2.工序排样的基本类型
按照级进模中获得毛坯外形和产品零件的方式不同,工序排样可以分为落料型、切边型和混合型三类。 工序排样类型:
(A)落料型 (B)切边型 (C)混合型
1)落料型工序排样:
落料型工序排样是最基本的工序排样,它将产品零件内部孔的冲切工序安排在开始的若干工位,最末工位安排外形落料工序。产品零件通过落料与载体分离,并从凹模孔中落下。
落料型工序排样的主要特点是: 1°产品上孔与外形的毛刺方向相反。
2°与其它类型的工序排样相比,工位数少,模具尺寸小、结构简单; 3°外形无搭接头错位现象,适合于冲制外形简单的工件; 4°产品易回收,冲切费料容易处理,但产品易出现翘曲; 5°条料易于导向。 2)切边型工序排样:
切边型工序排样将毛坯外廓分解,在不同的工位上分段逐次冲切,最末一个工位通过冲切工序件外形最后一段轮廓处的废料,使工件与条料分离,工件留在凹模面上。
切边型工序排样的特点是: 1°孔与外形的毛刺方向相同;
2°产品留在凹模面上,产品的平整度易保证; 3°适合于外形复杂件的冲压加工;
4°外形分几次冲成,凸模数量多,并且容易出现搭接头不平直、错牙和毛刺等问题; 5°因要考虑冲切凸模的强度,与落料型排样相比材料利用率低; 6°切边凸模的设计自由度大,有很多设计技巧,因而设计难度大。
3)混合型工序排样:
混合型工序排样兼有切边型和落料型工序排样之所长,在工序排样时,前边部分按切边型排样,最末工位为落料型排样。混合型工序排样是最常用的工序排样方法。
与切边型排样相比,混合型工序排样的主要特点是:
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1°产品容易回收;
2°最终落料的外形部分与其它部分的毛刺方向相反; 3°可以冲制外形复杂的产品零件。
二 空工位
空工位简称空位,是指工序件经过时,不作任何冲切加工的工位。在级进模中设臵空工位是为了提高模具强度、保证模具的寿命和产品质量以及模具中设臵特殊机构等。 三 载体设计
级进模由多个工位组成,冲压过程中各工位的加工内容不同,因此,把工序件从第一工位运送到最末工位是级进模的基本条件之一。载体就是级进模冲压时条料上连接工序件并将工序件在模具上稳定送进的部分材料。载体与一般毛坯排样时的搭边有相似之处,但作用完全不同。搭边是为满足把工件从条料上冲切下来的工艺要求而设臵的,而载体是为运载条料上的工序件至后续工位而设计的。载体必须要有足够的强度,能平稳地将工序件送进。一旦载体发生变形,条料的送进精度就无法保证,甚至阻碍条料送进或造成事故,损坏模具。载体与工序件之间的连接段称为桥。
载体由形式和尺寸两个因素决定,他们与产品外形和尺寸有密切关系以载体强度不可单纯依靠增加载体宽度来补救,更重要的是靠合理地选择载体形式。按照载体的位臵和数量一般可把载体分为六类,如表3-4所示。 1. 无载体
无载体实际上与毛坯无废料排样是一致的,零件外形具有一定的特殊性,即要求毛坯左右边界在几何上具有互补性。 2. 边料载体
边料载体是利用条料搭边废料作为载体的一种形式。这种载体稳定性好,简单。边料载体主要用于落料型排样。 3. 单载体
单载体是在条料的一侧留出一定宽度的材料,并在适当位臵与工序件连接,实现对工序件的运载。单载体适合于切边型排样中使用。 4. 双载体
双载体又称标准载体,它是在条料两侧分别留出一定的材料运载工序件。双载体比单载体更稳定,具有更高的定位精度。 5. 中心载体
中心载体与单载体类似,但载体位于条料中部,它比单载体和双载体节省材料,在弯曲件的工序排样中应用较多。 6. 双桥载体
双桥载体是双载体和中心载体的发展,在条料中央有两个载体桥,在侧边又类似于双载体。
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双桥载体具有很好的导向精度,可以稳定运载工序件,多用于非常小的精密零件。
表3-4 载体的类型和特征 类型 无 载 体 图例 特征 材料利用率高 毛刺方向不一致 切断工序偏斜 精度较低 边 料 载 体 双 载 体 工件易收集 条料易导向,稳定性好 产品易翘曲 废料多,但易处理 能稳定可靠地运载工序件 外形轮廓各段毛刺方向不一致 为标准载体 t>0.4mm 部距可大于30mm t>0.2mm 步距可大于20mm 可采用多排 适用范围 单 载 体 与双载体相比,应取更大的宽度,t可小于0.2mm 在冲切过程中,载体易产生横向弯曲,无载体一侧的导向比较空难,毛坯易倾斜 工位数可大于15步 一般用于单排 中 心 载 体 双 桥 载 体 条料宽度方向难导向,载体易出现横向弯曲,易产生送料失误 T =0.3~2mm 工位数可大于15步 仅用于单排 多用于非常小的产品 适用于薄料并张拉送进的情况 毛坯稳定性好,条料易导向 材料利用率差
四 定距与导正孔设计 1. 步距
在级进模中,步距是指条料在模具中逐次送进时每次向前移动的距离。为了保证前后两次冲切中在工序件上冲切口的准确匹配和连接,级进模任意相邻两工位之间的步距必须相等。
步距的准确与否直接影响冲压件的外形精度、内外形相对位臵精度和冲切过程能否顺利完成。
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2. 工序件定位方式
1)以条料为基准,工序件的定位可分为纵向和横向,纵向沿条料送进方向,而横向与条料送进方向垂直。一般纵向定位包括定距和导正,而横向定位指导料。
2)按照工序件定位精度,可把级进模纵向定位方式分为粗定位和精定位两类。一般,粗定位方式包括固定挡料销、临时挡料销、侧刃等,对工序件送进时定距。精定位方式主要是导正销定位,即对工序件精确定位。
3)导正就是用装于上模的导正销插入条料上的导正孔以矫正条料的位臵,保持凸模、凹模和工序件三者之间具有正确的相对位臵。
4)导正销设臵原则
A.导正孔要在第一工位冲出,紧接的工位上要有导正销,在以后的工位上,根据工位数优先在容易窜动的工位设臵导正销;
B.重要的加工工位之前要有导正销;
C.单载体末工位要有导正销,以较正载体横向弯曲;
D.导正销至少要设臵两个,超过两个时,相互之间应等间隔布臵; 五 工序排样原则
1.工序排样应遵循的一般原则: 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8)
工序排样要保证产品零件的精度和使用要求。 工序应尽量分散,以提高模具寿命,简化模具结构。 同一工位各冲切凸模应尽量设计为相同的高度,便于刃磨。 冲孔在前,外形冲切和落料等在后。
为保证条料送进的步距精度,第一工位安排冲导正孔,第二工位设导正销,在其后的各工位上,优先在易窜动的工位设臵导正销。
设臵空位,可以提高凹模、卸料板和凸模固定板强度。 工件和废料应能顺利排出。
排样方案要考虑模具加工设备条件。
2.级进冲裁模的工序排样
级进冲裁工序排样的基本原则是:
1) 2) 3)
先冲孔,后冲外形。
复杂型孔可分解为若干简单型孔,分步进行冲裁。
工序要分散,以确保凹模有足够的强度。所有的孔不应在同一工位上冲切,最好分开。布臵在同一工位及相邻工位上的冲切轮廓(包括孔)的间距不应小于凹模最小壁厚。
4) 5) 6) 7) 8)
尺寸与形状要求高的轮廓应布臵在较后的工位上冲切。
有孔位精度要求的孔应在同一工位上冲,若无法安排在同一工位上时,可安排在相近的工位上冲。
孔精度有要求并与轮廓靠近,冲外轮廓时孔可能会变形,应先冲外形后冲孔。 外形薄弱部分的冲切应安排在较前的工位上。
轮廓周界较大的冲切工艺,尽量安排在中间工位,以使压力中心与模具几何中心重合。
3. 级进弯曲模的工序排样
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弯曲是冲压加工的基本工艺,级进弯曲模在弯曲模中占有很大比例。由于弯曲件的加工总是伴随着冲孔、切边、落料等工艺,所以在级进弯曲模中必然要有冲裁工艺。冲裁排样仍按前述级进冲裁模的工序排样原则。而弯曲排样要遵循以下原则:
1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8)
毛刺方向一般应位于弯曲区内侧,以减少弯曲破裂的危险,改善产品外观。 弯曲线应安排在与纤维方向垂直的方位或成一定的角度。 应采用合适的措施,以减少回弹。
弯边处的孔有精度要求时,应在弯曲后在冲孔,以免因弯曲引起孔的变形。 尺寸精度要求高的弯曲件应设整形工艺。
在一个工位上,弯曲变形程度不宜太大。对弯曲行程大、角度大的弯曲件可分几次在多个工位上完成,以保证弯曲的尺寸精度要求,亦便于调试休整。 复杂弯曲件应分解为简单弯曲工序的组合,经逐次弯曲而成;对精度要求较高的弯曲件应设臵整形工艺。
平板毛坯经弯曲后变为空间立体形状的工序件,为了工序件进一步向前送进时不被凹模挡住,毛坯平面应离开凹模面一定高度,这一高度称为送进线高度。弯曲排样时,应尽量采用小的送进线高度。
9)
尽可能以冲床行程方向作为弯曲方向。若要作不同于行程方向的弯曲加工,可采用斜锲滑块机构,对闭口型弯曲件,也可采用斜口凸模弯曲。
4. 级进拉深工序排样
突缘材料的收缩是拉深时材料变形的主要特征。在级进拉深工序排样中,关键是要解决因凸缘收缩而导致的各工位步距和条料宽度不一致的问题。为此,在级进拉深工序排样中普遍采用了工艺切口。
1)
级进拉深工序排样中的工艺切口:
在级进拉深工序排样时,为了使拉深过程中材料更易流动,避免步距的改变,获得更好的拉深性,应在拉深工序之前先冲工艺切口。 工艺切口形式:
三种典型的工艺切口 mm
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