第5章-級進沖壓工藝與模具.ppt

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2019/10/13,1,第5章 級進沖壓工藝與模具,5.1級進沖壓工藝概述,5.1.1級進沖壓工藝的概念及特點,在一副模具中沿被沖原材料（條料或卷料）的直線送進方向，具有至少兩個或兩個以上等距離工位，并在壓力機的一次行程中，在不同的工位上完成兩個以上的沖壓工序,2019/10/13,2,多工位級進沖壓模具是一種高精度、高效率、長壽面的先進模具，是技術密集型模具的重要代表。除沖孔落料外，還可完成壓筋、沖窩、彎曲、拉深等工序，甚至可以鉚接、旋轉等裝配。,中、小型件，無論形狀多么復雜、沖壓工序怎么多，均可用一副級進模沖壓完成,2019/10/13,3,級進沖壓模的特點：,(1)生產效率高：在一副模具中完成沖裁、拉深、成形甚至裝配，比復合模有更高的生產效率,(2)模具壽命長：工序可以分散到不同工位上，故不存在復合模的“最小壁厚”問題，設計時還可以根據模具強度和模具的裝配需要留出空工位，從而保證模具的強度和裝配空間,(3) 具有高精度的內、外導向（除模架導向精度要求高外，還必須對細小凸模實施內導向保護）和準確的定距系統(tǒng)，以保證產品零件的加工精度和模具壽命,(4) 常采用高速沖床生產，自動送料、自動出件、安全檢測自動化，操作安全,2019/10/13,4,級進沖壓模的缺點：,結構復雜，鑲塊較多，模具制造精度要求很高，給模具的制造、調試及維修帶來一定難度；同時要求模具零件互換性，在磨損或損壞后要求更換迅速、方便、可靠。,所以模具選材必須好（常采用高強度的高合金工具鋼、高速鋼或硬質合金等），必須采用慢走絲線切割、成形磨削、坐標鏜、坐標磨等先進方法；模具造價高，制造周期長，對經驗依賴性強；級進沖壓材料利用率低。,2019/10/13,5,級進沖壓模的使用：,主要用于薄料（0.1-1.2mm，不超過2mm）、批量大、形狀復雜、精度要求較高的中小型沖壓件生產，也可用于批量不大且零件很小，操作不安全的零件生產。 對于較大的沖壓件適用于多工位傳遞式模具的沖壓加工。,國內已能生產精度達2μm的精密級級進沖壓模，工位數最多達160個，壽命1-2億次，世界上的高速沖床速度已達4000次/min,2019/10/13,6,5.1.2級進沖壓模具的分類,（1）級進沖裁模具:完成沖孔、切槽、切斷、落料，甚至鉚接、旋轉等裝配,（2）級進沖裁彎曲模具,（3）級進沖裁拉深模具,（4）級進沖裁成形模具：主要脹形、翻邊,功能分類：,（1）級進沖壓模具,（2）多功能級進沖壓模具：除沖壓外，還可疊壓、攻螺紋、鉚接和鎖緊；生產出來的不是單個零件，而是成批組件,2019/10/13,7,5.2級進沖壓工藝設計及計算,5.2.1排樣設計概述,級進沖壓中，工件隨沖床每沖一次就向前送進一個步距，到達不同的工位，設計中，要確定從板料毛坯到產品零件的成形過程，即各工位要進行的加工工序內容：確定排樣圖,設計方法和常規(guī)相同，主要是排樣設計復雜,（1）被沖零件各部分在模具中的沖壓順序,（2）模具的工位數及各工位的加工內容,（3）被沖零件在條料上的排列方式、排列方位等，并反映出材料利用率的高低,（4）步距的公稱尺寸和定距方式,（5）條料的寬度,（6）載體的形式,（7）模具基本結構,2019/10/13,8,級進模排樣的內容,2)沖切刃口外形設計：對具有復雜外形或內孔的零件的幾何形狀進行分解以確定零件形狀的沖壓順序，是工序排樣前必須完成的設計工作,1)毛坯排樣：零件的展開形狀在條料上的排列方式,3 ）工序排樣：確定模具由多少工位組成、每個工位的具體加工工序，是毛坯排樣和沖切刃口外形設計的綜合，是級進模設計的關鍵。簡稱排樣,應用級進模沖壓，排樣設計很重要，它不但要考慮材料的 （經濟利用） ，還應考慮制件的 （結構形狀） 、（沖壓成形規(guī)律）、（模具強度） 等問題。,2019/10/13,9,排樣示意圖,,2019/10/13,10,5.2.2毛坯排樣,確定沖壓件毛坯外形在條料上的截取方位與相鄰毛坯的關系。需要解決:,（1）排樣類型,（2）搭邊值的確定,（3）步距的確定,（4）條料寬度的確定,（5）材料利用率,除了搭邊值比普通沖壓取得大一些，其他相同,2019/10/13,11,5.2.3沖切刃口設計,一般將復雜外形和內孔分幾次沖切，分解成若干個簡單的幾何單元，各單元又通過組合、補缺的方式構成新的沖切輪廓，從而設計出合理的凸模和凹模刃口的外形過程。,2019/10/13,12,沖切刃口設計需要解決:,1.輪廓的分解與重組,（1）有利于簡化模具結構，分解段數應盡量少，重組成形后的凸模和凹模外形要簡單、規(guī)則，要有足夠的強度，要便于加工,2019/10/13,13,（2）輪廓分解應保證產品零件的形狀、尺寸、精度和使用要求,（3）內、外形輪廓分解后各段間的連接應平直或圓滑,（4）分段搭接點應盡量少，搭接點位置要避開產品零件的薄弱部位和外形的重要部位，放在不注目的位置,（5）有公差要求的直邊和使用中有滑動配合要求的邊應在一次沖切，不宜分段，以免誤差累積,2019/10/13,14,A面使用過程中是配合面，最好選圖（c）,,2019/10/13,15,（6）復雜外形以及有窄槽或細長臂的部位應分解，復雜內形應分解,（7）毛刺方向有不同要求時應分解,（8）輪廓分解應考慮加工設備條件和加工方法，便于加工,輪廓分解與重組不是唯一的，設計過程十分靈活，經驗性強，難度大，設計時應考慮多種方案,2019/10/13,16,1.輪廓分解時分段搭接頭的基本形式,內、外輪廓分解后，各段之間必然要形成搭接頭，不恰當的分解會導致搭接頭處產生毛刺、錯牙、尖角、塌角、不平直和不圓滑等質量問題,常見搭接頭有三種:,(1)平接:把零件的直邊段分兩次沖切，先在一個工位上沖去一部分，再下一工位再沖去余下的部分。兩次沖切刃口平行、共線，但不重疊。,2019/10/13,17,平接在搭接頭處易產生毛刺、錯牙、不平直等質量問題。生產中應盡量避免采用。為保證平接各段搭接質量，應在各段的沖切工位設導正銷,2019/10/13,18,(2)交接:前、后兩次沖切刃口之間相互交錯，有少量重疊部分，按交接方式進行刃口分解，對保證搭接頭的質量比較有利，實際生產多采用,(3)切接：毛坯圓弧部分分段沖切時的搭接形式，前一工位先沖切一部分圓弧段，后續(xù)工序再沖切其余部分，前后兩段相切,2019/10/13,19,切接也容易在搭接頭處產生毛刺、錯牙、不圓滑等質量問題。為了改善切接質量，在圓弧段設計凸臺,2019/10/13,20,5.2.4工序排樣,是對毛坯排樣和沖切刃口設計進行優(yōu)化組合,解決內容：,1.工序的確定和排序,工序的順序以有利于下道工序進行為原則，做到先易后難，先沖平面形狀后沖立體形狀。,（1）級進沖裁的工序排樣,1）帶孔的沖裁件，先沖孔后沖外形,2019/10/13,21,（1）級進沖裁的工序排樣,2）盡量避免采用復雜形狀的凸模、凹模，即對復雜的型孔或外形進行分解，采用分段切除的辦法,2019/10/13,22,（1）級進沖裁的工序排樣,3）零件上有嚴格要求的相對尺寸，應放在同一工位沖出。若無法安排在同一工位沖出，可安排在相近工位上沖出,2019/10/13,23,（1）級進沖裁的工序排樣,4）尺寸與形狀要求高的輪廓應在較后的工位上沖出,5）外形薄弱部分的沖切應安排在較前的工位,6）當孔到邊緣的距離較小，而孔的精度又較高時，若先沖孔后沖外形，可能會導致孔變形，此時應先將孔外緣沖出，再沖孔。,7）輪廓周界較大的沖切工藝盡量安排在中間沖切,以使壓力中心與模具中心重合,2019/10/13,24,（2）級進彎曲的工序排樣,1）對于帶孔的彎曲類零件，一般先沖孔，再沖切掉需要彎曲部分的周邊材料，然后再彎曲，最后切除其余廢料，使工件與條料分離，當孔靠近彎曲變形區(qū)且又有精度要求時應先彎曲后沖孔,2019/10/13,25,（2）級進彎曲的工序排樣,2）彎曲時應先彎曲外面再彎曲里面，彎曲半徑過小時應加整形工序,2019/10/13,26,（2）級進彎曲的工序排樣,3）毛刺方向一般應位于彎曲區(qū)內側，以減少彎曲破裂的危險，改善產品外觀,4）彎曲線應安排在與纖維方向垂直的方位，當零件在相互垂直的方向或幾個方向都要進行彎曲時，彎曲線應與條料的纖維方向成30~60°的角度,5）在一個工位上彎曲變形程度不宜過大。對于復雜的彎曲件，應分解成簡單彎曲工序的組合，經過逐次彎曲而成。對精度要求較高的復雜彎曲件，應以整形工序保證工件的精度,6）對于一個零件的兩個彎曲部分有尺寸精度要求時，則應在同一工位一次成形以保證精度,2019/10/13,27,（2）級進彎曲的工序排樣,7）對于小型單角彎曲件，為避免彎曲時載體變動和側向滑動，應盡量成對彎曲后再剖切分開,8）盡可能以沖床行程方向作為彎曲方向，以簡化模具結構,2019/10/13,28,（3）級進拉深的工序排樣,不像單工序拉深那樣單個坯料送進，它是把載體、搭邊和坯料連接在一起連續(xù)送進級進拉深模成形,級進拉深不能中間退火，要求材料有較高的塑性,由于工序相互制約，因此每一工位拉深的變形程度不能太大，均小于單個毛坯的拉深,2019/10/13,29,（3）級進拉深的工序排樣,無切口級進拉深在整體上拉深，相鄰兩個拉深工序之間相互約束，材料在縱向流動比較困難，變形程度大時就容易拉裂，每道工序變形程度不能太大，工位數較多,優(yōu)點是節(jié)省材料,適合于拉深有較大的相對厚度（t/D）×1001,凸緣直徑相對較?。╠1/d=1.1~1.5）和相對高度h/d較低,2019/10/13,30,（3）級進拉深的工序排樣,有切口級進拉深是在零件的相鄰處切開一切口或切縫。相鄰兩工序相互影響和約束較小，此時的拉深與單個毛坯拉深相似.,因此，每道工序的拉深系數可小些，即拉深的次數可少些，且模具較簡單，但毛坯材料消耗較多。,用于拉深較困難的拉深件，即相對厚度（t/D）×100較小,凸緣相對直徑（d1/d）較大，相對高度h/d較大。,2019/10/13,31,2.空工位設置,簡稱空位，指工序經過時，不做任何沖壓加工的工位。,原因是提高模具強度、保證模具的壽命和產品質量以及模具中的特殊機構等。,2019/10/13,32,3.載體設計,級進沖壓時條料連接工序件并將工序件在模具上穩(wěn)定送進的部分材料。,2019/10/13,33,3.載體設計,四類載體。,（1）邊料載體：條料搭邊廢料作為載體。整個工件周邊都有廢料，穩(wěn)定性好、簡單。,2019/10/13,34,3.載體設計,四類載體。,（2）單側載體（單載體）：在條料一側留出一定寬度，并在適當的位置與工序連接，實現(xiàn)對工序件的運載。適合于條料厚度t在0.5mm以上的沖壓件，特別對于零件一端或幾個方向帶有彎曲的場合。,2019/10/13,35,3.載體設計,四類載體。,（3）雙側載體（標準載體、雙載體）：在條料兩側分別留出一定寬度的材料運載工序件，工序件連接在兩側載體的中間，比雙載體更穩(wěn)定，具有更高的定位精度。主要用于薄料（t≤0.2mm），工件精度較高的場合。但材料的利用率有所降低，往往是單件排列。,2019/10/13,36,3.載體設計,四類載體。,（4）中間載體：與單側載體相似，比單側和雙側載體節(jié)省材料，在彎曲工序排樣中應用較多，最適合（t0.2mm），兩外側有彎曲的具有對稱性零件。中間載體寬度靈活掌握，但不小于單載體寬度。,2019/10/13,37,4.定位形式選擇,由于級進沖壓是將產品的沖壓加工工序分在多個工位上完成，為了保證前、后工位工序件的沖切刃口能準確銜接、匹配。要求工序件在每一工位上都能準確定位。,2019/10/13,38,縱向定位包括定距和導正，橫向定位是導料。,級進定位方式：表5.1,（1）側刃定位：一般應安排在第1工位，目的是使沖壓一開始條料就能按一定步距送進。,（2）導正銷定位：用裝于上模的導正銷插入條料上的導正孔以矯正條料的位置，保持凸模、凹模和工序件三者之間具有正確的相對位置。,1落料凹模 2導正銷 3沖導正孔凸模,2019/10/13,39,（2）導正銷定位,1）導正銷孔直徑,級進模的導正銷孔多數是設置在條料的載體上（也可設置在工序件的孔上），因此導正銷孔的直徑的大小直接影響到材料的利用率，不能取過大，也不能取過小，否則不能保證導正銷的強度。,導正銷孔直徑，應綜合考慮板料厚度、材質、硬度、毛坯尺寸、載體形式和尺寸、排樣方案、導正方式、產品精度要求和結構特點、加工速度等因素。表5.2,2019/10/13,40,2）導正銷孔位置,直接導正：利用產品零件本身的孔作為導正孔，導正銷可安裝于凸模中，也可單獨設置。,間接導正：利用載體或廢料上專門沖出的導正銷孔進行導正。,導正銷孔進行導正一般在第1工位上沖出，緊接第2工位要有導正銷，以后每隔2~4個工位等距離設置。導正銷孔可以設置單排或雙排，主要取決于工件的形狀和模具結構，當條料寬度較大時盡量采用雙排導正銷。,導正銷孔精確定位時，有時會引起導正孔變形或劃傷，盡量避免在工件上直接導正，和側刃和自動送料聯(lián)合定位。,2019/10/13,41,3）側刃與導正銷孔混合定位,側刃作為粗定位，導正銷起精確定位的作用。此時側刃長度應大于步距0.05 ～ 0.08毫米，以便導正銷插入導正孔時條料略向后移動。在設計模具時，導正孔一般應在第一個工位沖出，導正銷設置在第二個工位。,1—導尺 2—側刃沖去的料邊 3—側刃擋塊 4—導正銷,2019/10/13,42,5.2.5排樣舉例,1. 排樣設計過程,因為是彎曲件，首先求出展開圖（若是沖裁件，此步可省略；若是拉深件，先計算展開尺寸、拉深次數、每次拉深的半成品尺寸及條料寬度尺寸）。然后按照毛坯排樣、再沖切刃口外形尺寸、最后按排樣步驟進行。,2019/10/13,43,（1）毛坯排樣,整個工件面積約1131.1mm2（包括工件中間的方孔和兩端的小孔。,ηa=1133.1/（64×26.6）=0.67 ηb=1133.1/（64.6×26）=0.67 ηc=1133.1/（64.6×25）=0.70 ηd=1133.1/（52×30.1）=0.72,2019/10/13,44,（2）沖切刃口外形尺寸,先沖導正孔、兩個小孔和中間方孔，后續(xù)工序利用導正銷定位。,彎曲之前將待彎部分與條料分離，考慮簡化模具和保證強度，分兩步沖出連接槽。,2019/10/13,45,（3）工序排樣,在上述排樣的基礎上，設計出工序排樣圖。,2019/10/13,46,2. 排樣圖的繪制,（1）繪制一條水平線，根據步距繪出各工位的中心。,（2）從第1工位開始，繪制沖壓加工內容。(切口、導正銷孔、側刃定距）,（3）繪出第2工位內容，第1工位切口、沖孔也應畫出。,（4）繪出第3工位內容，即使空位也應畫出，第1工位、第2工位形狀也應表達。,（5）以此類推，繪完所有，最后1步為落料時，只需繪出落料外形。,2019/10/13,47,2. 排樣圖的繪制,（6）檢查各工位是否繪制正確，不對處修改。,（7）繪出條料外形，有側刃成形定位時應繪制側刃加工形狀。,（8）每工位繪上剖面線或分別涂上不同顏色。,（9）標注必要尺寸：步距、料寬、導正銷孔徑、側刃所沖料邊寬度等。并注上送料方向、工位數及各工位沖壓名稱。,2019/10/13,48,5.3級進模的典型結構,5.3.1沖裁級進模,厚度0.15mm引線片，外形比較簡單規(guī)則，孔為異形，且較為復雜，有寬度3mm、長度10mm窄條，9個φ1.2小孔相距很近。,普通模具沖壓沖異形孔模具復雜，強度難以保證，小圓孔太近無法沖出，所以級進模。9孔和異型孔分別在3個工位上沖出，異形孔在3個工位上沖出,2019/10/13,49,5.3.1沖裁級進模,采用了內、外導向，利用小導柱11、小導套10保護細小凸模，同時為了操作安全，設置了安全擋板6。,1、21、26—螺釘；2—下模座；3、22—圓柱銷；4—凹模；5-導料板；6—安全擋板；7—落料凸模；8—彈簧；9—卸料螺釘；10—小導套；11—小導柱；12、13、15、17、18—沖孔凸模；14—模柄；16—止動銷；19—側刃；20—上模座；23—墊板；24—導套；25—凸模固定板；27—卸料板；28—導柱；29、32—銷釘；30—側刃擋塊；31—螺釘；33—托料板,2019/10/13,50,5.3.2沖裁彎曲級進模,將條料的局部沖裁與坯料的依次彎曲有機地組合在一起。是級進模中結構最復雜、運動機構最多的一種模具。,沖裁的作用是在規(guī)定的工位沖導正孔，沖成不受彎曲影響的零件上各種型孔，在彎曲成形工位前沖出待彎曲部位的展開尺寸與形狀，在條料上沖出傳遞坯料的載體，彎曲后沖孔和使彎曲件與載體分離。,2019/10/13,51,嵌入式插銷零件圖,料厚1.4mm，需要沖孔、切舌、彎曲多道工序。如單工序生產，需要多副模具、多次重復定位、生產效率低、精度難以保證。故采用級進模。,2019/10/13,52,嵌入式插銷零件圖,采用了浮頂裝置16、17以保證第5工位彎曲后能將帶料托起，以方便送料。,1 —下模座； 2—凹模； 3—卸料板； 4—凸模固定板； 5—墊板； 6—上模座；7—裁搭邊凸模；8—彎曲凸模； 9—模柄； 10—彎曲凸模； 11—裁搭邊凸模；12—頂板；13—襯套； 14—沖孔凸模； 15、18—彈簧；16、17—浮頂裝置；19—螺塞；20--導料板；,2019/10/13,53,5.3.3沖裁拉深級進模,是沖壓工藝應用最早的一種。在成批或大量生產中，外形尺寸在60mm以內，材料厚度在2mm以下的以拉深成形為主的沖壓件均可用帶料的級進拉深成形。,帶料級進拉深是在帶料上直接（不截成單個毛坯）進行拉深。零件拉深完成后才從帶料上沖裁下來。,這種拉深生產率很高，但模具結構復雜，只有大批量生產且零件不大的情況下才采用，或者零件特別小，手工操作很不完全，雖不是大批生產，也可以采用。,2019/10/13,54,沖裁拉深級進模,六角形拉深件，7個工位。,2019/10/13,55,沖裁拉深級進模,采用正裝結構。采用雙側刃定距，避免了料尾損失，凹模全部是鑲平形式，維修方便。,1—落料凸模； 2、3—沖孔凸模； 4、6、7—彎曲凸模； 5、22—護套； 8—切口凸模；9—側刃；10—壓邊圈； 11--導料板；12—刮料板；13—側刃擋塊；14、15、16—浮頂銷；17—凹模鑲套； 18—凹模鑲塊； 19 —凹?？颍?0--下模座； 21—墊板,2019/10/13,56,5.4級進沖壓模設計,5.4.1級進沖壓模具的分類,級進沖壓模具結構復雜，零件數量比較多，一般級進沖壓模由幾十個乃至幾百個零件組成,可分為工作零件和輔助零件。 表5.3(P180)。,2019/10/13,57,5.4.2工作零件設計,工作零件主要指凸模和凹模。和其他沖壓工藝的工作零件有許多地方是相同的。,1.凸模設計,（1）凸模的結構形式及安裝方式,級進沖壓模一副模具中，既有成形用凸模，又有許多沖小孔凸模、沖窄長槽凸模、分解沖裁凸模等。凸模根據具體沖壓性質的要求，被沖材料的厚度、沖壓的速度、沖裁間隙和凸模的加工方法等因素綜合考慮其結構和固定方法。,2019/10/13,58,（1）凸模的結構形式及安裝方式,沖小孔凸模，通常采用加大固定部分直徑，縮小刃口部分長度的措施來保證小凸模的強度和剛度。,當工作部分和固定部分的直徑差太大時，可設計多臺階結構。各臺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套結構。Φ0.2mm左右的小凸模，其頂端露出保護套約3.0~4.0mm。,卸料板還應考慮到對凸模的導向保護作用，以消除側壓力對凸模的作用而影響其強度。,2019/10/13,59,（1）凸模的結構形式及安裝方式,,2019/10/13,60,（1）凸模的結構形式及安裝方式,除了沖孔凸模外，級進模中有許多分解沖裁的制件輪廓沖裁凸模。加工大都采用線切割結合磨削的加工方法。,,(a)直通式凸模外，常采用的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的垂直度，且修整凸模時鉚合固定將會失去作用。,此種結構在多工位精密模具中常采用吊裝，如(b),固定部分臺階設在單面 。,（c）為同樣斷面的沖裁凸模,固定部分臺階設在雙面，受力穩(wěn)定 。,2019/10/13,61,（1）凸模的結構形式及安裝方式,,(d)兩側有異形突出部分，突出部分窄小易產生磨損和損壞，因此結構上宜采用鑲拼結構。,(e)為一般使用的整體成形磨削帶突起的凸模。,（f）為用于快換的凸模結構。,2019/10/13,62,（1）凸模的結構形式及安裝方式,,螺釘固定和錐面固定。,2019/10/13,63,（1）凸模的結構形式及安裝方式,,對于較薄的凸?？刹捎脗让骈_槽用壓板固定的方法。,2019/10/13,64,（2）凸模長度,,1）當同一副模具中各凸模絕對長度不一致時，應確定一基準凸模的工作長度，基準長度為35、40、45，…65mm，其他凸模按基準長度計算，盡量選用標準凸模長度。,凸模工作部分的基準長度，由工件料厚和模具結構大小等因素決定，在滿足多種凸模結構的前提下，力求最小。,2）凸模應有一定的使用高度和足夠的刃磨量。,3）注意凸模工作的同步性，即保證凸模進入工作前，導料銷插入導料孔，卸料板將調料壓緊。,2019/10/13,65,（2）凸模長度,,沖裁彎曲級進?；驔_裁拉深級進模的工作順序，一般是先由導正銷導正條料，待彈性卸料板壓緊條料后，開始進行彎曲或拉深，然后進行沖裁。,沖裁凸模和成形凸模長度是不一樣的。,2019/10/13,66,2.凹模設計,,（1）凹模的結構形式和固定方式,1)整體式凹模,主要用于工位數不多的小型級進模,2019/10/13,67,,（1）凹模的結構形式和固定方式,2)嵌塊式凹模,特點是嵌塊套外形做成規(guī)則形，且可選用標準的嵌塊，在嵌塊上加工出型孔，嵌塊損壞后可迅速更換備件,2019/10/13,68,,（1）凹模的結構形式和固定方式,3)拼塊式凹模,將凹模組件按位置關系裝配在凹模容框內，并在下面加整塊墊板以組成整體凹模。,制造方便，加工精度高，壽命長，應用廣泛。,2019/10/13,69,,（2）凹模外形尺寸的確定,確定凹模厚度和長、寬尺寸，需從刃口受力情況、刃口輪廓長度、成形工序的形成要求及固定方法組合考慮。,2019/10/13,70,5.4.3定位機構設計,1.定距結構設計,目的是保證各工位工序件能按設計要求等距向前送進,常用的定距結構：,擋料銷：用于精度要求不高的手工送料級進模，使用方法同普通沖壓模。,,導正銷（精定位）+側刃（粗定位） ：用于精密級進模中，側刃粗定位，導正銷精定位,2019/10/13,71,（1）側刃,按側刃進入凹模分為無導向和有導向,直入式側刃適合于料厚小于1.2mm的薄料沖壓；有導向的側刃常用于側刃兼做切除廢料用、且被沖形狀比較復雜的模具中。,2019/10/13,72,（2）導正銷,導正銷導入材料時，既要保證材料的定位精度，又要保證導正銷能順利地插入導正孔。,配合間隙大，定位精度低；配合間隙過小，導正銷磨損加劇并形成不規(guī)則形狀，從而又影響定位精度。導正銷直徑：表5.4,導正銷的前端部分應突出于卸料板的下平面，0.8tx1.5t,薄料取大值，厚料取小值，當t=2mm以上時，x=0.6t,1—導正銷； 2—彎曲凸模； 3—沖裁凸模； 4—彈性卸料板,2019/10/13,73,導正銷固定方式,（a）導正銷固定在凸模上；（b）導正銷固定在卸料板上；其余固定在固定板上。,導正銷在一副模具上多處使用時，其突出長度x、直徑尺寸和頭部形狀必須保持一致，使所有導正銷載荷基本相等,2019/10/13,74,2.導向與浮頂裝置設計,帶料經過沖裁、彎曲、拉深等變形后，在條料的厚度方向上會有不同高度的彎曲和突起，為了順利送進帶料，必須將已被成形的帶料頂起，使彎曲和突起的部位離開凹模型孔，并略高于凹模工作表面的帶料頂起結構,浮頂裝置往往和帶料的導向零件（導料板）共同使用構成條料的導向系統(tǒng),2019/10/13,75,2.導向與浮頂裝置設計,浮頂器由浮頂銷、彈簧和螺塞組成。,圖（a）只浮頂條料離開凹模平面，因此可以設置在任意位置，但應盡量靠近成形部分的材料平面上，浮頂力大小要均勻、適當。,2019/10/13,76,圖（b）是套式浮頂結構，這種裝置除了浮頂條料離開凹模平面外，還兼起保護導正銷的作用，應設置在有導正銷的位置上，沖壓時，導正銷進入套式浮頂銷的內孔。,2019/10/13,77,圖（c）是槽式浮頂結構，這種裝置不僅浮頂條料離開開凹模平面，還對條料進行導向，此時模具局部或全部長度上不宜安裝導料板，而是由裝在凹模工作型孔兩側（或一側）、平行于送料方向、帶有導向槽的槽式浮頂銷進行導料。,2019/10/13,78,3.導料板,兩種形式：,（1）普通型導料板：結構和原理同普通模具，適用于低速、手工送料，且為平面沖裁的連續(xù)模；,（2）帶凸臺導料板：適用于高速、自動送料，且多為帶成形、彎曲的立體沖壓連續(xù)模。凸臺的目的是保證條料在浮動送料過程中始終保持在導板內運動。,2019/10/13,79,5.4.4卸料裝置設計,兩種形式,（1）剛性卸料：,（2）彈性卸料：級進模常用，主要由卸料板、彈性元件（彈簧、橡膠墊、氮氣彈簧）、卸料螺釘和輔助導向零件組成。,1—凹模； 2—導料板； 3—彈壓卸料板； 4—彈簧； 5—卸料螺釘； 6—墊板； 7—凸模； 8—凸模固定板,除沖壓開始前壓緊帶料，防止各凸模沖壓時由于先后次序的不同或受力不均引起帶料竄動，并保證沖壓結束后平穩(wěn)卸料。,更重要的是卸料板對各崗位上的凸模（特別是細小凸模）起到精確導向和有效地保護作用。,2019/10/13,80,卸料板的輔助導向形式,1—小導套； 2—小導柱； 3—卸料板； 4—固定板,由于卸料板有保護小凸模的作用，這就要求卸料板有很高的運動精度，為此要在卸料板與上模座之間增設輔助導向零件—小導柱和小導套。,當沖壓材料比較薄，且模具的精度要求較高，工位數又比較多時，應選用滾珠式小導柱導套。,2019/10/13,81,5.4.5輔助裝置,1 模架：,級進模的模架應具有足夠的剛性和強度，并保證工作時運動平穩(wěn)。大型模具應采用六導柱或四角導柱模架。在普通壓力機上的小型模具，可選用對角導柱模架。,模架的導向裝置常采用滾動導柱導套導向。 精密級進模要求模具的強度高、剛性好、精度高。因此通常采用結構鋼做模座，其厚度要求比標準模座厚，上模座加厚 5 ～ 10mm，下模座加厚 10 ～ 15mm 。,2019/10/13,82,2.固定板,級進沖壓模的凸模固定板不僅要安裝多個凸模，還可在其他相應位置安裝導正銷、斜楔、彈性卸料裝置、小導柱、小導套等，因此固定板應具有足夠的厚度和一定的耐磨性。,固定板的厚度可按凸模的40%選用。一般連續(xù)固定板可選用45鋼，淬火硬度43~48HRC；,精度要求高的連續(xù)模固定板，應選T10、CrWMn等,淬火硬度52~56HRC；,低速沖壓，各凸模不需經常拆卸時，固定板可不淬火；,2019/10/13,83,墊板、模柄、緊固螺釘、銷釘應盡量選用標準件。 螺孔和銷孔間距或與刃口之間的距離一般不小于 1.3d,2019/10/13,84,5.5級進模設計舉例,例題：手柄，材料Q235，大批量，材料厚度1.2mm，完成工藝和模具設計,1.沖壓工藝性分析,Q235具有良好的沖壓性能，適合沖裁,結構相對簡單，最小孔徑Φ5，滿足最小孔徑要求要求,孔最小間距3.5mm，滿足最小孔距要求,精度未注，選IT14,2019/10/13,85,5.5級進模設計舉例,2.沖壓工藝方案確定,工序：沖孔、落料,方案1：先落料，后沖孔，單工序生產。,方案2：落料沖孔復合沖壓，復合模生產。,方案3：沖孔、落料級進沖壓，級進模生產。,方案1模具結構簡單，但生產效率低，不能滿足大批量生產的要求,方案2工件精度及生產效率都高，但模具比較復雜，制造難度大，且操作不便。,方案3生產效率高，操作方便，工件精度也能滿足要求。選方案3,2019/10/13,86,5.5級進模設計舉例,3.模具結構形式確定,（1）模具類型的選擇：級進模,（2）定位方式的選擇：利用無側壓裝置的導料板導料，側刃定距，導正銷精定距。,（3）卸料、出件方式的選擇：剛性卸料和下出件方式。,（4）導向方式的選擇：為保證導向精度，這里選用中間導柱的導向方式。,2019/10/13,87,5.5級進模設計舉例,4.主要設計計算,（1）排樣設計：因為外形、孔都簡單，可直接工序排樣,根據工件結構，選用直排。查表2.1，搭邊值1.5mm，側搭邊值為1.8mm，條料寬度： B=（95+16+8+1.8×2）=122.6mm,側刃定距料寬1.5mm 條料寬=（122.6+1.5）=124.1mm,步距L=（16+16+1.5）=33.5mm,第1工位：沖孔，同時定位，同時用側刃沖去等于步距的料邊,第2工位：空位（增大凹模與Φ5孔距,第3工位：第1工位沖孔作為定位，落料,2019/10/13,88,4.主要設計計算,（2）沖壓力的計算：因為剛性卸料，不需要考慮卸料力的大小。只需要算出5個Φ5孔、1個Φ8孔、側刃力、落料力,表1.3 τ=320MPa 式2.14 F=KLtτ=1.3×406×1.2×320=202.7kN,沖壓設備選型J23-25,2019/10/13,89,4.主要設計計算,（3）壓力中心的確定:,1)按比例繪出各凹模型孔圖,2）求出每一型孔的壓力中心位置，圓形孔壓力中心在圓心；外形按式2.18、2.19計算；，側刃壓力中心在幾何中心上；壓力中心坐標（25.7，0）,3）求模具壓力中心：同樣方法求出（28.34，44.66）,2019/10/13,90,4.主要設計計算,（4）工作零件刃口尺寸計算:,因形狀簡單，適宜采用線切割機床分別加工落料凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板。,2）這種加工方法可以保證同軸度，裝配工作簡化。表5.5,2019/10/13,91,5.模具總體設計,模具總圖:,1、6、8—螺釘； 2—凹模； 3—導正銷；4—落料凸模；5—上模座；7—墊板；9—模柄； 10、11、19—銷釘；12、14—沖孔凸模； 13—固定板； 15—側刃； 16—導套；；17—卸料板； 18--導料板； 20--下模座,2019/10/13,92,6.模具主要零件設計,（1）落料凸模:,材料:Cr12 熱處理58~60HRC,2019/10/13,93,6.模具主要零件設計,（2）沖孔凸模:,材料:Cr12 熱處理58~60HRC,2019/10/13,94,6.模具主要零件設計,（3）凹模:,材料:Cr12 熱處理60~62HRC,