過(guò)電墊片級(jí)進(jìn)模具設(shè)計(jì),過(guò)電,墊片,模具設(shè)計(jì) 級(jí)進(jìn)模穩(wěn)態(tài)運(yùn)行能力的提升 級(jí)進(jìn)模是一種成本低廉且安全的零件制造方法,. 精心設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)可確保最佳性能。一副級(jí)進(jìn)模在一次沖壓動(dòng)作中可在模具不同工位進(jìn)行不同的沖壓操作。這些在通過(guò)模具的帶料上同時(shí)進(jìn)行的沖壓動(dòng)作制造出零件。每個(gè)工位可進(jìn)行一個(gè)或多個(gè)操作，但要生產(chǎn)出完整的零件條料必須經(jīng)過(guò)每一個(gè)工位。而零件依靠零件之間的載體輸送到各個(gè)工位，并在最后一個(gè)工位進(jìn)行切除。 為了使模具性能最佳，在設(shè)計(jì)和制造級(jí)進(jìn)模具時(shí)，必須考慮以下五個(gè)方面： · 研究零件 · 送料方式 · 零件頂出和送進(jìn) · 設(shè)計(jì)零件載體 · 壓料裝置 零件排樣 設(shè)計(jì)級(jí)進(jìn)模首先必須正確地理解零件圖，必須考慮材料、重要表面、孔的尺寸和和位置、毛刺方向、材料纖維方向、表面粗糙度和其他因素。 模具設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)者必須對(duì)零件有透澈的了解，特別是對(duì)形狀和輪廓不規(guī)則的零件。然而，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)繪圖使得零件數(shù)據(jù)可以直接下載到設(shè)計(jì)者的電腦上，使得設(shè)計(jì)者可能不熟悉零件重要特性。 另外,因?yàn)橛?jì)算機(jī)繪圖經(jīng)常出現(xiàn)這種情況，圖上只顯示一個(gè)面，可能是內(nèi)表面也可能是外表面，使得很多計(jì)算機(jī)繪制的圖形難以看懂。電腦繪圖經(jīng)常顯示所有的線(xiàn)條，包括隱藏部分，為實(shí)線(xiàn)而非虛線(xiàn)，這導(dǎo)致錯(cuò)誤，進(jìn)而導(dǎo)致模具結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤。 為了更好地看懂復(fù)雜零件外形，可用蠟板，橡膠皮或者木板做成具有零件某個(gè)視圖方向上的外形的模型。模型不要求精確的尺寸，其主要是用來(lái)形象地表示零件形狀。也可以用這些模型來(lái)決定應(yīng)該在級(jí)進(jìn)模的哪個(gè)工位成形零件哪個(gè)部分的外形。 材料送進(jìn) 必須確保條料準(zhǔn)確地進(jìn)入模具。如果條料導(dǎo)向錯(cuò)誤，那么最初的10次沖壓動(dòng)作對(duì)模具造成的損傷可能比接下來(lái)的100000次沖裁還大。當(dāng)卷料送進(jìn)入模具時(shí)必須順利導(dǎo)向且有限位裝置。良好的導(dǎo)向能力時(shí)非常重要的，因?yàn)檫@樣操作人員就不必將手伸入模具，而且可以縮短接上下一卷材料所需的時(shí)間。除此之外，導(dǎo)向裝置必須時(shí)可調(diào)的以適應(yīng)條料寬度的變化。對(duì)第一次沖裁而言條料送進(jìn)位置非常重要，必須確定條料在每個(gè)工位的送進(jìn)位置的以保證凸模不沖偏，會(huì)導(dǎo)致沖頭變形或切不完整，可能造成條料不平衡送進(jìn)時(shí)單側(cè)受力。任一種可能都會(huì)造成凸凹模錯(cuò)位使得沖頭受剪切損壞。 條料送進(jìn)不當(dāng)成形時(shí)可能導(dǎo)致偏載或者邊緣卷起，影響上下模之間的相對(duì)位置。墊塊必須能夠承受這些載荷，特別是成形較厚材料時(shí)更應(yīng)如此。 一個(gè)步距的凹口或止動(dòng)銷(xiāo)可作為定位點(diǎn)控制條料送進(jìn)位置，黃銅標(biāo)簽或標(biāo)記槽也提供了視覺(jué)定位 ，但是這些都不夠準(zhǔn)確，不夠有效。通過(guò)在將步距限位銷(xiāo)安裝在支點(diǎn)上，并用限位開(kāi)關(guān)監(jiān)控以防止條料送進(jìn)不到位或送進(jìn)過(guò)多以保護(hù)壓力機(jī)。 零件頂出和送進(jìn) 級(jí)進(jìn)模通常要求將條料抬高到距模具工作位置一定高度水平線(xiàn)上，使得條料送進(jìn)到指定位置，而與清理廢料和毛刺或者利用制件外形清理模具無(wú)關(guān)。 正常情況下，所有抬高裝置必須上升到同一高度使條料在送進(jìn)過(guò)程中保持水平。條料不能由凹陷，否則零件會(huì)被從正確位置拔出。相對(duì)于安排在條料側(cè)面的彈簧銷(xiāo)和球頭抬料銷(xiāo)，桿式抬料裝置效果更好。 多數(shù)時(shí)候一旦材料送進(jìn)問(wèn)題解決，則要求桿式抬料裝置可以承受較高的沖壓速率。雖然成本比球頭抬料裝置高，但性能要好的多，而且安裝時(shí)間也縮短了。 一旦條料進(jìn)入導(dǎo)料槽，條料就必須能夠自動(dòng)送進(jìn)到所有后續(xù)工位而不需要人工在每個(gè)導(dǎo)向位置或抬料處對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)向。而且條料在抬料桿上應(yīng)該保持平衡不在送進(jìn)是偏向一側(cè)。在抬料桿頭部應(yīng)裝上一個(gè)金屬帽蓋，形成一個(gè)凹槽，在條料送進(jìn)時(shí)拖住條料不使其彎曲變形。 送進(jìn)步距測(cè)量和抬料裝置的設(shè)置方案可通過(guò)在模具設(shè)計(jì)時(shí)用一塊與條料等寬度的透明紙板模擬條料來(lái)確定。紙板邊緣位于根據(jù)模具設(shè)計(jì)方案確定的第一工位沖裁時(shí)條料應(yīng)送進(jìn)的位置，然后在紙板上標(biāo)示模具第一個(gè)工位所要進(jìn)行的－的所有操作－比如：切槽和沖孔。接著將紙帶移動(dòng)到第二個(gè)拉深工位，并在紙板上標(biāo)示該工位進(jìn)行的操作。在每個(gè)工位重復(fù)該操作則可在紙帶上顯示出送到最后工位時(shí)條料的形狀，在根據(jù)條料形狀設(shè)置定距和抬料裝置。 為將條料從一個(gè)工位運(yùn)送到下一個(gè)工位，必須在條料上的零件之間留下部分材料作為運(yùn)送條料前進(jìn)的載體。這些載體可以是條料條料間的十字形部分或者由幾條窄條帶，如邊側(cè)載體。 零件在進(jìn)行翻邊，成形或者拉深操作時(shí)要求邊緣材料向內(nèi)流動(dòng)，這就需要載體在模具工作期間能夠橫向移動(dòng)或垂直收縮，或兩者都有。需要給載體提供足夠的活動(dòng)空間，使得載體收縮和移動(dòng)時(shí)不會(huì)將相鄰的零件拽離原來(lái)位置 另一個(gè)需要關(guān)注的問(wèn)題是材料在壓力機(jī)開(kāi)合模具期間的垂直運(yùn)動(dòng)。如，有的零件需要幾次才能拉深成形，在這些工位之間材料就發(fā)生垂直流動(dòng)。 與壓力機(jī)下行時(shí)相同，必須注意壓力機(jī)上行時(shí)要保證載體運(yùn)動(dòng)靈活，因?yàn)檩d體向上運(yùn)動(dòng)可能會(huì)與向下運(yùn)動(dòng)有所不同?？稍谀＞咴O(shè)計(jì)階段做零件輪廓，壓邊圈和固定鋼板的輪廓，然后按順序放在模具斷面視圖之上，將這些零件根據(jù)相對(duì)之間的關(guān)系向下運(yùn)動(dòng)就可以模擬沖壓過(guò)程中上模是怎樣合模的，可顯示出開(kāi)合模時(shí)零件之間的相對(duì)位置。 零件載體 所有級(jí)進(jìn)模的共同點(diǎn)是零件靠坯料上的材料運(yùn)送到模具中的各個(gè)工位，這些材料有各種不同的術(shù)語(yǔ)稱(chēng)呼，如載體，筋，條帶，連接帶等等。在本例中，我們一概稱(chēng)之為載體，其主要有以下五種形式： 原載體－所有操作可在零件上完成，不需要事先切出載體。 中間載體－先切出零件形狀，留下靠近中間的一段條帶。適用與在周邊進(jìn)行切除工序的零件。如果載體寬度較大，允許在單側(cè)切出零件。 等寬雙側(cè)載體－條帶對(duì)稱(chēng)分布在零件兩側(cè)，用一段窄長(zhǎng)的條料運(yùn)送零件，適用于須切除零件之間材料的零件。 邊料載體－載體在零件的邊緣，適用于在中間成形的零件。 單側(cè)載體－載體位于零件一側(cè)，運(yùn)送零件到最后一個(gè)工位或中間工位，可在零件三個(gè)方向上成形。 根據(jù)零件在級(jí)進(jìn)工位中成形的不同要求，載體有各種不同的類(lèi)型。可在模具閉合期間沒(méi)有運(yùn)動(dòng)的坯料邊緣留余料或在做一個(gè)或兩個(gè)甚至三個(gè)缺口作為載體。 根據(jù)載體在零件上的連接點(diǎn)的位置和易于模具廢料切除，載體可以是直的或者有弧度的環(huán)形。在成形，翻邊或拉深杯筒形零件時(shí)，模具開(kāi)合時(shí)載體還可以橫向或向上和向下移動(dòng)。 模具工作時(shí)可能使得載體移動(dòng)，要求載體具有伸縮性。撇開(kāi)載體伸縮性不論，載體的主要功能是將零件盡可能地運(yùn)送到離模具下個(gè)工位的定距、定位裝置盡可能近的位置，以便進(jìn)行精確定位。 最佳載體形狀 載體形狀是否合理由以下決定： · 零件之間的空位部分： 盡量使載體在坯料橫向?qū)挾群涂v向步距之內(nèi)，如果不能滿(mǎn)足這個(gè)條件，則設(shè)計(jì)人員需要考慮是否增加條料寬度或步距以保證載體的尺寸。 · 載體與零件連接部分：如果由兩個(gè)載體，盡量使兩個(gè)載體的形狀和長(zhǎng)度大小一致，以使兩個(gè)載體韌性和靈活性相同。 · 凸凹模的清理：模具閉合時(shí)凸模進(jìn)入坯料以下或者凹模升到坯料之上，要求開(kāi)模時(shí)將相應(yīng)的零件或廢料推出。如果載體與模塊相干涉，可將載體縱向設(shè)置以便清理。 · 材料厚度： 大型薄壁零件需要需要設(shè)加強(qiáng)筋以加強(qiáng)載體強(qiáng)度，方便條料送進(jìn)。另一加強(qiáng)剛度和導(dǎo)向能力的方式是在坯料上開(kāi)一缺口或?qū)⑦吘壵燮穑@也可以作為定距。 如果載體伸長(zhǎng)過(guò)多則下一個(gè)工位零件無(wú)法準(zhǔn)確定位，而如果有兩個(gè)載體，一個(gè)伸長(zhǎng)而另一個(gè)沒(méi)伸長(zhǎng)，也會(huì)導(dǎo)致定位不好。 在載體上打一個(gè)凹坑可防止載體伸長(zhǎng)。如果中心載體或單側(cè)載體拱起變形，可用壓痕進(jìn)行矯正。設(shè)計(jì)凹痕結(jié)構(gòu)并在凸模上打上相同形狀的印記，則可以很容易地進(jìn)行側(cè)向和垂直方向定位。 條料邊緣翹曲是由于卷片筒使得條料與模具的導(dǎo)料裝置相碰而引起的，使得條料邊緣卷起，并最終導(dǎo)致條料送進(jìn)不到位。對(duì)此經(jīng)常在相應(yīng)工位上改善導(dǎo)料板邊緣和設(shè)置更精確的導(dǎo)向裝置來(lái)解決。 另外一種解決邊緣卷起的方法是在第一個(gè)工位裁去兩邊的材料。在側(cè)刃處設(shè)擋料塊作為定距裝置以防止材料的過(guò)送進(jìn)。 大零件在長(zhǎng)的級(jí)進(jìn)模中制造時(shí)要有足夠大的推力送進(jìn)帶料。但是厚的材料通常較重，也比薄的材料剛度大得多。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可知，運(yùn)送0.020英寸到0.060英寸厚得材料需要3/16英寸到5/16英寸寬的載體。對(duì)于厚度高于或低于這個(gè)范圍的坯料，載體寬度可很容易確定。 根據(jù)影響模具的各種因素來(lái)看，正常情況下載體全長(zhǎng)的寬度應(yīng)當(dāng)一致，在需要材料移動(dòng)的特殊區(qū)域可以不一致。大多數(shù)的自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)都是以推的形式送料而不是拉料，這就要求載體有足夠的強(qiáng)度 。 條料送進(jìn)完成后會(huì)出動(dòng)裝在模具出口位置的檢測(cè)開(kāi)關(guān)。如果模具打開(kāi)或閉合時(shí)需要載體彎曲而不破裂，且有足夠得強(qiáng)度送進(jìn)零件，載體必須設(shè)計(jì)得足夠長(zhǎng)。如果兩個(gè)彎曲載體強(qiáng)度不夠可以考慮設(shè)置三個(gè)。 設(shè)計(jì)時(shí)彎曲半徑要盡可能大。尖角處或者彎曲半徑太小的地方載體彎曲時(shí)會(huì)應(yīng)力集中會(huì)使材料破裂。而且要載體邊緣不要有階梯和斷口。 壓料裝置 由于體積或功能的需要，很多級(jí)進(jìn)模需要在上模設(shè)置兩個(gè)或三個(gè)壓料裝置。不同工位的壓料裝置的工作行程可能都不相同，如沖裁或成形和拉深 然而，壓料裝置經(jīng)常要通過(guò)作用在帶料上使頂料銷(xiāo)下沉。在這種情況下，所有壓料裝置的移動(dòng)距離必須相同。如果工作行程不相同，則有些位置條料不會(huì)被完全壓住，會(huì)使附近的零件離開(kāi)原來(lái)位置，送進(jìn)時(shí)條料定位變得困難。 如果要求在零件翻邊，零件載體必須有一個(gè)伸縮回路，以便零件移動(dòng)或者使凸模/壓邊圈擁有和其他壓邊裝置一樣的行程。而凸?；驂哼吶υ跇O限位置時(shí)要有足夠的力完成翻邊蘭。在這過(guò)程中條料相應(yīng)部分的材料垂直流動(dòng)。 當(dāng)條料下降到工作位置，施壓凸模或壓邊圈停止向下運(yùn)動(dòng)，而上模繼續(xù)向下沖孔，切邊，向下翻邊或其他成形操作?？捎脧?qiáng)力彈簧或氣瓶作為沖壓凸模和壓邊圈的動(dòng)力源，但要保證它們要有足夠的預(yù)緊力以完成翻邊或在凸模與壓邊圈后退前壓住下模頂料裝置。 拉深殼體 殼體拉深是將板料拉深成圓柱瓶形零件。在拉深操作中，坯料直徑受殼體周長(zhǎng)的影響。而周長(zhǎng)又受到材料的流動(dòng)性和外圍材料向內(nèi)流動(dòng)阻力和邊緣阻力。 當(dāng)邊緣材料受到的阻力超過(guò)極限值后邊緣就會(huì)起皺失穩(wěn)。為了避免出現(xiàn)起皺，必須時(shí)材料可以在凸模和壓邊圈之間順利流動(dòng)。造成拉深破裂的兩個(gè)主意原因是拉深件直徑與坯料直徑比值超過(guò)極限值和拉深半徑太小。 從平整的坯料拉深成殼體和將殼體拉深為直徑更小的殼體時(shí)材料向內(nèi)流動(dòng)距離都有一個(gè)極限值，通常稱(chēng)之為拉深系數(shù)。極限拉深系數(shù)受到材料流動(dòng)性、材料抗壓能力和由受壓而引起的流動(dòng)阻力等因素的影響。過(guò)大的流動(dòng)阻力使殼體邊緣破壞起皺，該區(qū)域是材料抵抗力最弱的區(qū)域。 厚度不同材料的拉深系數(shù)也不一樣。舉例來(lái)講，將一坯料進(jìn)行大深度拉深，第一次拉深直徑比值厚度0.015英寸的材料是32％，而0.125英寸厚的材料是48％。 對(duì)拉深凹模有一最小和最大拉深圓角半徑值，拉深圓角半徑直接影響材料的流動(dòng)性。對(duì)深拉深件，0.015英寸厚的材料合適的圓角半徑是從5/32英寸到1/4英寸這個(gè)范圍。而對(duì)于0.0125英寸厚的材料，最小圓角半徑不小與11/32英寸，最大圓角半徑不大于15/32英寸。 如果圓角半徑太小，金屬流動(dòng)阻力增加，會(huì)造成制件嚴(yán)重變薄或在殼帽邊緣破裂，不能很好地拉深成形。而如果半徑太大，金屬一離開(kāi)凹模與壓邊圈的接觸點(diǎn)還沒(méi)形成直壁就開(kāi)始起皺。 人們經(jīng)常是將半徑做得小一些,因?yàn)樵谠嚹Ｆ陂g將圓角半徑從小改為較大值比較容易，而把較大得圓角半徑改小困難得多。結(jié)果造成在杯形邊緣應(yīng)力集中過(guò)大，制件變薄嚴(yán)重或破裂。很多時(shí)候采用不適當(dāng)?shù)美畎俜直然虿缓线m得圓角半徑在第一次拉深時(shí)看不出來(lái)，但在后續(xù)工位中要花很多時(shí)間去調(diào)整。