jì)（1）臺肩式導(dǎo)料板與浮頂裝置配合使用的導(dǎo)料裝置臺肩式

15、導(dǎo)料板與浮頂裝置配合使用的導(dǎo)料裝置臺肩式導(dǎo)料板與浮頂裝置配合使用的導(dǎo)料裝置多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)（2）帶槽式浮頂銷的導(dǎo)料裝置帶槽式浮頂銷的導(dǎo)料裝置帶槽式浮頂銷的導(dǎo)料裝置多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)浮動導(dǎo)軌式導(dǎo)料裝置浮動導(dǎo)軌式導(dǎo)料裝置多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)（3）浮頂銷設(shè)置要點(diǎn)1）浮頂銷應(yīng)沿條料送進(jìn)方向兩側(cè)均勻布置。2）在立體成形的加工部位不應(yīng)設(shè)置浮頂銷，否則會阻礙條料的送進(jìn)。3）在條料的不連續(xù)邊料上盡量不設(shè)置浮頂銷，避免擋住條料影響送進(jìn)。4）所有浮頂銷的工作段高度應(yīng)相同。5）浮頂銷應(yīng)有足夠及均衡的彈頂力，以便托起條料及工序件。多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)4. 卸卸料裝置料裝置設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)（1）固定式卸料裝置固定式卸料裝置又稱剛

16、性卸料裝置，它的卸料板與導(dǎo)料板一起固定在凹模上。特點(diǎn)是卸料力大，卸料可靠。（2）彈壓式卸料裝置多工位級進(jìn)模的彈性卸料裝置多工位級進(jìn)模的彈性卸料裝置1凹模凹模 2凹模鑲塊凹模鑲塊 3彈性卸料板彈性卸料板 4凸凸模模 5凸模導(dǎo)向護(hù)套凸模導(dǎo)向護(hù)套 6小凸模小凸模 7凸模導(dǎo)向凸模導(dǎo)向護(hù)套護(hù)套8上模座上模座 9螺堵螺堵 10強(qiáng)力彈簧強(qiáng)力彈簧 11墊板墊板 12卸料螺釘卸料螺釘 13凸凸模固定板模固定板 14小導(dǎo)柱小導(dǎo)柱 15小導(dǎo)套小導(dǎo)套拼塊式彈壓卸料板拼塊式彈壓卸料板1卸料板卸料板 2導(dǎo)套導(dǎo)套 3拼塊拼塊拼塊和嵌塊式彈壓卸料板拼塊和嵌塊式彈壓卸料板1固定塊固定塊 2拼塊拼塊 3卸料板卸料板 4嵌塊嵌塊

17、5導(dǎo)套導(dǎo)套多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)（3）卸料裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)1）卸料板的壓力 彈壓卸料板的壓力要求較大，常用碟形彈簧或聚氨脂橡膠作為彈性元件。2）卸料板的材料 卸料板的鑲塊應(yīng)具有足夠的硬度和良好耐磨性。3）彈性卸料板的導(dǎo)向形式 彈性卸料板在結(jié)構(gòu)上具備導(dǎo)向精度高、剛度好的導(dǎo)向裝置，使彈性卸料板在工作時(shí)穩(wěn)定可靠，對凸、凹模起到導(dǎo)向和保護(hù)作用。4）安裝卸料板的卸料螺釘 在一副模具中使用的卸料螺釘，應(yīng)對稱分布，常用的也可用滾珠導(dǎo)柱導(dǎo)套。多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)7.2.4 多工位級進(jìn)模的自動送料與安全檢測裝置1. 自動自動送料送料裝置裝置（1）鉤式自動送料裝置鉤式自動送料裝置鉤式自動送料裝置1上模座上模座 2斜楔

18、斜楔 3滑塊滑塊 4螺釘螺釘 5復(fù)位彈簧復(fù)位彈簧 6送料鉤送料鉤7凹模凹模 8壓料彈片壓料彈片 9凸模凸模 10T形導(dǎo)軌板形導(dǎo)軌板 11簧片簧片 12圓柱銷圓柱銷多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)（2）輥式自動送料裝置雙邊臥輥送料裝置雙邊臥輥送料裝置1偏心盤偏心盤 2拉桿拉桿 3、8超越離合器超越離合器 4、5、9、10齒輪齒輪 6、11輥軸輥軸 7推桿推桿多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)（3）夾持式自動送料裝置1）夾刃式自動送料裝置夾刃式送料裝置工作過程夾刃式送料裝置工作過程1送料夾刃送料夾刃 2送料夾座送料夾座 3、6拉簧拉簧 4鉸接軸鉸接軸 5止退夾座止退夾座 7夾刃夾刃 8送料滑塊送料滑塊 9承料板承料板多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)2）夾滾式自動送料裝置滾柱夾持自動送料裝置滾柱夾持自動送料裝置1活動夾持器座板活動夾持器座板 2滾輪滾輪 3斜楔斜楔 4、6彈簧彈簧 5活動夾持器支座活動夾持器支座7滾柱保持架滾柱保持架 8滾柱滾柱 9拔桿拔桿10導(dǎo)輪導(dǎo)輪11螺栓螺栓12蓋板蓋板多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)3）夾板式自動送料裝置偏心滾柱夾板式自動送料示意圖偏心滾柱夾板式自動送料示意圖1滾柱滾柱 2螺釘螺釘 3斜楔斜楔 4齒開關(guān)齒開關(guān) 5送料壓板送料壓