【文章內(nèi)容簡介】 材料（一般為條料或帶料）在控制送進距離機構(gòu)的控制下，經(jīng)逐個工位沖制后，便得到一個完整的沖壓零件（或半成品）。這樣，一個比較復(fù)雜的沖壓零件，用一 副多工位級進模即可沖制完成。在一副多工位級進模中，可以連續(xù)完成沖裁、彎曲、拉深、成型等工序。一般地說，無論沖壓零件的形狀怎樣復(fù)雜，沖壓工序怎樣多，均可用一副多工位級進模沖制完成。 多工位級進模的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，模具制造精度高，這對模具設(shè)計者來說需要考慮的內(nèi)容很多，尤其是級進模條料排樣圖的設(shè)計，模具各部分結(jié)構(gòu)的考慮等都是十分重要的。 級進模，尤其是多工位級進模，配合高速沖床，實現(xiàn)高速自動化作業(yè)，能使沖壓生產(chǎn)料率大幅度提高。它在提高生產(chǎn)效率、降低成本、提高質(zhì)量和實現(xiàn)沖壓自動化等方面有著非常現(xiàn)實的意義。多工位級進模 可以對于一些形狀十分復(fù)雜的沖壓件進行沖裁、彎曲、拉深、成形加工。對大批量生產(chǎn)的沖壓零件尤其應(yīng)當采用多工位級進模進行沖制。 級進模特點及其現(xiàn)狀 級進模是在壓力機一次行程中完成多個工序的模具，它具有操作安全的顯著特點，模具強度較高，壽命較長。使用級進模便于沖壓生產(chǎn)自動化，可以采用高速壓力機生產(chǎn)。級進模較難保證內(nèi)、外形相對位置的一致性。 多工位級進模沖壓工藝具有生產(chǎn)效率高，材料利用率高，沖壓設(shè)備比較簡單，對操作工人技術(shù)等級要求不高等優(yōu)點，所以在工業(yè)生產(chǎn)中，應(yīng)用廣泛，并以成為不可缺少的重要加工手段之一。 該模具采用級進模沖裁，因此，工序設(shè)計和排樣尤為重要，有必要在這里先論述一下有關(guān)這方面的專業(yè)知識。 上海理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 第二章 級進模沖壓的理論概述 連續(xù)沖壓的特點 連續(xù)沖壓是指在壓力機的一次行程中，在一副模具的不同工位同時完成多種工序的沖壓。所采用的工序稱為連續(xù)模，又稱級進模，跳步模。在連續(xù)沖壓中，不同的沖壓工序分別按一定的次序排列，配料按步距間隙移動，在等距離的不同工位上完成不同的沖壓工序，經(jīng)逐個工位的沖刺后，便得到一個完整的零件或半成品。一般來說， 無論沖壓零件的形狀怎樣復(fù)雜，沖壓工序怎樣多，均可用一副多工位連續(xù)模沖制完成。對于批量非常大而厚度較薄的中小型沖壓件，特別適宜采用精密多工位連續(xù)模加工。在各類冷沖模中，連續(xù)模所占比例約為 27%。 連續(xù)模沖壓具有以下特點： 生產(chǎn)效率高。連續(xù)模屬于多工序模，在一副模具中可包括沖裁，彎曲，拉伸，成形等多道工序，因而具有高的勞動生產(chǎn)率率。 操作安全。因為手不必進入危險區(qū)域，自動送料時，模具內(nèi)裝有安全檢測裝置，可防止加工時發(fā)生誤送進或意外。 模具壽命時間長。由于工序不必集中在一個工位，不存在最小壁厚的問題，且改變了凸凹 模受力情況，因而模具強度高，壽命較長。 易于自動化。大量生產(chǎn)時，可采用自動送料機構(gòu)，便于實現(xiàn)沖壓過程的機械化和自動化。 可實現(xiàn)高速沖壓若配合高速沖裁及各種輔助設(shè)備，連續(xù)模可進行高速沖壓，目前高速沖床可達 4000 次 /min. 可減小廠房面積，半制品運輸及倉庫面積。一臺沖床可完成從板料到成品的各種沖壓過程，并免去用單工序模時制件的周轉(zhuǎn)和儲存。 連續(xù)模具具有造價高去，制造周期長，模具設(shè)計制造難度大，技術(shù)含量高去。但可省去多臺壓力機設(shè)備。 材料利用率較其他模具低。特別是某些形狀復(fù)雜的零件，產(chǎn)生廢料較多。 較難保持內(nèi) 外形相對位置的一致性。因為內(nèi)外形是逐次沖出的，每次沖壓都有定位誤差，且連續(xù)地進行各種沖壓，必然會引起條料載體和工序件的變形。 由于連續(xù)模的這些特點，當零件形狀異常復(fù)雜，經(jīng)過沖制后不便于再單獨重新定位的零件。采用多工位連續(xù)模在一副模具內(nèi)連續(xù)完成最為理想，如橢圓形的零件，在使用簡易沖模或復(fù)合模無法設(shè)計的模具或制造模具的情況下，采用多工位連續(xù)模卻能解決問題。此外，一些由于使用或裝配的需要，零件需規(guī)則排列時，也可采用連續(xù)模沖制，零件先不切除下來，而被卷成盤料，在自動裝配過程中才予以分離。同一產(chǎn)品上的兩個沖壓零件，其 中央空調(diào)溫度控制器轉(zhuǎn)盤沖壓模設(shè)計 4 某些尺寸間有相互關(guān)系，甚至有一定的配合關(guān)系，在材質(zhì)，料厚完全相同的情況下，如果用兩套模具分別沖制，不僅浪費原材料，而且還不能保證配合精度，若將兩個零件合并在一副多工位連續(xù)模上同時沖裁，可大大提高材料利用率，并能很好地保證零件的配合精度。 但連續(xù)模的造價高，制造周期長，在使用時需要被加工的零件的產(chǎn)量和批量足夠大，以便能夠比較穩(wěn)定而持續(xù)地生產(chǎn)，實現(xiàn)高速連續(xù)作業(yè)。同時，制件太大，工位數(shù)較多時，模具必然比較大，這時必須考慮到模具和壓力機工作臺的匹配性。 條料的排樣： 在連續(xù)模設(shè)計中，要確定從毛坯板料到產(chǎn)品 零件的轉(zhuǎn)化過程，即要確定連續(xù)模各工位所要進行的加工工序內(nèi)容，并在條料上進行各工序的布排，這一設(shè)計過程就是條料排樣。條料排樣的主要內(nèi)容進行優(yōu)化組合形成一系列工序組，并對工序組排序，確定工位的加工工序；確定載體形式與毛坯定位方式；設(shè)計導(dǎo)正孔直徑與導(dǎo)正銷數(shù)量；繪制工序排樣圖。 條料的排樣的設(shè)計準則 條料排樣圖的設(shè)計是多工位連續(xù)模設(shè)計的重要依據(jù)，是決定連續(xù)模優(yōu)劣的主要因素之一。條料排樣圖設(shè)計的好壞，直接影響模具設(shè)計的質(zhì)量。條料排樣圖確定了，則零件的沖制順序，模具的工位數(shù)及各工位內(nèi)容，材料的利用率，模具步 距的基本尺寸和定距方式，條料載體形式，條料寬度，模具結(jié)構(gòu)，導(dǎo)料方式等都得到了確定。排樣圖設(shè)計錯誤，會導(dǎo)致制造出來的模具無法沖制零件。因此，在設(shè)計條料排樣圖時，必須認真負責，綜合考慮，進行合理組合和排序，擬出多種方案，加以比較，歸納，以確定最佳方案。只要排樣圖設(shè)計合理，工序安排考慮周到，就能設(shè)計出比較成功的多工位連續(xù)模。 在排樣設(shè)計分析時要考慮以下原則： 要保證產(chǎn)品零件的精品和使用要求及后續(xù)工序的沖制需要。連續(xù)模各工序的順序關(guān)系除一些常規(guī)沖壓所考慮的問題以外，還有其他一些主意點。 工序應(yīng)盡量分散，以提高模具的 壽命，簡化模具結(jié)構(gòu)。 要考慮生產(chǎn)能力和生產(chǎn)批量的匹配，當生產(chǎn)能力較生產(chǎn)批量低時，則力求采用雙排或多排，使之在模具上提高效率，同時要盡量使模具制造簡單，模具壽命長。 高速沖壓的連續(xù)模用自動送料機構(gòu)送料時，用導(dǎo)正銷精確定距，手工送料時則多用側(cè)刃粗定位，用導(dǎo)正銷精確定距。為保證條料送進的步距精度，第一工位安排沖導(dǎo)正孔，第二工位設(shè)導(dǎo)正銷，在其后的各個工位上優(yōu)先在易竄動的工位設(shè)置導(dǎo)正銷。 要抓住沖壓零件的主要特點，認真分析沖壓零件形狀，考慮好各工位之間的關(guān)系，確保順利沖壓，對性狀復(fù)雜，精度要求高特殊的零件，要采取必要 的措施保證。 盡量提高材料利用率，使廢料達到最小限度。對同一零件利用多行排列或雙行穿插去上海理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 排列，以提高材料利用率，另外在條件允許的情況下，把不同形狀的零件合到一副模具進行沖裁，更有利于提高材料利用率。 適當設(shè)置空位工位，以保證模具具有足夠的強度，并避免凸模安裝時相互干涉，同時也便于試模調(diào)整工序時用。 必須注意各種產(chǎn)生條廖送進障礙的可能，確保條廖在送進過程中通暢無阻。 沖壓件的毛刺方向：當零件提出毛刺方向要求時，應(yīng)保證沖出的零件毛刺方向一致；對于帶有彎曲加工的沖壓零件，應(yīng)使毛刺面留在彎曲件內(nèi)側(cè)；在分段切除余料時 ，不允許 一個沖壓件的周邊毛刺方向不一致。 要注意沖壓力的平衡。合理安排各工序以保證整個沖壓加工的壓力中心與魔劇中心一致，其最大偏移量不能超過 L/6 或 B/6（其中 L,B 分別為模具的長度和寬度），對沖壓過程出現(xiàn)的側(cè)向力，要采取措施加以平衡。 連續(xù)模最適宜成卷的帶料供料，以保證能進行連續(xù)，自動，高速沖壓，被加工材料的力學(xué)性能要充分滿足沖壓工藝的要求。 工件和廢料應(yīng)保證能順利排出，廢料如連續(xù)，要增加切斷工序。 排樣方案要考慮模具加工的設(shè)備和條件，考慮模具和沖床工作臺的匹配性。 工序確定與排序 在條料排樣 設(shè)計中，首先是要考慮被加工的零件在全部沖壓過程中共分為幾個加工工序，各工序的加工內(nèi)容及工序的優(yōu)化組合，并對工序組排序。在確定工序數(shù)目和順序時，要針對各沖壓供需的特點考慮各有關(guān)原則。 連續(xù)沖模工序排樣的基本原則： 各工序的先后應(yīng)按復(fù)雜程度而定，一般以有利于下道工序的進行為準，以保證制件的精度要求和零件幾何形狀的正確。沖孔落料件，應(yīng)先沖孔，再逐步完成外形得寵才，尺寸和形狀要求高的輪廓應(yīng)布置在較后的工位上沖切。 當孔到邊緣的距離較小，而孔的精度又較高時，沖外輪廓時孔可能會變形，可將孔旁外緣先于內(nèi)孔沖出。 應(yīng)盡量避 免采用復(fù)雜形狀的凸模，并避免形孔有尖的凸角，槽，細腰等薄弱環(huán)節(jié)。復(fù)雜的形孔應(yīng)分解圍若干個簡單得空形，并分成幾步進行沖裁，使模具型孔容易制造。 有嚴格要求的局部內(nèi)，外形及位置精度要求高的部位，應(yīng)盡量集中在同一工位上沖出，以避免步距誤差影響精度。如果確實在一個工位上完成這一部分沖制有困難，徐分解成兩個恭維，最好放在兩個相鄰工位連續(xù)沖制為好。如在一個零件上游一組孔，其孔距位置精度要求嚴格，這一組應(yīng)該力求設(shè)計在一個工位上，使誤差只受模具制造的誤差影響，而不中央空調(diào)溫度控制器轉(zhuǎn)盤沖壓模設(shè)計 6 見輿薪受步距誤差的影響。 對于一些在普通低速沖創(chuàng)上沖壓的多工 位連續(xù)模，為了使模具見地，實用 ,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，為了減小步距的累積誤差，凡是能合并的工位，只要模具能保證零件的精度，魔劇本身有足夠的強度，就不要輕易分解，增加工位。尤其對于那些不易分解的零件，更不要輕率的增加工位。 分段型切除余料排樣中的條料，因沖切加工其強度逐漸變?nèi)?，在安排各工位的加工?nèi)容時要考慮條料寬度方向的導(dǎo)向。 應(yīng)保證條料載體與零件連接處有足夠的強度與剛度。當沖壓件上游大小孔或窄肋時應(yīng)先沖小孔，后重大孔。 凹模上沖切輪廓之間的距離不應(yīng)小于凹模的最小允許壁厚，一般 取 ，但最小要大于 2mm。 輪廓周界較大的沖切工藝，盡量安排在中間工位，以使壓力中心與幾何中心重合。 分段沖切的設(shè)計 當沖壓零件較為復(fù)雜，有些零件包含彎曲，拉伸，成形等多種沖壓工序，此時往往將內(nèi)孔和外形采用分段切除多余廢料的方法。通過刃口形式的分解和重組，使復(fù)雜的內(nèi)外形輪廓分解為若干個簡單的幾何單元，以簡化凸模和凹模形狀，便于加工，縮短模具制造的周期。通過刃口的分解還能改善凸模和凹模的受力狀態(tài)，提高模具的強度和壽命，并可滿足特殊的工藝需要，便于在制件在模具中送進。 分段沖切時應(yīng)遵循以下分割原 則。 刃口的分段應(yīng)有利于簡化模具結(jié)構(gòu)，形成的凸模外形要簡單，規(guī)則，要便于加工，并要有足夠的強度。 應(yīng)保證產(chǎn)品零件的形狀，尺寸，精度和使用的要求。 內(nèi)外形輪廓分解后，各段間的連接應(yīng)平直和圓滑。 分段搭接點應(yīng)盡量少，搭接點的位置要避開產(chǎn)品零件的薄弱部位和外形的重要部位，放在不注目的地方。 有公差要求的直角邊和使用過程中有滑動配合要求的邊應(yīng)盡量一次沖且，不宜分段，以免誤差積累。 復(fù)雜外形以及由窄槽和細長臂的部位最好分解，復(fù)雜內(nèi)形最好分解。 刃口分解應(yīng)盡量考慮加工設(shè)備的條件和加工方法，便于加工。 分段切除連續(xù)模在沖 切過程中，余料切除后各斷接連接成一個完整的沖壓零件，由于連續(xù)模工位多，模具制作誤差及步距間的誤差積累都有可能使沖切后的形孔各段出現(xiàn)各種上海理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 質(zhì)量問題。因此，為了保證沖壓零件的質(zhì)量，就必須合理的選用連接方式，并加上必要的措施，使各段連接的非長期平直和圓滑，以免出現(xiàn)毛刺，錯位，尖角，塌角等。 連接方式可分為搭接，平接，切接三種方式。 搭接區(qū)在實際沖裁時不起作用，主要是克服型孔的擴大部分，以使型孔連接良好，保證制件在分段切除時連接整齊。搭接最有利于保證沖件的連接質(zhì)量，在分段切除中大部分都采用這種方式。 平接是在零件的直 邊上先沖切去一段，然后在另一工位再切除余下的一段，兩次沖切刃口平行，共線但不重合。平接方式易出現(xiàn)毛刺，錯牙，不平直瞪瞪問題，涉及時應(yīng)盡量避免采用。若須采用時，要提高模具的步距和凸模，凹模的制造精度，并對平接直線前后的兩次沖切的工位均設(shè)置導(dǎo)正銷進行條料導(dǎo)正。兩次沖切的凸模連接處的延長部分修出微小的斜角（ 3~5），以防止由于總總誤差的影響在連接處出現(xiàn)明顯的缺陷。 切接方式與平接相似，平接事指直線段，而切接事指在零件的圓弧部分上火圓弧與圓弧相切的切點進行分段切除的連接方式。與平接相似，切接也容易在連接處產(chǎn)生毛刺， 錯位，不圓弧等質(zhì)量問題，需采取與平接相似的措施，或在圓角段設(shè)計凸臺，在圓弧段與直邊形成尖角處要注意尺寸關(guān)系。切接中的毛刺也可采用搭接方式解決。 當條料每送到這個工位時不做任何加工，隨著條料的送進，再進入下一個工位，這樣的工位成為空位工位。在排樣圖中，增設(shè)空位的目的是為了保證凹模，卸料扳，凸模固定扳有足夠的強度，確保模具的使用壽命，或是為了模具設(shè)置特殊結(jié)構(gòu)，或是為了作必要的儲備工位，便于試模時調(diào)整工序用。在多工位連續(xù)模中，空位工位雖為常見，但絕不能無 原則地隨意設(shè)置。由于空位工位設(shè)置時要遵循以下原則： 用導(dǎo)正 銷做精確定位的條料排樣圖因步距累積誤差較小，對產(chǎn)品精度影響不大，可適當?shù)囟嘣O(shè)空位空位，因為多個導(dǎo)正銷同時對條料進行導(dǎo)正，對步距送進誤差有相互抵消的可能性。而單純以側(cè)刃定距的多工位連續(xù)模，其條料送進時隨著工位數(shù)的增加而誤差累積加大，可以不應(yīng)輕易增設(shè)一個空位工位。 當模具的步距較大時（步距 .16mm），不宜多設(shè)置空位工位。尤其對于一些步距大于20mm 的多工位連續(xù)模更不能輕易設(shè)置一個空工位。反之，當模具的步距較小 (一般 8mm)時，增加一些空位工位對模具的影響不大 ,有時步距過小，如果不多增設(shè)空位工位，模具的強度 就較低，而且模具的一些零件部件也無法安裝，此時就應(yīng)該考慮設(shè)置空位工位。 精度高，形狀復(fù)雜的零件在設(shè)計條料排樣圖時，應(yīng)少設(shè)計空位工位 .反之形狀簡單，精度較低的零件可適當?shù)卦黾涌瘴还の弧? 連續(xù)模的步距是確定條料在模具中每送進一次，所需要向前移動的固定距離。步距的精度直接影響沖件的精度。設(shè)計連續(xù)模時 ,要合理地確定步距的基本尺寸和步距精度。步距的基本尺寸，就是模具中兩相鄰工位的距離。連續(xù)模任何相鄰兩工位的距離都必須相等。中央空調(diào)溫度控制器轉(zhuǎn)盤沖壓模設(shè)計 8 對于單排列的排樣，步距基本尺寸等于沖壓件的外形輪廓尺寸和兩沖壓件輪廓的排列往往相互交錯。 多工位 連續(xù)模在沿送料方向的沖裁搭邊寬度，一般可參照冷沖模搭邊值選取。但由于在分段切除余料的過程中是要將這個搭邊按余料沖切去，所以在在選取最小切除余料，寬度時 ,要保證凸模有必要的強度，否則再連續(xù)模作業(yè)時是很危險的。 步距的精度直接影響沖件的精度。由于步距的誤差，不影響分段切除余料，導(dǎo)致外形尺寸的誤差，還影響沖壓件內(nèi)外形的相對位置。也就是說，步距精度越高，沖件精度越高，但模具制造也就越困難。所以步距精度的缺點必須根據(jù)沖壓件的具體情況來定。 影響步距的因素很多，但歸納起來主要有：沖壓件的精度等級，形狀復(fù)雜程度，沖壓件材 質(zhì)和厚度，模具的工位數(shù)，沖制時條料的送進方式和定距形式等。 定位形式選擇與設(shè)計 在連續(xù)模中，由于產(chǎn)品的加工工序安排在多個工位上順次完成，為了保證前后兩次沖切中，供需件的準確匹配和連接，必須保證其在每一工位上都能準確定位。根據(jù)供需件的定位精度，連續(xù)模的定位方式可采用擋料效，側(cè)刃，自動送料機構(gòu)，導(dǎo)正銷等。前三者使用時只能作為粗定位，連續(xù)模的精確定位都是采用導(dǎo)正銷與其他定位方式配合使用。 擋料銷多適用于產(chǎn)品零件精度要求低，尺寸較大，板料厚度較大 (大于 )，產(chǎn)量小的手工送料的普通連續(xù)模，有時還要借 助其他機構(gòu)才能有效定位。模具的設(shè)計和制造均較簡單。根據(jù)在連續(xù)模中的用途，使用場合，使用要求的不同，又可分為固定擋料銷，活動擋料銷 ,臨時擋料銷等。 自動送料機構(gòu)是專用用的送料機構(gòu)，配合沖床沖程運動，使條料作定時定量的送進。多工位連續(xù)模一般不能單獨靠自動送料機構(gòu)定距，只有在單獨拉伸的多工位連續(xù)模才可單獨采用。 側(cè)刃和導(dǎo)正銷是連續(xù)模中普遍采用的定位方式，使用時必須遵循一定的原則，才能取得較好的定位效果。 導(dǎo)正孔（導(dǎo)正銷孔）是通過裝于上模的導(dǎo)正銷插入其中矯正條料位置來達到精確定位目的的，一般與其他粗定位方式配合使用 。 導(dǎo)正孔可利用零件本身的孔，或利用廢料載體上的孔，前者為直接導(dǎo)正，后者為間接導(dǎo)正。直接導(dǎo)正的材料利用率高，外形與孔的相對精度容易保證，模距加工容易，但易引起孔的變形。間接導(dǎo)正的材料利用率低