多工位級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)(基礎(chǔ)知識(shí)),1 概述,多工位級(jí)進(jìn)模是在普通級(jí)進(jìn)模的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種高精度、高效率、長(zhǎng)壽命的模具，是技術(shù)密集型模具的重要代表，是沖模發(fā)展方向之一。這種模具除進(jìn)行沖孔落料工作外，還可根據(jù)零件結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和成形性質(zhì)，完成壓筋、沖窩、彎曲、拉深等成形工序，甚至還可以在模具中完成裝配工序。沖壓時(shí)，將帶料或條料由模具入口端送進(jìn)后，在嚴(yán)格控制步距精度的條件下，按照成形工藝安排的順序，通過各工位的連續(xù)沖壓，在最后工位經(jīng)沖裁或切斷后，便可沖制出符合產(chǎn)品要求的沖壓件。為保證多工位級(jí)進(jìn)模的正常工作，模具必須具有高精度的導(dǎo)向和準(zhǔn)確的定距系統(tǒng)，配備有自動(dòng)送料、自動(dòng)出件、安全檢測(cè)等裝置。所以多工位級(jí)進(jìn)模與普通沖模相比要復(fù)雜，具有如下特點(diǎn)：,概述,（1） 在一副模具中，可以完成包括沖裁，彎曲，拉深和成形等多道沖壓工序；減少了使用多副模具的周轉(zhuǎn)和重復(fù)定位過程，顯著提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率和設(shè)備利用率。 （2） 由于在級(jí)進(jìn)模中工序可以分散在不同的工位上，故不存在復(fù)合模的“最小壁厚”問題，設(shè)計(jì)時(shí)還可根據(jù)模具強(qiáng)度和模具的裝配需要留出空工位，從而保證模具的強(qiáng)度和裝配空間。 （3） 多工位級(jí)進(jìn)模通常具有高精度的內(nèi)、外導(dǎo)向（除模架導(dǎo)向精度要求高外，還必須對(duì)細(xì)小凸模實(shí)施內(nèi)導(dǎo)向保護(hù)）和準(zhǔn)確的定距系統(tǒng)，以保證產(chǎn)品零件的加工精度和模具壽命。 （4） 多工位級(jí)進(jìn)模常采用高速?zèng)_床生產(chǎn)沖壓件，模具采用了自動(dòng)送料、自動(dòng)出件、安全檢測(cè)等自動(dòng)化裝置，操作安全，具有較高的生產(chǎn)效率。目前，世界上最先進(jìn)的多工位級(jí)進(jìn)模工位數(shù)多達(dá)50多個(gè)，沖壓速度達(dá)1000次分以上。,1 概述,（5） 多工位級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鑲塊較多，模具制造精度要求很高，給模具的制造、調(diào)試及維修帶來(lái)一定的難度。同時(shí)要求模具零件具有互換性，在模具零件磨損或損壞后要求更換迅速，方便，可靠。所以模具工作零件選材必須好（常采用高強(qiáng)度的高合金工具鋼、高速鋼或硬質(zhì)合金等材料），必須應(yīng)用慢走絲線切割加工、成型磨削、坐標(biāo)鏜、坐標(biāo)磨等先進(jìn)加工方法制造模具。 （6） 多工位級(jí)進(jìn)模主要用于沖制厚度較?。ㄒ话悴怀^2mm)、產(chǎn)量大，形狀復(fù)雜、精度要求較高的中、小型零件。用這種模具沖制的零件，精度可達(dá)IT10級(jí)。,概述,由上可知，多工位級(jí)進(jìn)模的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，模具設(shè)計(jì)和制造技術(shù)要求較高，同時(shí)對(duì)沖壓設(shè)備、原材料也有相應(yīng)的要求，模具的成本高。因此，在模具設(shè)計(jì)前必須對(duì)工件進(jìn)行全面分析，然后合理確定該工件的沖壓成形工藝方案，正確設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)和模具零件的加工工藝規(guī)程，以獲得最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。顯然，采用多工位級(jí)進(jìn)模進(jìn)行沖壓成形與采用普通沖模進(jìn)行沖壓成形在沖壓成形工藝、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及模具加工等方面存在許多不同，本章將重點(diǎn)介紹它們?cè)跊_壓工藝與模具設(shè)計(jì)上的不同之處。,2. 多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì),排樣設(shè)計(jì)是多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之一。排樣圖的優(yōu)化與否，不僅關(guān)系到材料的利用率，工件的精度，模具制造的難易程度和使用壽命等，而且關(guān)系到模具各工位的協(xié)調(diào)與穩(wěn)定。,多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì),沖壓件在帶料上的排樣必須保證完成各沖壓工序，準(zhǔn)確送進(jìn)，實(shí)現(xiàn)級(jí)進(jìn)沖壓；同時(shí)還應(yīng)便于模具的加工、裝配和維修。沖壓件的形狀是千變?nèi)f化的，要設(shè)計(jì)出合理的排樣圖，必須從大量的參考資料中學(xué)習(xí)研究，并積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，才能順利地完成設(shè)計(jì)任務(wù)。,多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì),排樣設(shè)計(jì)是在零件沖壓工藝分析的基礎(chǔ)之上進(jìn)行的。確定排樣圖時(shí)，首先要根據(jù)沖壓件圖紙計(jì)算出展開尺寸，然后進(jìn)行各種方式的排樣。在確定排樣方式時(shí)，還必須對(duì)工件的沖壓方向、變形次數(shù)、變形工藝類型、相應(yīng)的變形程度及模具結(jié)構(gòu)的可能性、模具加工工藝性、企業(yè)實(shí)際加工能力等進(jìn)行綜合分析判斷。同時(shí)全面考慮工件精度和能否順利進(jìn)行級(jí)進(jìn)沖壓生產(chǎn)后，從幾種排樣方式中選擇一種最佳方案。完整的排樣圖應(yīng)給出工位的布置、載體結(jié)構(gòu)形式和相關(guān)尺寸等。,多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì),當(dāng)帶料排樣圖設(shè)計(jì)完成后，模具的工位數(shù)及各工位的內(nèi)容；被沖制工件各工序的安排及先后順序，工件的排列方式；模具的送料步距、條料的寬度和材料的利用率；導(dǎo)料方式，彈頂器的設(shè)置和導(dǎo)正銷的安排；模具的基本結(jié)構(gòu)等就基本確定。所以排樣設(shè)計(jì)是多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，是模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)之一，是決定多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)優(yōu)劣的主要因素之一。,多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì),2.1 排樣設(shè)計(jì)的原則 多工位級(jí)進(jìn)模的排樣，除了遵守普通沖模的排樣原則外，還應(yīng)考慮如下幾點(diǎn)： （1）先制作沖壓件展開毛坯樣板（35個(gè)），在圖面上反復(fù)試排，待初步方案確定后，在排樣圖的開始端安排沖孔、切口、切廢料等分離工位，再向另一端依次安排成形工位，最后安排工件和載體分離。在安排工位時(shí)，要盡量避免沖小半孔，以防凸模受力不均而折斷。,多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì),（2）第一工位一般安排沖孔和沖工藝導(dǎo)正孔。第二工位設(shè)置導(dǎo)正銷對(duì)帶料導(dǎo)正，在以后的工位中，視其工位數(shù)和易發(fā)生竄動(dòng)的的工位設(shè)置導(dǎo)正銷，也可在以后的工位中每隔23個(gè)工位設(shè)置導(dǎo)正銷。第三工位可根據(jù)沖壓條料的定位精度，設(shè)置送料步距的誤差檢測(cè)裝置。 （3）沖壓件上孔的數(shù)量較多，且孔的位置太近時(shí)，可分布在不同工位上沖出孔，但孔不能因后續(xù)成形工序的影響而變形。對(duì)有相對(duì)位置精度要求的多孔，應(yīng)考慮同步?jīng)_出。因模具強(qiáng)度的限制不能同步?jīng)_出時(shí)， 應(yīng)有措施保證它們的相對(duì)位置精度。復(fù)雜的型孔可分解為若干簡(jiǎn)單形孔分步?jīng)_出。,多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì),（4）成形方向的選擇（向上或向下）要有利于模具的設(shè)計(jì)和制造，有利于送料的順暢。若成形方向與沖壓方向不同，可采用斜滑塊、杠桿和擺塊等機(jī)構(gòu)來(lái)轉(zhuǎn)換成形方向。 （5）為提高凹模鑲塊，卸料板和固定板的強(qiáng)度，保證各成形零件安裝位置不發(fā)生干涉，可在排樣中設(shè)置空工位，空工位的數(shù)量根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的要求而定。,多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì),（6）對(duì)彎曲和拉深成形件，每一工位的變形程度不宜過大，變形程度較大的沖壓件可分幾次成形。這樣既有利于質(zhì)量的保證，又有利于模具的調(diào)試修整。對(duì)精度要求較高的成形件，應(yīng)設(shè)置整形工位。為避免U形彎曲件變形區(qū)材料的拉伸，應(yīng)考慮先彎曲45度，再?gòu)澇?0 （7）在級(jí)進(jìn)拉深排樣中，可應(yīng)用拉深前切口，切槽等技術(shù)，以便材料的流動(dòng)。,多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì),（8）當(dāng)局部有壓筋時(shí)，一般應(yīng)安排在沖孔前，防止由于壓筋造成孔的變形。突包時(shí)，若突包的中央有孔，為有利于材料的流動(dòng)，可先沖一小孔，壓突后再?zèng)_到要求的孔徑。（9）當(dāng)級(jí)進(jìn)成形工位數(shù)不是很多，工件的精度要求較高時(shí)，可采用“復(fù)位”技術(shù)，即在成形工位前，先將工件毛坯沿其規(guī)定的輪廓進(jìn)行沖切，但不與帶料分離，當(dāng)凸模切入材料的20%35%后，模具中的復(fù)位機(jī)構(gòu)將作用反向力使被切工件壓回條料內(nèi)，再送到后續(xù)加工工位進(jìn)行成形。,多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì),2.2 載體和搭口的設(shè)計(jì) 搭邊在多工位級(jí)進(jìn)模中有著特殊的作用，它是將坯件傳遞到各工位進(jìn)行沖裁和成形加工，并且使坯件在動(dòng)態(tài)送料過程中保持穩(wěn)定準(zhǔn)確的定位。因此，在多工位級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)中把搭邊稱為載體。載體是運(yùn)送坯件的物體，載體與坯件或坯件和坯件的連接部分稱為搭口。1載體形式載體形式一般可分為如下幾種。,多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì),（1）邊料載體（圖6.2.1）邊料載體是利用材料搭邊或余料沖出導(dǎo)正孔而形成的載體, 此種載體送料剛性較好，省料，簡(jiǎn)單。使用該載體時(shí)，在彎曲或成形部位，往往先切出展開形狀，再進(jìn)行成形，后工位落料以整體落料為主。 可采用多件排列，提高了材料的利用率。 此主題相關(guān)圖片如下：,多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì),多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì),（2）雙邊載體（圖6.2.2）雙邊載體實(shí)質(zhì)是一種增大了條料兩側(cè)搭邊的寬度，以供沖導(dǎo)正工藝孔需要的載體，一般可分為等寬雙邊載體（圖6.2.2a）和不等寬雙邊載體（即主載體和輔助載體，圖6.2.2b）。雙邊載體增加邊料可保證送料的剛度和精度，這種載體主要用于薄料（t0.2mm），工件精度較高的場(chǎng)合 ，但材料的利用率有所降低，往往是單件排列。,多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì),此主題相關(guān)圖片如下：,多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì),多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì),（3）單邊載體（圖6.2.3）單邊載體主要用于彎曲件。此方法在不參與成形的合適位置留出載體的搭口，采用切廢料工藝將搭口留在載體上，最后切斷搭口得到制件，它適用于t0.4mm的彎曲件的排樣。在圖6.2.3中，圖a和圖b在裁切工序分解形狀和數(shù)量上不一樣，圖a第一工位的形狀比圖b復(fù)雜，并且細(xì)頸處模具鑲塊易開裂，分解為圖b后的鑲塊便于加工，且壽命得到提高。圖c是一種加了輔助載體的單邊載體。此主題相關(guān)圖片如下：,多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì),多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì),（4）中間載體中間載體常用于一些對(duì)稱彎曲成形件，利用材料不變形的區(qū)域與載體連接，成形結(jié)束后切除載體。中載體可分為單中載體和雙中載體。中載體在成形過程中平衡性較好。圖6.2.4所示是同一個(gè)零件選擇中載體時(shí)不同的排樣方法。圖6.2.4a是單件排列，圖6.2.4b是可提高生產(chǎn)效率一倍的雙排排樣。圖6.2.5所示零件要進(jìn)行兩側(cè)以相反方向卷曲的成形，選用單中載體難以保證成形件成形后的精度要求，而選用可延伸連接的雙中載體既可保證成形件的質(zhì)量。此方法的缺點(diǎn)是載體寬度較大，會(huì)降低材料的利用率。中載體常用于材料厚度大于0.2mm的對(duì)稱彎曲成形件。,多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì),此主題相關(guān)圖片如下：,多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì),多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì),（5）載體的其他形式有時(shí)為了下一工序的需要,可在上述載體中采取一些工藝措施。 加強(qiáng)載體加強(qiáng)載體是載體的一種加強(qiáng)形式，在料厚t0.1mm薄料沖壓中，載體因剛性較差而變形造成送料失穩(wěn)，使沖壓件幾何形狀產(chǎn)生誤差，為保證沖壓精度，對(duì)載體局部采取的壓筋、翻邊等提高載體剛度的加強(qiáng)措施，而形成的載體形式，如圖6.2.6。 自動(dòng)送料載體有時(shí)為了自動(dòng)送料的需要，可在載體的導(dǎo)正孔之間沖出與鉤式自動(dòng)送料裝置匹配的長(zhǎng)方孔，送料鉤鉤住該孔，拉動(dòng)載體送進(jìn)的。此主題相關(guān)圖片如下：,多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì),多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì),2.3 排樣圖中各沖壓工位的設(shè)計(jì)要點(diǎn)沖裁，彎曲和拉深等都有自身的成形特點(diǎn)，在多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì)中其工位的設(shè)計(jì)必須與成形特點(diǎn)相適應(yīng)。 1級(jí)進(jìn)模沖裁工位的設(shè)計(jì)要點(diǎn) （1）在級(jí)進(jìn)沖壓中，沖裁工序常安排在前工序和最后工序，前工序主要完成切邊（切出制件外形）和沖孔。最后工序安排切斷或落料，將載體與工件分離。,多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì),（2）對(duì)復(fù)雜形狀的凸模和凹模，為了使凸模、凹模形狀簡(jiǎn)化，便于凸模，凹模的制造和保證凸模、凹模的強(qiáng)度，可將復(fù)雜的制件分解成為一些簡(jiǎn)單的幾何形狀多增加一些沖裁工位。（3）對(duì)于孔邊距很小的工件，為防止落料時(shí)引起離工件邊緣很近的孔產(chǎn)生變形，可將孔旁的外緣以沖孔方式先于內(nèi)孔沖出，即沖外緣工位在前，沖內(nèi)孔工位在后。 對(duì)有嚴(yán)格相對(duì)位置要求的局部?jī)?nèi)，外形，應(yīng)考慮盡可能在同一工位上沖出，以保證工件的位置精度。,多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì),2多工位級(jí)進(jìn)彎曲工位的設(shè)計(jì)要點(diǎn) （1）沖壓彎曲方向 在多工位級(jí)進(jìn)模中，如果工件要求向不同方向彎曲，則會(huì)給級(jí)進(jìn)加工造成困難。彎曲方向是向上，還是向下，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是不同的。如果向上彎曲，則要求在下模中設(shè)計(jì)有沖壓方向轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)（如滑塊、擺塊）；若進(jìn)行多次卷邊或彎曲，這時(shí)必須考慮在模具上設(shè)置足夠的空工位，以便給滑動(dòng)模塊留出活動(dòng)的余地和安裝空間。若向下彎曲，雖不存在彎曲方向的轉(zhuǎn)換，但要考慮彎曲后送料順暢。若有障礙則必須設(shè)置抬料裝置。,多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì),（2）分解彎曲成形 零件在作彎曲和卷邊成形時(shí)，可以按工件的形狀和精度要求將一個(gè)復(fù)雜和難以一次彎曲成形的形狀分解為幾個(gè)簡(jiǎn)單形狀的彎曲，最終加工出零件形狀。圖6.2.8是4個(gè)向上彎曲的分解沖壓工序。在級(jí)進(jìn)彎曲時(shí)，被加工材料的一個(gè)表面必須和凹模表面保持平行，且被加工零件由頂料板和卸料板在凹模面上保持靜止，只有成形的部分材料可以活動(dòng)。 圖a為先向下預(yù)彎后再在下一工位向上進(jìn)行直角彎曲。其目的是減少材料的回彈和防止因材料厚度不同而出現(xiàn)的偏差。圖b是將卷邊成形分為3次彎曲的情況。圖c是將接觸線夾的接合面從兩側(cè)水平彎曲加工的示例，沖裁在圓角帶在內(nèi)側(cè)，分3次彎曲。圖d是帶有彎曲，卷邊的工件示例，分4次彎曲成形。,多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì),可見，在分步彎曲成形時(shí)，不變形部分的材料被壓緊在模具表面上，變形部分的材料在模具成形零件的加壓下進(jìn)行彎曲，加壓的方向需根據(jù)彎曲要求而定，常使用斜滑塊和擺快技術(shù)進(jìn)行力或運(yùn)動(dòng)方向的轉(zhuǎn)換。如要求從兩側(cè)水平加壓時(shí)，需采用水平滑動(dòng)模塊，將沖床滑塊的垂直運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑒?dòng)模塊的水平運(yùn)動(dòng)。 此主題相關(guān)圖片如下：,多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì),多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì),（3）彎曲時(shí)坯料的滑移 如果對(duì)坯料進(jìn)行彎曲和卷邊，應(yīng)防止成形過程中材料的移位造成零件誤差。采取的措施是先對(duì)加工材料進(jìn)行導(dǎo)正定位，當(dāng)卸料板、材料與凹模三者接觸并壓緊后，再作彎曲動(dòng)作。,多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì),3多工位級(jí)進(jìn)拉深成形工位的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 在進(jìn)行多工位級(jí)進(jìn)拉深成形時(shí)，不像單工序拉深那樣以散件形式單個(gè)送進(jìn)坯料，它是通過帶料以載體、搭邊和坯件連在一起組件形式連續(xù)送進(jìn)，級(jí)進(jìn)拉深成形。如圖6.2.9所示。 但由于級(jí)進(jìn)拉深時(shí)不能進(jìn)行中間退火，故要求材料應(yīng)具有較高的塑性。又由于級(jí)進(jìn)拉深過程中工件間的相互制約，因此，每一工位拉深的變形程度不能太大。由于零件間留有較多的工藝廢料，材料的利用率有所降低。,多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì),要保證級(jí)進(jìn)拉深工位的布置滿足成形的要求，應(yīng)根據(jù)制件的尺寸及拉深所需要的次數(shù)等工藝參數(shù)，用簡(jiǎn)易臨時(shí)模具試?yán)?，根?jù)試?yán)畹墓に嚽闆r和成形過程的穩(wěn)定性，來(lái)進(jìn)行工位數(shù)量和工藝參數(shù)的修正，插入中間工位或增加空工位等，反復(fù)試制到加工穩(wěn)定為止。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，還可根據(jù)成形過程的要求，工位的數(shù)量，模具的制造組成單元式模具。,多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì),級(jí)進(jìn)拉深按材料變形區(qū)與條料分離情況，可分為無(wú)工藝切口和有工藝切口兩種工藝方法。無(wú)切口的級(jí)進(jìn)拉深，即是在整體帶料上拉深。由于相鄰兩個(gè)拉深工序件之間相互約束，材料在縱向流動(dòng)較困難，變形程度大時(shí)就容易拉裂。所以每道工序的變形程度不可能大，因而工位數(shù)較多。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省材料。,多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì),由于材料縱向流動(dòng)比較困難 ，它只適用于拉深有較大的相對(duì)厚度（t/D）1001，凸緣相對(duì)直徑較?。╠t /d=1.11.5）和相對(duì)高度h/d較低的拉深件。 此主題相關(guān)圖片如下：,多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì),多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì),有切口的級(jí)進(jìn)拉深是在零件的相鄰處切開一切口或切縫（圖6.2.9b）。相鄰兩工序件相互影響和約束較小，此時(shí)的拉深與單個(gè)毛坯的拉深相似。因此，每道工序的拉深系數(shù)可小些，即拉深次數(shù)可以少些，且模具較簡(jiǎn)單。但毛坯材料消耗較多。這種拉深一般用于拉深較困難，即零件的相對(duì)厚度較小，凸緣相對(duì)直徑較大和相對(duì)高度較大的拉深件。關(guān)于級(jí)進(jìn)拉深的工序計(jì)算可詳細(xì)參考有關(guān)沖壓設(shè)計(jì)手冊(cè)。,多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì),2.4 條料的定位精度條料的定位精度直接影響到工件的加工精度,特別是對(duì)工位數(shù)比較多的排樣,應(yīng)特別注意條料的定位精度。排樣時(shí)，一般應(yīng)在第一工位沖導(dǎo)正工藝孔，緊接著第二工位設(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo)正，以該導(dǎo)正銷矯正自動(dòng)送料的步距誤差。在模具加工設(shè)備精度一定的條件下，可通過設(shè)計(jì)不同型式的載體和不同數(shù)量的導(dǎo)正銷，達(dá)到條料所要求的定位精度。條料定位精度可按下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：此主題相關(guān)圖片如下：,多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì),多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì),條料的定位精度是確定凹模、固定板和卸料板等零件型孔位置精度的依據(jù)。為了減少多工位級(jí)進(jìn)模各工位之間步距的積累誤差，在標(biāo)注凹模、固定板和卸料板等零件與步距有關(guān)的孔位尺寸時(shí)，均以第一工位為尺寸基準(zhǔn)向后標(biāo)注，不論距離多大，均以對(duì)稱偏差標(biāo)注型孔位置公差，以保證孔位制造精度。圖6.2.10是圖6.2.11所示沖件的凹模板與步距有關(guān)的孔位尺寸的標(biāo)注示例。,多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì),2.5 排樣設(shè)計(jì)后的檢查 排樣設(shè)計(jì)后必須認(rèn)真檢查，以改進(jìn)設(shè)計(jì)，糾正錯(cuò)誤。不同工件的排樣其檢查重點(diǎn)和內(nèi)容也不相同，一般的檢查項(xiàng)目可歸納為以下幾點(diǎn)：1材料利用率 檢查是否為最佳利用率方案。2模具結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性 級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)多為整體式，分段式或子模組拼式等，模具結(jié)構(gòu)型式確定后應(yīng)檢查排樣是否適應(yīng)其要求。,多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì),3有無(wú)不必要的空位 在滿足凹模強(qiáng)度和裝配位置要求的條件下，應(yīng)盡量減少空工位。4工件尺寸精度能否保證。由于條料送料精度，定位精度和模具精度都會(huì)影響到制件關(guān)聯(lián)尺寸的偏差，對(duì)于工件精度高的關(guān)聯(lián)尺寸，應(yīng)在同一工位上成形，否則應(yīng)考慮保證工件精度的其它措施。如對(duì)工件平整度和垂直度有要求時(shí)，除在模具結(jié)構(gòu)上要注意外，還應(yīng)增加必要的工序（如整形，校平等）來(lái)保證。此主題相關(guān)圖片如下：,多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì),多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì),多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì),沖導(dǎo)正銷孔 沖2個(gè)1.8mm圓孔 空工位 沖切兩端局部余料 沖兩工件之間的分?jǐn)嗖塾嗔?彎曲 沖中部長(zhǎng)方孔 載體切斷，零件與條料分離5彎曲、拉深等成形工序成形時(shí)，由于材料的流動(dòng)，會(huì)引起材料流動(dòng)區(qū)的孔和外形產(chǎn)生變形，因此材料流動(dòng)區(qū)的孔和外形的加工應(yīng)安排在成形工序之后。,多工位級(jí)進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì),6此外，還應(yīng)從載體強(qiáng)度是否可靠，工件已成形部位對(duì)送料有無(wú)影響，毛刺方向是否有利于彎曲變形，彎曲件的彎曲線與材料纖維方向是否合理等方面進(jìn)行分析檢查。排樣設(shè)計(jì)經(jīng)檢查無(wú)誤后，應(yīng)正式繪制排樣圖，并標(biāo)注必要的尺寸和工位序號(hào)，進(jìn)行必要的說(shuō)明。,3 多工位級(jí)進(jìn)模典型結(jié)構(gòu),多工位級(jí)進(jìn)模一般是按其主要沖壓加工工序進(jìn)行分類，有沖孔落料多工位級(jí)進(jìn)模、沖裁彎曲多工位級(jí)進(jìn)模、沖裁拉深多工位級(jí)進(jìn)模三種基本類型。 沖孔落料多工位級(jí)進(jìn)模與第2章介紹的普通級(jí)進(jìn)模類似，相對(duì)較簡(jiǎn)單。下面主要介紹沖裁彎曲多工位級(jí)進(jìn)模和沖裁拉深多工位級(jí)進(jìn)模。,多工位級(jí)進(jìn)模典型結(jié)構(gòu),3.1 絲架級(jí)進(jìn)彎曲模絲架制件如圖6.3.1所示，材料為不銹鋼。其工序排樣如圖6.3.2所示。此主題相關(guān)圖片如下：,多工位級(jí)進(jìn)模典型結(jié)構(gòu),多工位級(jí)進(jìn)模典型結(jié)構(gòu),多工位級(jí)進(jìn)模典型結(jié)構(gòu), 沖導(dǎo)正孔；壓筋；沖外形；L形彎曲；切外形；U形彎曲；彎曲整形；切斷分離 絲架制件模具結(jié)構(gòu)如圖6.3.3和圖6.3.4所示。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下：（1） 各工序凹模做成整體或拼塊式，嵌入凹模固定板內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)型式適用于較大的嵌塊凹模。凹模固定板嵌塊的固定孔可用座標(biāo)磨床磨削加工，保證嵌塊裝配后的位置精度。,多工位級(jí)進(jìn)模典型結(jié)構(gòu),（2） 工序?yàn)長(zhǎng)形彎曲加工，其彎曲高度尺寸如圖6.3.2工序所示，直邊高度僅有0.2mm，還不到料厚的一倍，為保證彎曲精度，凸模和凹模間隙小于料厚，采用負(fù)間隙彎曲成形。（3） 工序?yàn)閁形彎曲，下模如圖6.3.5 所示。它的特點(diǎn)是U形彎曲時(shí)，通過件2將件1向下的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成件4向上的加工運(yùn)動(dòng)，以保證制件的的形狀要求。工序的上模如圖6.3.6所示。在U形彎曲的加工中，凹模向上運(yùn)動(dòng)的高度不能接觸到制件的凸筋。,多工位級(jí)進(jìn)模典型結(jié)構(gòu),（4）工序?yàn)閺澢?，下模如圖6.3.7 所示，上模如圖6.3.8 所示。上模的件3由上模座的螺釘孔臺(tái)肩支承，螺釘頭上面裝有彈簧，當(dāng)件2接觸到下模的件4后，隨著壓力機(jī)滑塊的下降，件3不再向下運(yùn)動(dòng)，而件1繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，并由斜面推動(dòng)件2和下模的件5對(duì)制件進(jìn)行彎曲整形。（5）模具各工序的上模與主模架均獨(dú)立固定，并且凸模固定板多采用組合式，如圖6.3.5和圖6.3.6所示。這種結(jié)構(gòu)有利于加工凸模固定孔，試模調(diào)整和零件互換方便。,多工位級(jí)進(jìn)模典型結(jié)構(gòu),此主題相關(guān)圖片如下：,多工位級(jí)進(jìn)模典型結(jié)構(gòu),多工位級(jí)進(jìn)模典型結(jié)構(gòu),多工位級(jí)進(jìn)模典型結(jié)構(gòu),多工位級(jí)進(jìn)模典型結(jié)構(gòu),多工位級(jí)進(jìn)模典型結(jié)構(gòu),多工位級(jí)進(jìn)模典型結(jié)構(gòu),3.2 雙筒制件級(jí)進(jìn)拉伸模 1雙筒制件拉深時(shí)的金屬流動(dòng)規(guī)律 （1） 用平板毛壞拉深在拉深普通的單圓筒制件時(shí)，圓筒側(cè)壁是依靠周圍相應(yīng)凸緣的金屬不斷流入側(cè)壁而成形的，側(cè)壁的變形條件在圓周上各處都一樣，所以變形比較均勻。但是，對(duì)于如圖6.3.9（a）所示的雙筒拉深件，情況就不同了，中間相鄰的兩個(gè)側(cè)壁成形時(shí)都從兩個(gè)圓筒之間相毗連的凸緣得到材料，這就導(dǎo)致了變形的復(fù)雜性。當(dāng)圓筒的高度h與直徑d的比值稍大時(shí)，兩個(gè)相鄰側(cè)壁就被拉破。,多工位級(jí)進(jìn)模典型結(jié)構(gòu),為了掌握雙筒拉深件金屬流動(dòng)規(guī)律，對(duì)此做了拉深網(wǎng)格試驗(yàn)研究。圖6.3.9（b）所示是通過毛坯尺寸計(jì)算并修正后得到的雙筒拉深件平板毛坯，圖6.3.9（c）所示是刻有網(wǎng)格的毛坯在拉深后的變形情況。將圖6.3.9（b）和6.3.9（c）加以比較可以看出，雙筒拉深件的外形尺寸各處均小于毛坯。由圖（c）可明顯看到，毗連凸緣處的材料在拉深過程中向相鄰側(cè)壁流動(dòng)。此外，兩個(gè)圓筒底部的材料也向相鄰側(cè)壁流動(dòng)。毛壞上相距15mm的圓筒中心點(diǎn)，在拉深后有了位移，這兩點(diǎn)之間的距離縮短為13.8mm，即各自向內(nèi)側(cè)移動(dòng)了0.6mm，這表明圓筒底部的材料可以沿著凸模端面流動(dòng)而進(jìn)入相鄰側(cè)壁。在X軸線上，毛坯尺寸原為,多工位級(jí)進(jìn)模典型結(jié)構(gòu),33.6mm，拉深后變?yōu)?8.8mm，收縮了4.8mm。在X軸線附近范圍內(nèi)尺寸的縮小，主要是因?yàn)椴牧狭魅肓藘蓚€(gè)圓筒在X軸線附近的外側(cè)壁，其次是補(bǔ)充流入了相鄰內(nèi)側(cè)壁。在Y軸線上，毛坯尺寸原為32.5mm，拉深后縮短成28.3mm，收縮了4.2mm。在Y軸線附近范圍內(nèi)尺寸的縮小，是補(bǔ)充毗連凸緣被拉入相鄰側(cè)壁的結(jié)果。,多工位級(jí)進(jìn)模典型結(jié)構(gòu),由圖6.3.9（c）還可以看出，中間毗連凸緣處的網(wǎng)格，由原來(lái)的正方形變?yōu)殚L(zhǎng)方形，X軸方向比原來(lái)變大，而Y軸方向變小。這是因?yàn)樵撎幉牧媳焕雰蛇呄噜弬?cè)壁，在X軸方向受到很大拉應(yīng)力，而在Y軸方向，因其它部位凸緣材料被拉入Y軸方向圓筒的側(cè)壁，致使Y方向各處尺寸都要縮小，Y軸線附近的材料沿Y軸方向受到擠壓應(yīng)力，也促使了X軸方向的伸長(zhǎng)。,多工位級(jí)進(jìn)模典型結(jié)構(gòu),圖6.3.9（d）所示是雙筒制件在拉深時(shí)的金屬流動(dòng)規(guī)律。圖中箭頭表示材料流動(dòng)方向，相鄰側(cè)壁是由毗連凸緣和圓筒底部的材料流入而成形的，同時(shí)毗連凸緣Y軸方向的材料也向毗連凸緣流動(dòng)，補(bǔ)充該處流入相鄰側(cè)壁的材料。,多工位級(jí)進(jìn)模典型結(jié)構(gòu),（2）用儲(chǔ)料毛坯拉深為了改變雙筒拉深件的金屬流動(dòng)困難，可先將材料預(yù)儲(chǔ)在毗鄰側(cè)壁凸緣內(nèi)，拉深時(shí)由這部分材料流入相鄰側(cè)壁，可以獲得滿意的結(jié)果。方法是在毗鄰側(cè)壁的凸緣中間壓一個(gè)筋，其毛坯形狀如圖6.3.9（e）所示。拉深時(shí)金屬流動(dòng)情況如圖6.3.9(f)所示，X軸線附近的筋被拉平，而遠(yuǎn)離X軸線部分的筋逐漸被拉少。 此主題相關(guān)圖片如下：,多工位級(jí)進(jìn)模典型結(jié)構(gòu),多工位級(jí)進(jìn)模典型結(jié)構(gòu),2雙筒焊片級(jí)進(jìn)拉深模 雙筒焊片的制件簡(jiǎn)圖和工序排樣如圖6.3.10所示。制件材料為 H62黃銅，該制件級(jí)進(jìn)拉深的實(shí)現(xiàn)，主要是采用了儲(chǔ)料毛坯的雙筒制件拉深方法。首次拉深時(shí)將條料的儲(chǔ)料筋拉平，以后各工序均與單個(gè)圓制件拉深工序相同。儲(chǔ)料筋的尺寸，先按制作側(cè)壁與儲(chǔ)料筋儲(chǔ)料面積相等計(jì)算，試模后確定。雙筒焊片模具結(jié)構(gòu)如圖6.3.11所示。模具特點(diǎn)是凹模做成嵌塊式，各拉深工序凹模嵌塊的肩角R均不相同，但在拉深過程中又很重要，為了保證加工精度和試模過程中便于修正，以及互換要求，采用嵌塊凹模結(jié)構(gòu)是合理的。,多工位級(jí)進(jìn)模典型結(jié)構(gòu),此主題相關(guān)圖片如下,多工位級(jí)進(jìn)模典型結(jié)構(gòu),1壓筋；2沖槽孔；3切邊；4首次拉深；510第n次拉深；11整形；12沖底孔;13落料; 此主題相關(guān)圖片如下：,多工位級(jí)進(jìn)模典型結(jié)構(gòu),4 多工位級(jí)進(jìn)模主要零部件的設(shè)計(jì),由6.3可見，多工位級(jí)進(jìn)模工位多、細(xì)小零件和鑲塊多、機(jī)構(gòu)多，動(dòng)作復(fù)雜，精度高，其零部件的設(shè)計(jì)，除應(yīng)滿足一般沖壓模具零部件的設(shè)計(jì)要求外，還應(yīng)根據(jù)多工位級(jí)進(jìn)模的沖壓成形特點(diǎn)和成形要求、分離工序和成形工序差別、模具主要零部件制造和裝配要求來(lái)考慮其結(jié)構(gòu)形狀和尺寸，認(rèn)真進(jìn)行系統(tǒng)協(xié)調(diào)和設(shè)計(jì)。,多工位級(jí)進(jìn)模主要零部件的設(shè)計(jì),4.1 凸模一般的粗短凸模可以按標(biāo)準(zhǔn)選用或按常規(guī)設(shè)計(jì)。而在多工位級(jí)進(jìn)模中有許多沖小孔凸模，沖窄長(zhǎng)槽凸模，分解沖裁凸模等。這些凸模應(yīng)根據(jù)具體的沖裁要求，被沖裁材料的厚度，沖壓的速度，沖裁間隙和凸模的加工方法等因素來(lái)考慮凸模的結(jié)構(gòu)及其凸模的固定方法。,多工位級(jí)進(jìn)模主要零部件的設(shè)計(jì),對(duì)于沖小孔凸模，通常采用加大固定部分直徑，縮小刃口部分長(zhǎng)度的措施來(lái)保證小凸模的強(qiáng)度和剛度。當(dāng)工作部分和固定部分的直徑差太大時(shí)，可設(shè)計(jì)多臺(tái)階結(jié)構(gòu)。各臺(tái)階過渡部分必須用圓弧光滑連接，不允許有刀痕。特別小的凸?？梢圆捎帽Ｗo(hù)套結(jié)構(gòu)(圖2.9.4)。0.2左右的小凸模，其頂端露出保護(hù)套約3.04.0mm。卸料板還應(yīng)考慮能起到對(duì)凸模的導(dǎo)向保護(hù)作用，以消除側(cè)壓力對(duì)凸模的作用而影響其強(qiáng)度。圖6.4.1為常見的小凸模及其裝配形式。,多工位級(jí)進(jìn)模主要零部件的設(shè)計(jì),此主題相關(guān)圖片如下：,多工位級(jí)進(jìn)模主要零部件的設(shè)計(jì),沖孔后的廢料若隨著凸模回程貼在凸模端面上帶出模具，并掉在凹模表面，若不及時(shí)清除將會(huì)使模具損壞。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮采取一些措施，防止廢料隨凸模上竄。故對(duì)2.0以上的凸模應(yīng)采用能排除廢料的凸模。圖6.4.2所示為帶頂出銷的凸模結(jié)構(gòu)，利用彈性頂銷使廢料脫離凸模端面。也可在凸模中心加通氣孔，減小沖孔廢料與沖孔凸模端面上的“真空區(qū)壓力”，使廢料易于脫落。,多工位級(jí)進(jìn)模主要零部件的設(shè)計(jì),除了沖孔凸模外，級(jí)進(jìn)模中有許多分解沖裁的制件輪廓沖裁凸模。這些凸模的加工大都采用線切割結(jié)合成型磨削的加工方法。 圖6.4.3為成型磨削凸模的6種形式，圖a為直通式凸模，常采用固定方法是鉚接和吊裝在固定板上，但鉚接后難以保證凸模與固定板的較高垂直度，且修正凸模時(shí)鉚合固定將會(huì)失去作用。此種結(jié)構(gòu)在多工位精密模具中常采用吊裝。圖b，c是同樣斷面的沖裁凸模，其考慮因素是固定部分臺(tái)階定在單面還是雙面，及凸模受力后的穩(wěn)定性。圖d兩側(cè)有異形突出部分，突出部分窄小易產(chǎn)生磨損和損壞，因此結(jié)構(gòu)上宜采用鑲拼結(jié)構(gòu)。圖e為一般使用的整體成形磨削帶突起的凸模。圖f用于快換的凸模結(jié)構(gòu)。,多工位級(jí)進(jìn)模主要零部件的設(shè)計(jì),此主題相關(guān)圖片如下：,多工位級(jí)進(jìn)模主要零部件的設(shè)計(jì),此主題相關(guān)圖片如下：,多工位級(jí)進(jìn)模主要零部件的設(shè)計(jì),圖6.4.3 成型磨削凸模 圖6.4.4為上述凸模常用的螺釘固定和錐面壓裝的固定方法。對(duì)于較薄的凸模，可以采用圖6.4.5 a）所示銷釘?shù)跹b的固定方法或圖6.4.5 b）所示的側(cè)面開槽用壓板固定凸模的方法。 此主題相關(guān)圖片如下：,多工位級(jí)進(jìn)模主要零部件的設(shè)計(jì),多工位級(jí)進(jìn)模主要零部件的設(shè)計(jì),此主題相關(guān)圖片如下：,多工位級(jí)進(jìn)模主要零部件的設(shè)計(jì),a)銷釘?shù)跹b b)帶壓板槽的小凸模1凸模；2銷釘；3凸模固定板 圖6.4.5 凸模常用的固定方法（2）,多工位級(jí)進(jìn)模主要零部件的設(shè)計(jì),需要指出的是，沖裁彎曲多工位級(jí)進(jìn)?；驔_裁拉深多工位級(jí)進(jìn)模的工作順序一般是先由導(dǎo)正銷導(dǎo)正條料，待彈性卸料板壓緊條料后，開始進(jìn)行彎曲或拉深，然后進(jìn)行沖裁，最后是彎曲或拉深工作結(jié)束。沖裁是在成形工作開始后進(jìn)行，并在成形工作結(jié)束前完成。所以沖裁凸模和成形凸模高度是不一樣的，要正確設(shè)計(jì)沖裁凸模和成形凸模高度尺寸。,