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編號： 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文翻譯 （原文） 題 目： 多工位級進(jìn)模設(shè)計(jì)與制造 學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師單位： 桂林航天工業(yè)學(xué)院 姓 名: 黎傳 職 稱： 副教授 2012 年 5 月 15 日 摘 要 多工位級進(jìn)模是在普通級進(jìn)模的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種高精度、高效率、長壽命的模具，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、安全檢測等裝置。它的設(shè)計(jì)與制造與普通沖壓模大致相同，一般包括沖壓工藝性分析、確定沖壓工藝方案、選擇模具結(jié)構(gòu)形式、沖裁工藝計(jì)算、主要零部件的結(jié)構(gòu)與尺寸確定、各零部件的加工制造與裝配等。 關(guān)鍵詞：多工位；級進(jìn)模；設(shè)計(jì)；制造 目 錄 1 多工位級進(jìn)模的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 1 1.1 多工位級進(jìn)模的研究現(xiàn)狀 1 1.2 多工位級進(jìn)模的發(fā)展趨勢 2 2 多工位級進(jìn)模設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 3 2.1 多工位級進(jìn)模的特殊含義 3 2.2 多工位級進(jìn)模沖壓特點(diǎn)與功能 4 2.3 多工位級進(jìn)模的使用條件與合理應(yīng)用 5 2.3.1 多工位級進(jìn)模使用的基本條件 5 2.3.2 多工位級進(jìn)模的合理應(yīng)用 6 2.4 多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)步驟和注意事項(xiàng) 7 2.5 多工位級進(jìn)模的基本結(jié)構(gòu) 7 3 級進(jìn)模設(shè)計(jì)與沖壓工藝分析 8 3.1 級進(jìn)沖裁與工藝性 8 3.2 工位確定的原則 8 4 多工位級進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì) 9 4.1 排樣設(shè)計(jì)的原則 9 4.2 載體和搭口的設(shè)計(jì) 10 5 多工位級進(jìn)模的主要零部件設(shè)計(jì) 11 5.1 凸模設(shè)計(jì) 11 5.2 凹模設(shè)計(jì) 11 5.3 模板設(shè)計(jì) 11 5.4 其它零件設(shè)計(jì) 12 6 多工位級進(jìn)模制造與裝配 12 6.1 多工位級進(jìn)模裝配特點(diǎn) 12 6.2 級進(jìn)?？焖僦圃旒夹g(shù) 12 7 級進(jìn)模的維護(hù)要領(lǐng)與故障的排除 15 7.1 級進(jìn)模的維護(hù)要領(lǐng) 15 7.2 模具常見故障的排除 16 參考文獻(xiàn) 19 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文翻譯（原文） 第 19 頁 共 19 頁 1 多工位級進(jìn)模的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 1.1 多工位級進(jìn)模的研究現(xiàn)狀 多工位級進(jìn)模是在普通級進(jìn)模的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種高精度、高效率、長壽命的模具，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、安全檢測等裝置。所以多工位級進(jìn)模與普通沖模相比要復(fù)雜，具有如下特點(diǎn)： 　?。?） 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。 　?。?） 由于在級進(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。 　?。?） 多工位級進(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。 　?。?） 多工位級進(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。 　　（5） 多工位級進(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。 　　由上可知，多工位級進(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)介紹它們在沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)上的不同之處。 1.2 多工位級進(jìn)模的發(fā)展趨勢 隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經(jīng)越來越認(rèn)識到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。近年來許多模具企業(yè)因此加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，一些國內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Eng- ineer、I-DEAS等國際通用軟件，個(gè)別廠家還引進(jìn)了Moldf隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經(jīng)越來越認(rèn)識到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性[7]。近年來許多模具企業(yè)因此加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，一些國內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS等國際通用軟件，個(gè)別廠家還引進(jìn)了Moldflow等CAE軟件，并成功應(yīng)用于多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)中。 目前，以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已取得很大進(jìn)步，東風(fēng)汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機(jī)構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)方面取得了顯著進(jìn)步。例如，吉林大學(xué)汽車覆蓋件成型技術(shù)所獨(dú)立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析KMAS軟件，華中理工大學(xué)模具技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具和級進(jìn)模CAD/CAE/CAM軟件，上海交通大學(xué)模具CAD國家工程研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖模CAD軟件等。 而多工位級進(jìn)模技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價(jià)格低”的要求服務(wù)。專家認(rèn)為，未來多工位級進(jìn)模具制造技術(shù)有以下幾大發(fā)展趨勢： （1）全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù) 模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向。隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步，普及CAD/CAM/CAE技術(shù)的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大CAD/CAM技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度；進(jìn)一步擴(kuò)大CAE技術(shù)的應(yīng)用范圍[10]。計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個(gè)行業(yè)中推廣成為可能，實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。 （2）高速銑削加工 國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲得極高的表面光潔度。另外，還可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點(diǎn)[11]。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，對汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。 （3）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng) 高速掃描機(jī)和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的CAD數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用，相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用。 （4）電火花銑削加工 電火花銑削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù)，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù)，它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣)，因此不再需要制造復(fù)雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展[12]。國外已有使用這種技術(shù)的機(jī)床在模具加工中應(yīng)用。預(yù)計(jì)這一技術(shù)將得到發(fā)展。 （5）提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度 我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高，估計(jì)目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達(dá)到30%左右。國外發(fā)達(dá)國家一般為80%左右。 （6）優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù) 選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應(yīng)發(fā)展工藝先進(jìn)的氣相沉積(TiN、TiC等)、等離子噴涂等技術(shù)。 （7）模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化 模具表面的質(zhì)量對模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，研究自動(dòng)化、智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作，以提高模具表面質(zhì)量是重要的發(fā)展趨勢。 （8）模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的發(fā)展 這是我國長遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)。模具自動(dòng)加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺機(jī)床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機(jī)具、刀具數(shù)控庫；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)。 2 多工位級進(jìn)模設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 2.1 多工位級進(jìn)模的特殊含義 沖模按其功能和模具結(jié)構(gòu)，有單工序模，復(fù)合模和級進(jìn)模之別。它們都是借助壓力機(jī)，將被沖的材料放入凸凹模間，在壓力機(jī)的作用下。是材料產(chǎn)生分離或變形，完成沖壓工作。 單工序模：只在壓力機(jī)的一次行程中，完成一道沖壓工序的沖模。 復(fù)合模：指模具只有一個(gè)工位，并在壓力機(jī)的一次行程中，完成兩個(gè)或兩個(gè)以上沖壓工序的沖模。 級進(jìn)模：又稱跳步模，連續(xù)模和多工位級進(jìn)模。指模具上沿被沖原材料的直接送進(jìn)方向，具有兩個(gè)或兩個(gè)以上的工位，并在壓力的一次行程中，完成兩個(gè)或兩個(gè)以上沖壓工序的沖模。常見的沖孔工序有沖孔（圓孔或異形孔、窄縫、窄槽等）、壓彎、拉深、再拉深、整形、成形、落料等。由于沖件各不相同，所完成的沖壓工序性質(zhì)和工位數(shù)也各不相同，內(nèi)容也非常豐富。其所用的模具在統(tǒng)稱級進(jìn)模的前提下，一般用制件名稱或多少工位加制件名稱冠在級進(jìn)模的前面，以此稱呼不同的級進(jìn)模。如簧片級進(jìn)模，12工位級進(jìn)模等。 級進(jìn)模在過去，因技術(shù)水平的限制（主要是制件高精度困難），工位數(shù)相對較少，3-5個(gè)常見，10個(gè)工位就算多的了。近年來，由于模具設(shè)計(jì)與制造高新技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，工位數(shù)已不再是限制模具設(shè)計(jì)與制造的關(guān)鍵。從目前了解的情況，工位間的步距精度可控制在3之內(nèi)，工位數(shù)已達(dá)幾十個(gè)；沖壓次數(shù)也大大提高；而且新材料的應(yīng)用和精度的提高，使得模具的壽命大大提高。 多工位級進(jìn)模是當(dāng)代沖壓模具中生產(chǎn)率最高，最適合大量生產(chǎn)應(yīng)用，之后越來越多地被大多數(shù)用戶認(rèn)識并使用的一種高效高速高質(zhì)長壽的實(shí)用模具。因此多工位級進(jìn)模的廣泛應(yīng)用，是展示現(xiàn)代沖壓模具水平的一個(gè)重要標(biāo)志。 2.2 多工位級進(jìn)模沖壓特點(diǎn)與功能 就其沖壓而言，多工位級進(jìn)模和其他沖模相比，其主要特點(diǎn)如下： （1）所使用的材料主要是有色和黑色金屬，材料的形狀多為具有一定寬度的長條料，帶料或卷料。因?yàn)樗窃谶B續(xù)的幾乎不間斷的情況下進(jìn)行沖壓工作，所以要求使用的條料越長越好。多數(shù)使用材料的厚度都在0.15-1.5mm之間，而且有色金屬居多，料寬的尺寸要求必須一致，應(yīng)在規(guī)定的公差（通常小于0.2mm）范圍內(nèi)，而且不能有明顯的毛刺，不允許有扭曲，波浪和銹斑等缺陷存在。為了保證制件尺寸和形位公差方面有較好的一致性，要求材料有較高的厚度精度和較為均勻的力學(xué)性能。 （2）所用的壓力機(jī)剛性要足夠，精度高而且滑塊能長期承受較大的側(cè)向力， 一旦發(fā)生故障，壓力機(jī)要有急停的功能。壓力機(jī)的行程相對較小，最適宜使用可調(diào)行程壓力機(jī)，在模具工位數(shù)較少，沖壓力較小和沖壓次數(shù)降低的情況下，開式壓力機(jī)用得多。而在模具工位數(shù)較多，沖壓力較大和沖壓次數(shù)較高的情況下，使用閉式壓力機(jī)比較適合。 （3）送料方式案“步距”間歇或直線連續(xù)送給。送料過程中“步距”精度必須嚴(yán)格控制，才能保證沖件的質(zhì)量和精度。多工位級進(jìn)模“步距”精度是壓力機(jī)上的送料裝置和模具上用于定位的導(dǎo)正裝置等共同精確定位得到保證的。模具的步距精度可控制在小于。 （4）沖壓的全過程在完成成品件前的毛坯件始終不離開（區(qū)別于多工位傳遞模）條料和載體。在級進(jìn)模中，所有工位上的沖裁，那些被沖掉的部分都是無用的工藝或設(shè)計(jì)廢料，而留下的部分送到模具的下一工位上繼續(xù)被沖壓，完成后面工序。各工位的沖壓工序雖然獨(dú)立進(jìn)行，但制件與條料始終連接在一起，直到最后那個(gè)工位需要落料時(shí)，合格制件才被分離條料沖落下來。 （5）適用于大批量中小型產(chǎn)品零件的生產(chǎn)。沖壓精度高，相當(dāng)于IT10-IT13， 尺寸一致性好，沖件有很好的互換性。 （6）生產(chǎn)率高。由于排樣采用多排，一次沖壓出多件。采用高速?zèng)_壓，每分鐘比普通沖裁高出十多倍，生產(chǎn)效率高。 （7）在一副模具的不同工位上，可以完成多種性質(zhì)的沖壓工序。例如沖壓、落料、壓彎、壓包、壓筋、翻邊、翻孔、鐓壓、拉深、切邊、壓鉚、攻螺紋、鎖緊等。經(jīng)沖壓生產(chǎn)出來的不再是大批量的單個(gè)零件，也可以是成批的組件。 （8）模具綜合技術(shù)含量高。模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，加工精度和模具制造技術(shù)要求高，沒有較先進(jìn)的精加工設(shè)備和和熟練而有經(jīng)驗(yàn)的模具鉗工、加工、裝配、調(diào)試和維修均難得獲得完滿的效果。 （9）可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，當(dāng)模具調(diào)整好后，帶料或卷料經(jīng)開卷機(jī)、矮平機(jī)、 控制器、送料器、壓力機(jī)和模具，制件板收集器將廢料切斷或收卷等。 （10）模具制造周期較長，成本高。多工位級進(jìn)模隨著工位數(shù)的增加，相應(yīng)的要加工的模具零件數(shù)也多了，其中工作零件除采用常規(guī)的方法加工外，精加工都要采用高精度的精加工設(shè)備，不僅加工周期長，而且工時(shí)費(fèi)用比普通加工高許多，所以成本比普通沖模高。 （11）工作零件采用超硬材料制造。模具壽命長，由于多工位級進(jìn)?？梢詫?fù)雜的內(nèi)外形分解成由若干個(gè)工位沖成，每個(gè)工位的沖壓復(fù)雜性相對比較簡單。工作零件采用硬質(zhì)合金或銅銹硬質(zhì)合金，使模具的使用壽命大大延長，壽命最長的達(dá)億次以上。 2.3 多工位級進(jìn)模的使用條件與合理應(yīng)用 如前所述，級進(jìn)模有許多特點(diǎn)與功能，但它的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，加工制造比一般模具要求高，而且使用條件也并非太簡單。因此，對它的應(yīng)用要從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面考慮。 2.3.1 多工位級進(jìn)模使用的基本條件 （1）必須有一副合格的多工位級進(jìn)模 所謂合格，應(yīng)該是具有一定精度，一定功能并能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定，連續(xù)正常的生產(chǎn)?，F(xiàn)有許多模具都是委托專業(yè)模具廠制造的。用戶在接受該模具時(shí)，必須嚴(yán)格檢查該模具是否達(dá)到正常使用要求，模具結(jié)構(gòu)，沖壓工藝方案設(shè)計(jì)，試沖樣件方面等有無缺陷和不足，在履行合同和有關(guān)技術(shù)條款中，有無未盡事宜，模具交付使用時(shí)，必須經(jīng)過試沖合格驗(yàn)收通過。 （2）必須有調(diào)整維修、保養(yǎng)、刃磨修理的技術(shù)能力 多工位級進(jìn)模的刃磨與一般模具不同，他不是簡單地將某一個(gè)凸模或凹模磨去多少就完事。對于那些有彎曲，拉深成形的多工位級進(jìn)模，在刃磨凸凹模刃口時(shí)，還要相應(yīng)的修正其他部分的相對高度，使刃磨或修理后的各凸凹模之間仍保持原設(shè)計(jì)應(yīng)有的原始差量。對于這種刃磨和修理，必須要求修理人員具有較高的專業(yè)理論和實(shí)踐技能。用戶也應(yīng)為之配置供刃磨和修理使用的精密磨削加工和檢測用的檢測設(shè)備。 （3）必須擁有能滿足級進(jìn)模連續(xù)沖壓生產(chǎn)要求的沖壓設(shè)備。 這種沖壓設(shè)備與普通壓力機(jī)相比，要求精度，剛度更好一些，功率，沖次，臺面尺寸更大一些，制動(dòng)系統(tǒng)更穩(wěn)定，同時(shí)還應(yīng)具備行程可調(diào)（一般使用行程可調(diào)的偏心壓力機(jī)）等功能，便于級進(jìn)模調(diào)試。而且壓力機(jī)的行程選用較小，這樣可以保持模架的導(dǎo)柱導(dǎo)套工作過程始終不脫開，這樣有利于保證沖壓精度。沖壓設(shè)備還應(yīng)附有高精度的自動(dòng)送料裝置和安全保護(hù)裝置，這在自動(dòng)沖壓無人看管的情況下，保持連續(xù)安全工作十分重要。 （4）必須有穩(wěn)定的高質(zhì)量的適合多工位級進(jìn)模生產(chǎn)的沖壓用料。 用多工位級進(jìn)模沖壓生產(chǎn)，屬于高效率大生產(chǎn)，所以對沖壓用料是比較嚴(yán)的。沖壓過程中，不會因?yàn)榱嫌袉栴}而影響生產(chǎn)。 所謂提供的材料要穩(wěn)定高質(zhì)量，主要是指材料的牌號，力學(xué)性能，每批材料都要一致，符合該材料所規(guī)定的技術(shù)要求，軟硬符合使用要求。料的薄厚和寬度尺寸應(yīng)在規(guī)定的公差范圍內(nèi)，表面狀態(tài)良好。即使在試模時(shí)，也要嚴(yán)格地按正常生產(chǎn)用料用于試模。總之，使用多工位級進(jìn)模沖壓用料必須達(dá)到使用要求，千萬不能用不合格的料。 （5）制件應(yīng)具備適合多工位級進(jìn)模沖制的條件。 1）制件產(chǎn)量比較大，一般不少于5萬件。 2）制件的精度適中，一般為大于IT10級，近幾年隨著模具加工技術(shù)的進(jìn)步，多工位級進(jìn)模的制造精度明顯提高有的達(dá)IT8級以內(nèi)。 3）用單工序模不經(jīng)濟(jì)，用復(fù)合模有難沖壓加工的情況下，只能用多工位級進(jìn)模。 4）用單工序模不便定位和沖壓加工，只能用多工位級進(jìn)模生產(chǎn)的某些小而復(fù)雜的微型或超小型件。 2.3.2 多工位級進(jìn)模的合理應(yīng)用 盡管多工位級進(jìn)模有許多特點(diǎn)，但由于制造周期相對長些，成本相對高些的原因，應(yīng)用時(shí)必須慎重考慮。合理選用多工位級進(jìn)模，應(yīng)符合如下情況： （1）制件應(yīng)該是重要產(chǎn)品，而且需要量確實(shí)比較大。不適合采用單工序模沖制。某些形狀異常復(fù)雜的制件，需要多次沖壓才能完成制件的形狀和尺寸要求，還有若采用單工序沖壓無法定位和沖壓的，而只能采用多工位級進(jìn)模在一副模具內(nèi)完成連續(xù)沖壓才能獲得所需制件。不適合采用復(fù)合模沖制。如某些形狀特殊的制件，如集成電路引線框，電表鐵心，轉(zhuǎn)子片等。使用復(fù)合模是無法設(shè)計(jì)與制造模具的，而應(yīng)用多工位級進(jìn)模能圓滿解決問題。 （2）沖壓用的材料長短，厚薄比較適宜。多工位級進(jìn)模用的沖件材料一般都是條料，料不能太短，以致沖壓過程中換料次數(shù)太多，生產(chǎn)效率上不去；料太薄，送料導(dǎo)向定位困難，料太厚，無法矯直，自動(dòng)送料困難。 （3）制件的形狀尺寸大小要適當(dāng)。當(dāng)制件的料厚大于5mm，外形尺寸大于250mm時(shí)，不僅沖壓力大而且模具結(jié)構(gòu)尺寸大，故不適宜采用級進(jìn)模。 （4）模具的總尺寸和沖壓用力適用于生產(chǎn)車間現(xiàn)有的壓力機(jī)大小，同時(shí)必須和壓力機(jī)的相關(guān)參數(shù)匹配。 2.4 多工位級進(jìn)模的設(shè)計(jì)步驟和注意事項(xiàng) 簡單地說，級進(jìn)模設(shè)計(jì)步驟就是設(shè)計(jì)者從接到設(shè)計(jì)任務(wù)后到完成設(shè)計(jì)圖樣，這中間所進(jìn)行的工作先后順序。由于設(shè)計(jì)所采用的具體方法不同，有的用先進(jìn)的CAD進(jìn)行設(shè)計(jì)的，有的用人工智能通過繪圖板設(shè)計(jì)的，但不管采用什么方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，其想要達(dá)到的目的和結(jié)果是一致的，即用較少的時(shí)間要設(shè)計(jì)出質(zhì)量最好的經(jīng)濟(jì)而實(shí)用的多工位級進(jìn)模具。 有關(guān)多工位級進(jìn)模設(shè)計(jì)的步驟，沒有固定的模式，但基本順序差異不大（見圖1-1），而且設(shè)計(jì)級進(jìn)模的步驟和其他沖模的設(shè)計(jì)步驟沒有什么區(qū)別。主要的差別在于設(shè)計(jì)內(nèi)容不同，下面就一些具體問題做些說明。 （1）沖件的工藝分析。級進(jìn)模是集分離和成形工序的多工藝，多工序沖壓加工于一體的模具。所需沖制零件的工藝性分析較普通沖模要求高。必須全面了解掌握沖件的材料狀態(tài)，形狀結(jié)構(gòu)、公差等級、展開尺寸、尺寸基準(zhǔn)、沖裁面的毛刺方向，生產(chǎn)批量等信息。 關(guān)鍵的工藝數(shù)據(jù)或工序樣件應(yīng)預(yù)先驗(yàn)證，必要時(shí)可先用手工或用簡易模具驗(yàn)證，如彎曲件的展開尺寸，翻邊預(yù)孔的孔徑，鐓壓的材料塑性變量等，尤其是帶料連續(xù)拉深是不允許的，不可能進(jìn)行中間退火處理的，這就要求對工序過程與工序尺寸一定要認(rèn)真校驗(yàn)，仔細(xì)復(fù)核。 （2）排樣圖設(shè)計(jì)是在掌握全部正確的工藝數(shù)據(jù)后進(jìn)行的一次關(guān)鍵工作，排樣的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)必須遵循基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，工序的了解與排列順序，定距方式要合理，載體的選擇與沖壓的工序的連接形式要適當(dāng)，結(jié)合模具的強(qiáng)度與模具工作零件及輔助機(jī)構(gòu)的設(shè)置應(yīng)避免干擾有效空間，最大限度地位及沖件材料的利用率等。 （3）在排樣設(shè)計(jì)后，模具中工作零件，結(jié)構(gòu)零件，輔助零件與標(biāo)準(zhǔn)零件的選用要結(jié)合總體結(jié)構(gòu)要求進(jìn)行，先設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)總圖在繪制模具零件圖，并提出相應(yīng)的使用，保養(yǎng)與維護(hù)要求。 2.5 多工位級進(jìn)模的基本結(jié)構(gòu) 多工位級進(jìn)模的結(jié)構(gòu)隨著制件的形狀和要求不同而變化，但基本結(jié)構(gòu)所包含的內(nèi)容是相同的。多工位級進(jìn)模是冷沖中的一種，它也由上，下模兩部分組成。 上模部分為上模座到卸料板之間那部分常與壓力機(jī)滑塊相固定，隨壓力機(jī)滑塊上，下往復(fù)實(shí)現(xiàn)沖壓運(yùn)動(dòng)。 下模部分為下模座至凹模之間的那部分，也就是一般與壓力機(jī)工作臺相固定的那部分。 3 級進(jìn)模設(shè)計(jì)與沖壓工藝分析 3.1 級進(jìn)沖裁與工藝性 級進(jìn)模的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與沖壓工藝，主要依賴于單工序模。但有的地方，由于級進(jìn)針復(fù)雜的形孔分步?jīng)_壓成，不存在復(fù)合模的最小壁厚問題，所以在沖壓工藝的可行性要求方面，使用多工位級進(jìn)模比使用單工序模反而更寬松一些。往往采用單工序模沖壓有困難，采用多工位級進(jìn)模沖卻沒有問題。因此，級進(jìn)沖裁的工藝性，在參考普通沖裁的工藝性基礎(chǔ)上，可以放寬要求。 一般情況下，平板狀片形件，不論其內(nèi)形復(fù)雜到什么程度，原則上采用純級進(jìn)沖裁都無問題。只是內(nèi)形比較簡單，不用分段沖或分段沖少，工位數(shù)少些；內(nèi)形比較復(fù)雜，分段多，工位數(shù)多些。 3.2 工位確定的原則 在條料排樣圖設(shè)計(jì)中，首先是要考慮被加工的零件在全部沖壓過程中共分幾個(gè)加工工位，并在其中要設(shè)置幾個(gè)空位工位，以及各工位的加工內(nèi)容和各工位主要加工的尺寸與精度。工位的多少和各工位的加工內(nèi)容沒有硬性規(guī)定，但應(yīng)當(dāng)遵循以下的基本原則靈活地設(shè)定： （1）應(yīng)當(dāng)保證沖件的精度要求和零件幾何形狀的正確。 在劃分工位時(shí)，對零件要求精度比較高的部位，應(yīng)盡量集中在一個(gè)工位一次沖壓完成為好，以避免步距凝望影響精度要求。如果確實(shí)在—個(gè)工位完成這一部分沖制有困難，需要分解成兩個(gè)工位，最好放在兩個(gè)相鄰工位連續(xù)沖制為好。 （2）對于復(fù)雜的形孔與外形分?jǐn)嗲谐龝r(shí)， 只要不受精度要求和摸具周界尺寸的限制，應(yīng)力求做到各段形孔以簡單、規(guī)則、容易加工為其本原則。 對于多工位級進(jìn)模出于采用精確的導(dǎo)正釘做校正定距，為此適當(dāng)?shù)卦黾訋讉€(gè)工位，把要加工的模具形孔分解得最簡單和很規(guī)則，這不僅對模具制造創(chuàng)造了有利的條件，對模具壽命也有提高。 （3）對于一些在普通低速?zèng)_床上沖壓的多工位級進(jìn)模，為了使模具簡單、實(shí)用、縮小模具體積或由于條件所限，甚至只能采用側(cè)刃做定距，為了減少步距的累積誤差，凡是能合并的工位，只要模具能夠保證零件的精度，模具本身有足夠的強(qiáng)度，就不要輕易分解、增加工位。尤其對于那些形狀不易分解的零件，更不要輕率增加工位。 （4）凡屬于多次拉深的多工位級進(jìn)模，由于連續(xù)沖壓的原則，其拉深工序的安排，拉深系數(shù)的選取應(yīng)以安全穩(wěn)定為原則，具體地說，如果經(jīng)過計(jì)算在三次拉深與四次拉深之間，應(yīng)用四次拉深，以保證連續(xù)沖壓的合格率。必要時(shí)還應(yīng)當(dāng)有整形工序，以保證沖壓件的質(zhì)量。 （5）凡屬于復(fù)雜的彎曲零件，為了便于模具制造并保證彎曲角度合格，凡應(yīng)分幾次彎曲的零件，切不可強(qiáng)行一次彎曲成形，要力求用簡單的模具結(jié)構(gòu)來滿足彎曲件的形狀。必要時(shí)，以整形工序保證零件質(zhì)量。 （6）適當(dāng)增加空工位。在排樣圖中．增設(shè)空位工位的目的是為了保證模具有足夠的強(qiáng)度，同時(shí)確保模具的使用壽命，或是為了便于模具設(shè)置特殊結(jié)構(gòu)。 對沖壓生產(chǎn)而言，單工位模具結(jié)構(gòu)單一，生產(chǎn)效率低，而且鈑金零件不能過于復(fù)雜，否則就需要多副單工位模具才能實(shí)現(xiàn)。如果采用級進(jìn)模進(jìn)行沖壓生產(chǎn)，就司擬改變這些缺點(diǎn)。級進(jìn)模的特點(diǎn)是生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)周期短，占用的操作人員少，非常適合大批量生產(chǎn)。 4 多工位級進(jìn)模的排樣設(shè)計(jì) 排樣設(shè)計(jì)是多工位級進(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。 　　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)。 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。 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，是決定多工位級進(jìn)模設(shè)計(jì)優(yōu)劣的主要因素之一。 4.1 排樣設(shè)計(jì)的原則 多工位級進(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（3~5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。 （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2~3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。對有相對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位置精度。復(fù)雜的型孔可分解為若干簡單形孔分步?jīng)_出。 （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?！? （6）對彎曲和拉深成形件，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，再彎成90。 （7）在級進(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)。 （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。 4.2 載體和搭口的設(shè)計(jì) 搭邊在多工位級進(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。 4.3 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。 （3）有無不必要的空位 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影響到制件關(guān)聯(lián)尺寸的偏差，對于工件精度高的關(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）來保證。 （5）彎曲、拉深等成形工序成形時(shí)，由于材料的流動(dòng)，會引起材料流動(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。 （6）此外，還應(yīng)從載體強(qiáng)度是否可靠，工件已成形部位對送料有無影響，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?！　∨艠釉O(shè)計(jì)經(jīng)檢查無誤后，應(yīng)正式繪制排樣圖，并標(biāo)注必要的尺寸和工位序號，進(jìn)行必要的說明。 5 多工位級進(jìn)模的主要零部件設(shè)計(jì) 5.1 凸模設(shè)計(jì) 沖裁凸模的形狀是由產(chǎn)品的形狀決定的，它可以采用直身結(jié)構(gòu)也可采用加強(qiáng)型結(jié)構(gòu)。主要的固定方式有：掛臺固定、銷釘固定、螺絲固定。壓塊固定、頂絲固定。這其中掛臺固定最安全可靠，銷釘固定不常用，其它3種固定方式主要是便于維修時(shí)快速更換?？梢愿鶕?jù)需要自由選擇。 5.2 凹模設(shè)計(jì) 凹模刃口可以直接在凹模板上割出，但對于產(chǎn)量較大或硬度較高的產(chǎn)品，應(yīng)設(shè)計(jì)凹模鑲塊，以方便維修。凹模鑲塊的固定方式有：掛臺固定、螺絲固定、壓塊固定。 在設(shè)計(jì)單側(cè)沖截的凹模鑲塊時(shí)，為防止產(chǎn)生廢料上浮，應(yīng)在不沖裁的一側(cè)增加擠料尖角，擠住廢料，不讓其上浮。 5.3 模板設(shè)計(jì) 標(biāo)準(zhǔn)的級進(jìn)模模板包括：卸料板、固定板、凹模板、上模座，下模座。其中卸料扳、固定板、凹模板是關(guān)鍵的3塊模板，也是級進(jìn)模必不可少的。固定板起著固定凸模的作用；卸料板主要起卸料、導(dǎo)向、壓料3個(gè)作用；凹模板既可以充當(dāng)凹模刃口，也可以在其上鑲拼凹模鑲塊。3塊模板之間用4個(gè)小導(dǎo)柱來導(dǎo)向，把4個(gè)小導(dǎo)柱固定在凸模固定板上，在卸料板和凹模板上分別鑲4個(gè)小導(dǎo)套，精確控制小導(dǎo)柱和小導(dǎo)套間的配合精度，以保證凸模的運(yùn)動(dòng)精度。 　進(jìn)行級進(jìn)模的設(shè)計(jì)，有一項(xiàng)也很重要，就是設(shè)計(jì)讓位，一般彎曲或成形等工位的所有后續(xù) 工位都需要讓位，而且要充分讓位，不但要考慮靜態(tài)讓位，還要考慮動(dòng)態(tài)是否需要讓位。 5.4 其它零件設(shè)計(jì) 在級進(jìn)模中，一些輔助零件對模具的順利工作也起著重要的作用。 （1）導(dǎo)正釘。在級進(jìn)模中，導(dǎo)正釘對產(chǎn)品的精度有較大的影響，一般在第一工位沖了2個(gè)孔，后續(xù)工位用這2個(gè)孔進(jìn)行雙導(dǎo)向，這樣能夠較好的保證產(chǎn)品的精度。設(shè)計(jì)導(dǎo)正釘時(shí)要注意控制導(dǎo)正釘?shù)拈L度，當(dāng)模具在自由狀態(tài)時(shí)導(dǎo)正釘?shù)闹北鄄糠稚斐鲂读习宓拈L度要小于產(chǎn)品的—個(gè)料厚，這樣就可以有效地避免帶料現(xiàn)象。 （2）浮動(dòng)送料釘。在設(shè)計(jì)送進(jìn)高度時(shí)，應(yīng)保證條料在這一高度迭進(jìn)時(shí)，不會被任何鑲塊或頂桿阻礙。浮動(dòng)送料釘不僅能將條料抬起，還對條料起導(dǎo)向作用。它的數(shù)量和位置要根據(jù)條料的寬度和厚度來相應(yīng)地確定。 （3）抬料塊和頂桿。當(dāng)條料進(jìn)行折彎、切門，拉伸等成形工序時(shí)，會產(chǎn)生包緊力使條料成形部位包緊在鑲塊上，不易脫模。為保證條料順利彈起，應(yīng)在適當(dāng)位置設(shè)計(jì)抬料塊或頂桿，依靠彈簧力梅條料頂出。而在最后工位，切斷的產(chǎn)品有時(shí)會因?yàn)闆_壓油的作用粘附在模具上，所以最后工位上、下模均應(yīng)設(shè)計(jì)頂桿，以防出現(xiàn)疊件現(xiàn)象并損傷模具。 另外，為了防止誤送料和廢料上浮現(xiàn)象損傷模具，可以設(shè)計(jì)誤送料和廢料上浮感應(yīng)報(bào)警裝置。 6 多工位級進(jìn)模制造與裝配 6.1 多工位級進(jìn)模裝配特點(diǎn) 多工位級進(jìn)模裝配的關(guān)鍵是凸模固定板、凹模固定板和卸料鑲塊固定板上的型孔尺寸和位置精度的協(xié)調(diào)，要同時(shí)保證多個(gè)凸模、凹?；蜩倝K的間隙和位置符合要求。 多工位級進(jìn)模裝配一般采取局部分裝，總裝組合的方法，即首先化整為零，先裝配凹模固定板、凸模固定板和卸料鑲塊固定板等重要部件，然后再進(jìn)行模具總裝，，先裝下模部分，后裝上模部分，最后調(diào)整好模具間隙和進(jìn)距精度。　　 由于多工位級進(jìn)模結(jié)構(gòu)多樣，各生產(chǎn)廠家設(shè)備條件不同，所以多工位級進(jìn)模的加工和裝配方法選擇和工藝規(guī)程的制訂，應(yīng)視具體模具結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)條件而定。 6.2 級進(jìn)模快速制造技術(shù) 隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，新的技術(shù)革命不斷取得新的進(jìn)展和突破，技術(shù)的飛躍發(fā)展已經(jīng)成為推動(dòng)世界經(jīng)濟(jì)增長的重要因素。市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，促使工業(yè)產(chǎn) 品越來越向多品種、小批量、高質(zhì)量、低成本的方向發(fā)展，為了保持和加強(qiáng)產(chǎn)品在市場上的競爭力，產(chǎn)品的開發(fā)周期、生產(chǎn)周期越來越短，于是對制造各種產(chǎn)品的關(guān)鍵工藝裝備——模具的要求越來越苛刻。 一方面企業(yè)為追求規(guī)模效益，使得模具向著高速、精密、長壽命方向發(fā)展；另一方面企業(yè)為了滿足多品種、小批量、產(chǎn)品更新?lián)Q代快、贏得市場的需要，要求模具向著制造周期短、成本低的快速經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展。計(jì)算機(jī)、激光、電子、新材料、新技術(shù)的發(fā)展，使得快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)如虎添翼，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，類型不斷增多，創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益越來越顯著。快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)與傳統(tǒng)的機(jī)械加工相比，具有制模周期短、成本低、精度與壽命又能滿足生產(chǎn)上的使用要求，是綜合經(jīng)濟(jì)效益比較顯著的一類制造模具的技術(shù)。目前，級進(jìn)沖壓模具加工方法 主要用到以下幾種方法： （1）高速銑削加工技術(shù) 在現(xiàn)代模具生產(chǎn)中，隨著對塑件的美觀度及功能要求得越來越高，塑件內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得越來越復(fù)雜，模具的外形設(shè)計(jì)也日趨復(fù)雜，自由曲面所占比例不斷增加，相應(yīng)的模具結(jié)構(gòu)也設(shè)計(jì)得越來越復(fù)雜。這些都對模具加工技術(shù)提出了更高要求，不僅應(yīng)保證高的制造精度和表面質(zhì)量，而且要追求加工表面的美觀。隨著對高速加工技術(shù)研究的不斷深入，尤其在加工機(jī)床、數(shù)控系統(tǒng)、刀具系統(tǒng)、CAD/CAM軟件等相關(guān)技術(shù)不斷發(fā)展的推動(dòng)下，高速加工技術(shù)已越來越多地應(yīng)用于模具型腔的加工與制造中。 數(shù)控高速切削加工作為模具制造中最為重要的一項(xiàng)先進(jìn)制造技術(shù)，是集高效、優(yōu)質(zhì)、低耗于一身的先進(jìn)制造技術(shù)。相對于傳統(tǒng)的切削加工，其切削速度、進(jìn)給速度有了很大的提高，而且切削機(jī)理也不相同。高速切削使切削加工發(fā)生了本質(zhì)性的飛躍，其單位功率的金屬切除率提高了30%~40%，切削力降低了30%，刀具的切削壽命提高了70%，留于工件的切削熱大幅度降低，低階切削振動(dòng)幾乎消失。隨著切削速度的提高，單位時(shí)間毛坯材料的去除率增加了，切削時(shí)間減少了，加工效率提高了，從而縮短了產(chǎn)品的制造周期，提高了產(chǎn)品的市場競爭力。同時(shí)，高速加工的小量快進(jìn)使切削力減少了，切屑的高速排出減少了工件的切削力和熱應(yīng)力變形，提高了剛性差和薄壁零件切削加工的可能性。由于切削力的降低，轉(zhuǎn)速的提高使切削系統(tǒng)的工作頻率遠(yuǎn)離機(jī)床的低階固有頻率，而工件的表面粗糙度對低階頻率最為敏感，由此降低了表面粗糙度。在模具的高淬硬鋼件(HRC45~HRC65)的加工過程中，采用高速切削可以取代電加工和磨削拋光的工序，從而避免了電極的制造和費(fèi)時(shí)的電加工，大幅度減少了鉗工的打磨與拋光量。對于一些市場上越來越需要的薄壁模具工件，高速銑削也可順利完成，而且在高速銑削CNC加工中心上，模具一次裝夾可完成多工步加工。 高速加工技術(shù)對模具加工工藝產(chǎn)生了巨大影響，改變了傳統(tǒng)模具加工采用的“退火→銑削加工→熱處理→磨削”或“電火花加工→手工打磨、拋光”等復(fù)雜冗長的工藝流程，甚至可用高速切削加工替代原來的全部工序。高速加工技術(shù)除可應(yīng)用于淬硬模具型腔的直接加工(尤其是半精加工和精加工)外，在EDM電極加工、快速樣件制造等方面也得到了廣泛應(yīng)用。大量生產(chǎn)實(shí)踐表明，應(yīng)用高速切削技術(shù)可節(jié)省模具后續(xù)加工中約80%的手工研磨時(shí)間，節(jié)約加工成本費(fèi)用近30%，模具表面加工精度可達(dá)1 m，刀具切削效率可提高1倍。 模具高速加工工藝包括以去除余量為目的的粗加工、殘留粗加工，以及以獲取高質(zhì)量的加工表面及細(xì)微結(jié)構(gòu)為目的的半精加工、精加工和鏡面加工等。 （2）高速磨削加工技術(shù) 為適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)和高性能科技產(chǎn)品對機(jī)械零件加工精度、表面粗糙度與完整性、加工效率和批量化質(zhì)量穩(wěn)定性的要求，近年出現(xiàn)了一些先進(jìn)的磨削加工技術(shù)，其中以超高砂輪線速度和超硬磨料砂輪為主要技術(shù)特征的超高速外圓磨削、高效深切磨削、快速點(diǎn)磨削技術(shù)的發(fā)展最為引人注目。 超高速磨削技術(shù)特點(diǎn)： 1）大幅度提高磨削效率，設(shè)備使用臺數(shù)少； 2）磨削力小、磨削溫度低、加工表面完整性好； 3）砂輪使用壽命長，有助于實(shí)現(xiàn)磨削加工的自動(dòng)化； 4）實(shí)現(xiàn)對難加工材料的磨削加工。 超高速磨削不僅可對硬脆材料實(shí)行延性域磨削，而且對欽合金、鎳基耐熱合金、高溫合金、鋁及鋁合金等高塑性的材料也可獲得良好的磨削效果。超高速磨削純鋁的實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)磨削速度超過200m /s (純鋁靜態(tài)應(yīng)力波速度)時(shí)，工件表面硬化程度和表面粗糙度值開始減小，表面完整性得到改善。因?yàn)榧虞d速度提高使得塑性應(yīng)變點(diǎn)后移，增加了材料在彈性小變形階段被去除的機(jī)率。因此塑性材料靜態(tài)應(yīng)力波速是實(shí)現(xiàn)“脆性”加工的臨界點(diǎn)。 （3）電火花加工工藝技術(shù) 電火花加工是一個(gè)有利的手段模具。然而，由于共同的模具電火花放電表面標(biāo)志，和其他不利因素，變質(zhì)層，因此，不能死的產(chǎn)品質(zhì)量要求。因此一般來說，在電火花加工，而且模具拋光工藝去除表面標(biāo)志和變質(zhì)層放電。在大多數(shù)情況下，機(jī)械拋光的手既費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且容易產(chǎn)生凹坑的拋光表面。因此，混粉電火花加工技術(shù)的大鏡子的需要發(fā)展生產(chǎn)。鏡面電火花加工技術(shù)的需要，發(fā)展生產(chǎn)。鏡面電火花加工不能大于Rmax 0.8的表面粗糙度。這可以消除表面拋光工藝，以改善質(zhì)量的模具，而且還降低了處理成本的模具。 　　1）電火花銑削技術(shù)。雖然鏡面火花加工在加工硬脆材料的獨(dú)特優(yōu)勢，但由于電火花加工技術(shù)的時(shí)刻，它一直致力于改善高速電火花加工。電火花銑削進(jìn)行了近年來開發(fā)的高速電火花的一種有效手段處理。電火花加工銑床驅(qū)動(dòng)高速旋轉(zhuǎn)的主軸旋轉(zhuǎn)或管狀電極棒，同時(shí)使用多連桿軸電火花加工。由于這種方法的電極電火花加工類似的情形，所謂的電火花加工。電火花銑削加工電極制造簡單，易于更換電極和電極損耗補(bǔ)償?shù)热菀住ｋ娀鸹ㄣ娤骷庸?，以改善存在的傳統(tǒng)的處理速度，電極磨損和表面質(zhì)量之間的矛盾，并大大簡化了控制放電過程，從而進(jìn)一步減少處理費(fèi)用，因此，電火花加工激烈的市場競爭中的一個(gè)好位置。 2）電火花線切割技術(shù)。隨著模具工業(yè)的迅速發(fā)展，為了滿足一些特殊情況的需要，一大批具有高強(qiáng)度、高硬度、高韌性、高脆性、能耐高溫等特殊性能的模具材料相繼產(chǎn)生，從而給傳統(tǒng)的金屬切削加工帶來了許多新的困難與問題，用傳統(tǒng)的加工方法難以再滿足要求，這時(shí)，電火花線切割加工技術(shù)就被廣泛應(yīng)用與模具加工。隨著電火花線切割加工技術(shù)運(yùn)用于模具工業(yè)，對傳統(tǒng)的模具加工工藝產(chǎn)生了很大的影響，改變了模具加工工藝流程。常規(guī)的電火花線切割加工方法是在退火后進(jìn)行銑削加工；然后進(jìn)行熱處理、磨削或電火花加工；最后手工打磨、拋光，加工周期很長。沖模時(shí)常因淬火變形或開裂而導(dǎo)致報(bào)廢。而電火花線切割加工技術(shù)可以加工淬火后的模板，避免熱變形弊病和鑲拼結(jié)構(gòu)，既簡化了模具結(jié)構(gòu)，又能提高模具強(qiáng)度與壽命。 電火花線切割加工精密型腔模具的精度表現(xiàn)在尺寸精度、仿形精度、表面質(zhì)量等三個(gè)方面。加工精密型腔模具．應(yīng)正確分析其各部位尺寸要求，靈活控制不同地方的尺寸精度．應(yīng)特別重視那些尺寸要求高的部位，精密型腔模具中的重要尺寸公差可達(dá)2～3微米，可見其尺寸要求的嚴(yán)格性。仿形精度要求亦高，型腔應(yīng)清角，棱角清楚。表面粗糙度值均勻，并達(dá)到預(yù)定表面精糙度值，一般要求Ra值很小，甚至要求鏡面加工，另外電火花線切割加工部位表面變質(zhì)層的厚度要很小。 7 級進(jìn)模的維護(hù)要領(lǐng)與故障的排除 7.1 級進(jìn)模的維護(hù)要領(lǐng) 　級進(jìn)模的維護(hù)，須做到細(xì)心、耐心、按部就班，切忌盲目從事。因故障拆模時(shí)，需附有料帶，以便問題的查詢。打開模具，對照料帶，檢查模具狀況，確認(rèn)故障原因，找出問題所在，再進(jìn)行模具清理，清洗掉料屑等，方可進(jìn)行拆模。拆模時(shí)，受力要均勻。針對卸料彈簧在上模(固定)板與卸料板之間的模具結(jié)構(gòu)形式，其卸料板的拆卸，應(yīng)保證平衡彈出。卸料板的傾斜有可能導(dǎo)致模內(nèi)凸模斷裂。 　?。?）凸凹模的維護(hù) 　　凸、凹模拆卸時(shí)，應(yīng)留意模具原有的狀況，以利后續(xù)裝模時(shí)方便復(fù)原。更換凸模時(shí)，應(yīng)看通過卸料板是否順暢。針對維修后凸?？傞L度變短，需加墊片達(dá)到需要的長度時(shí)，應(yīng)檢查凸模有效長度是否足夠。使用新凸?；虬寄ｈ倝K時(shí)，要注意清角部位的處理。內(nèi)凹清角因研磨中砂輪的磨損，會有較小R產(chǎn)生，相對在外凸處，亦需人為修出R，以使配合間隙合理。對成形的細(xì)小突出部位更需注意。更換已斷凸模，應(yīng)查其原因，同時(shí)對凹模進(jìn)行檢查是否已引起崩刃，是不是需研磨刃口。組裝凹模，應(yīng)水平置入，再用較平的鐵塊置于模芯上用銅棒將其輕輕敲到位，切不可斜置而靠強(qiáng)力敲入(必要時(shí)，可在模芯底部角倒出R以便容易導(dǎo)入)，組裝時(shí)如受力不均，在凹模下加設(shè)墊片應(yīng)平整，一般不超過兩片(且盡可能使用鋼墊)，否則容易引發(fā)凹模的斷裂或成形尺寸不穩(wěn)定(特別是彎曲成形)。凸模及模芯等組裝完畢，應(yīng)對照料帶作必要檢查，各部位是否裝錯(cuò)或裝反，檢查凹模芯有無倒裝現(xiàn)象發(fā)生，確認(rèn)無誤后方可組裝卸料板或合模。注意做卸料板螺絲的鎖緊確認(rèn)，以便獲得足夠的鎖緊力。鎖緊時(shí)應(yīng)從內(nèi)到外，平衡用力交叉鎖緊，不可一次鎖緊某一個(gè)螺絲再一次鎖緊另一個(gè)螺絲，否則會造成凸模斷裂或降低模具精度。 　?。?）卸料板的維護(hù) 　　卸料板的拆卸，可用兩把起子平衡撬起，再用雙手平衡使力將其取出。遇拆卸困難時(shí)，應(yīng)檢查模具是否清理干凈，鎖緊螺絲是否已全部拆卸，是否因卡料等引起模具損傷。查明原因，再作相應(yīng)處理，切不可盲目處置。組合卸料板時(shí)，先將凸模及卸料板清理干凈，在導(dǎo)柱及凸模的導(dǎo)入處加潤滑油，將其平穩(wěn)放入，使用橡膠槌子或銅棒平衡敲入至適當(dāng)位置，再用雙手壓到位，并反復(fù)幾次。如太緊，應(yīng)查其原因：導(dǎo)柱和導(dǎo)套導(dǎo)向是否正常，各部位有否損傷，新?lián)Q件是否已作適當(dāng)?shù)奶幚?如凸模也是否倒角，是否能通過卸料板等)，查出原因，再作適當(dāng)?shù)奶幹?。卸料板與凹模間的材料接觸面，長時(shí)間沖壓產(chǎn)生壓痕(卸料板與凹模間容料間隙一般為料厚減0.03-0.05mm，當(dāng)壓痕嚴(yán)重時(shí)，會影響材料的壓制精度，造成產(chǎn)品尺寸異常、不穩(wěn)定等，需對料板鑲塊和卸料板進(jìn)行維修或重新研磨。等高套筒應(yīng)作精度檢查，它不等高時(shí)會導(dǎo)致卸料板傾斜，其精密導(dǎo)向、平穩(wěn)彈壓功能將遭到破壞，須加以維護(hù)。 　?。?）導(dǎo)向部位的檢查 　　導(dǎo)柱、導(dǎo)套配合間隙如何，是否有燒傷或磨損痕跡，模具導(dǎo)向的給油狀態(tài)是否正常，應(yīng)作檢查。導(dǎo)向件的磨損及精度的破壞，使模具的精度降低，模具的各個(gè)部位就會出現(xiàn)問題，故必須作適當(dāng)保養(yǎng)以及定期的更換。檢查導(dǎo)料件的精度，若導(dǎo)料銷磨損，已失去應(yīng)有的料帶導(dǎo)正精度及功能，必需進(jìn)行更換。檢查彈簧狀況(卸料彈簧和頂料彈簧等)，視其是否斷裂，或長時(shí)間使用雖未斷裂，但已疲勞失去原有的力度，必須作定期的維護(hù)、更換，否則會對模具造成傷害或生產(chǎn)不順暢。 　　（4）模具間隙的調(diào)整 模芯定位孔因?qū)δＰ绢l繁、多次的組合而產(chǎn)生磨損，造成組裝后間隙偏大(組裝后產(chǎn)生松動(dòng))或間隙不均(產(chǎn)生定位偏差)，均會造成沖切后斷面形狀變差，凸模易斷，產(chǎn)生毛刺等，可通過對沖切后斷面狀況檢查，作適當(dāng)?shù)拈g隙調(diào)整。間隙小時(shí)，斷面較少，間隙大時(shí)，斷面較多且毛邊較大，以移位的方式來獲得合理的間隙，調(diào)整好后，應(yīng)作適當(dāng)記錄，也可在孔位作記號等，以便后續(xù)維護(hù)作業(yè)。日常生產(chǎn)應(yīng)注意收集保存原始的模具較佳狀況時(shí)的料帶，如后續(xù)生產(chǎn)不順暢或模具產(chǎn)生變異時(shí)，可作為模具檢修的參考。另外，輔助系統(tǒng)如頂料銷是否磨損，是否能頂料，導(dǎo)正銷及襯套是否已磨損，應(yīng)注意檢查并維護(hù)。 7.2 模具常見故障的排除 　　（1）沖壓面出現(xiàn)毛刺 　　刃口磨損或崩刃，應(yīng)重新研磨。下料刃口的研磨量應(yīng)以開出新的刃口(磨損部分已全部去除)為準(zhǔn)。成形件因采用不同的加工方式，其壽命亦不同，研磨時(shí)需注意，并兼顧加設(shè)墊片的方便性。每次刃口的研磨應(yīng)是針對所有的凸、凹模刃口，否則會造成維修及刃口研磨的頻繁，反使生產(chǎn)不順暢。模具間隙不合理，即使重新研磨刃口后，效果亦不佳，很快又出現(xiàn)毛刺等，須檢查沖切斷面形狀，確認(rèn)后作適當(dāng)?shù)哪＞唛g隙調(diào)整。針對一些下料的清角或細(xì)小突出部位間隙作適當(dāng)?shù)姆糯蟆? 　?。?）跳屑產(chǎn)生壓傷 　　模具間隙較大，在研磨凹模刃口后，跳屑現(xiàn)象會加重，需提高模芯加工精度或修改模具設(shè)計(jì)間隙。沖壓速度提高時(shí)，跳屑問題更嚴(yán)重，應(yīng)考慮降速或使用吸塵器。改善凸模形狀，將凸模刃口面修成不易跳屑的形狀，如加大凸模刃口面斜度或改變斜度方向等。凸模磨損后料屑附著于凸模上引發(fā)跳屑，需研磨凸模刃口。凸模較短，產(chǎn)生跳屑，將其加長，即增加進(jìn)入凹模的凸模長度。另外，材質(zhì)的影響(硬性、脆性)，沖壓油過粘或油滴太快造成的附著作用，沖壓振動(dòng)產(chǎn)生料屑發(fā)散，真空吸附及模芯未充分消磁等均可造成廢屑上升。針對以上各方面的因素，應(yīng)作相應(yīng)的處理。 　?。?）廢料阻塞 　　漏料孔尺寸偏小，特別是細(xì)小突出部位，可作適當(dāng)?shù)姆糯?。料屑翻滾，即漏料孔較大時(shí)，造成料屑翻滾而形成堵塞，需縮小漏料孔尺寸或使用吸塵器，料面滴油太多，油的粘度過高，可控制滴油量或更換油的種類(降低粘度)。刃口磨損，廢料毛刺相互勾掛，落料時(shí)發(fā)生擠屑，有可能脹裂凹模，需及時(shí)研磨刃口。凹模刃部表面不良，如表面粗糙或模具過熱時(shí)，粉屑燒結(jié)于直刃部表面，使料屑排除時(shí)摩擦阻力加大，需對凹模直刃部表面進(jìn)行處置。凸模形狀及凸模刃口面斜度研磨不利于排屑，作相應(yīng)的改善。性質(zhì)粘、軟的材料也會造成排屑困難。 　?。?）卡料 　　嚴(yán)重的卡料會導(dǎo)致模具損壞、斷裂、崩刃，使模具工作失去平衡，精度嚴(yán)重受損。送料方式及送料距離和材料放松位置未調(diào)整好，需重新作準(zhǔn)確的調(diào)整。生產(chǎn)過程中送料距離發(fā)生變異，須重新調(diào)整。材料的寬度尺寸超差或材料弧形以及毛刺過大，應(yīng)更換材料。模具安裝不當(dāng)，與送料機(jī)構(gòu)垂直度偏差較大，重新安裝模具。模具與送料機(jī)構(gòu)相距較長，材料較薄，材料在送進(jìn)中翹曲，使送距不準(zhǔn)，可在空檔位置加設(shè)上下壓板，或在材料上下加設(shè)擠料安全檢測開關(guān)，使送料異常時(shí)能及時(shí)停止沖壓。模具頂卸料不佳，如上模拉料折彎處卡料等，檢查是否頂出彈力不足，頂出過長，頂塊(銷)處理不佳，仔細(xì)觀察再采取相應(yīng)的對策。 　　（5）凸模斷裂 　　各種因素引起的跳屑(模具內(nèi)有異物)、廢料阻塞及卡料均導(dǎo)致凸模斷裂。另外，開始送料時(shí)(沖半料)，模具導(dǎo)向不準(zhǔn)及卸料鑲塊導(dǎo)向部位磨損時(shí)，需作定期維護(hù)。成形件所選用的材質(zhì)不恰當(dāng)時(shí)，針對細(xì)小凸模作結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的改進(jìn)，加大尺寸，而在沖切刃端將加出部分去除。大、小凸模相距較近，受材料牽引引發(fā)凸模斷裂，須加強(qiáng)引導(dǎo)保護(hù)，或加大凸模尺寸，小凸模磨短1個(gè)料厚。沖壓間隙偏小，需加大。沖壓油選用不當(dāng)(揮發(fā)性強(qiáng))或無沖壓油進(jìn)行沖壓，導(dǎo)致刃口磨損加劇或凸模崩刃、斷裂等，需更換油的種類并控制