冲压模具设计项目教程 教学课件 ppt 作者 袁小江 项目五
项目五 卷收器齿片连续成形工艺与模具设计,项目目标,1、了解冲压成形工艺中连续冲压成形工艺的基本特点及应用。 2、了解连续冲压成形工艺零件排样的基本要求及方法。 3、能进行简单冲压零件的连续模具排样设计。 4、能确定较少工序连续模具的定距、导料、刃口等部分的合理结构。 5、能分析较少工序零件的连续模具排样及工序划分。 6、能设计简单零件或5、6个工位左右的连续模具结构。,项目五 卷收器齿片连续成形工艺与模具设计,卷收器齿片零件如下图所示，材料：SPHC-P，t=1.5mm。零件为较为简单的平面冲裁件，没有弯曲、成形、局部成形等复杂的成形工艺，零件的主要结构与尺寸特点是零件外轮廓的齿形周边，以及内部的各种孔的特征，零件为典型的冲裁件，根据零件的结构尺寸特点，零件上的冲裁特征不能同时进行冲裁，需要进行工序的划分，根据零件的生产批量及生产成本等条件，考虑采用连续模具的结构形式。,项目介绍,项目五 卷收器齿片连续成形工艺与模具设计,卷收器齿片零件,项目五 卷收器齿片连续成形工艺与模具设计,压力机一次行程中，在模具的不同工位上同时完成不同的冲压工序，称这种模具为连续模（也常称为多工位级进模）。在一副连续模上可对形状复杂的冲压件进行冲裁、弯曲、拉深成形等工序，生产率高，便于实现机械化和自动化，而且操作方便安全，适于大批量生产。连续模所完成的冲压工序均分布在坯料的送进方向上。为了控制每一工位的精确送料及稳定生产，连续模必须解决条料的准确定位与送料问题。 按照冲压工序的不同，连续模可分为连续冲裁模、连续弯曲模、连续拉深模和多工序复合的连续模。还有在多工位压力机上的多工位连续模。,连续模设计时主要应考虑以下的几个问题：,项目五 卷收器齿片连续成形工艺与模具设计,1、工序数的确定 （1） 应保证冲压件的精度要求和零件几何形状的正确性。要求零件精度较高的部位，尽量集中在一个工位一次冲压完成。在一个工位完成确有困难，需分解为两个工位时，最好放在两个相邻工位上。 （2） 对于复杂的形孔与外形分段冲切时，只要不受精度要求和模具周界尺寸的限制，应力求做到各段形孔以简单、规则、容易加工为基本原则。 （3） 在普通低速压力机上用的连续模为了使模具简单、实用、缩小模具体积、减少步距的积累误差，凡是能合并的工位，模具有足够的强度，不要轻易分解，增加工位。 （4）多次拉深时，拉深系数的选取应以安全稳定为原则。 (5) 复杂弯曲件，凡能分几次弯曲的零件，切不可强行一次弯曲成形。,项目五 卷收器齿片连续成形工艺与模具设计,2、冲压工序安排的原则 （1）对于纯冲裁连续模，原则上先冲孔，随后再冲切外形余料，最后再从条料上冲下完整零件。要保证条料的足够强度，以使准确无误的送料。 (2) 冲裁弯曲连续模，应先冲孔和弯曲部分的外形余料，再进行弯曲，后冲靠近弯边的孔和侧面有孔位精度要求的侧壁孔，最后分离冲下零件。 (3) 冲裁拉深连续模，先安排切口工序，再进行拉深，最后从条料上冲下零件。 (4) 拉深弯曲连续模，先拉深，再冲切周边余料，后弯曲加工。 (5) 带有压印冲压件，为了便于金属流动和减少压印力，要适当切除压印部位周边余料，再安排压印。最后再精确冲切余料。压印部位上有孔时，原则上压印后再冲孔。 (6) 有压印、弯曲的冲压件，原则上先压印，后冲切余料，再弯曲。,项目五 卷收器齿片连续成形工艺与模具设计,3、空工位的设置原则 为了保证模具有足够的强度，确保模具的使用寿命，或为了便于模具设置特殊结构在连续模中增设空工位。设置空工位的基本原则： （1）用导正销作精确定距时，步距积累误差较小，对产品精度影响不大，可适当多设置空工位。反之，定距精度差的，不应轻易增设空工位。 （2）模具步距较大(一般大于18mm)时，不宜多设置空工位。当步距大于30mm以上时，更不能轻易设置多个空工位。 （3）一般，精度高、形状复杂的零件，应少设置空工位。反之，可适当增加空工位。,项目五 卷收器齿片连续成形工艺与模具设计,一、连续模的排样设计 排样设计是连续模设计的关键之一。排样图的优化与否，不仅关系到材料的利用率、工件的精度、模具制造的难易程度和使用寿命等，而且关系到模具各工位的协调与稳定。冲压件在带料上的排样必须保证完成各冲压工序，准确送进，实现级进冲压和连续冲压；同时还应便于模具的加工、装配和维修。冲压件的形状是千变万化的，要设计出合理的排样图，必须从大量的参考资料中学习研究，并积累实践经验，才能顺利地完成设计任务。 排样设计是在零件冲压工艺分析的基础之上进行的。确定排样图时，首先要根据冲压件图纸计算出展开尺寸，然后进行各种方式的排样。在确定排样方式时，还必须对工件的冲压方向、变形次数、变形工艺类型、相应的变形程度及模具结构的可能性、模具加工工艺性、企业实际加工能力等进行综合分析判断。同时全面考虑工件精度和能否顺利进行级进冲压生产后，从几种排样方式中选择一种最佳方案。完整的排样图应给出工位的布置、载体结构形式和相关尺寸等。,项目五 卷收器齿片连续成形工艺与模具设计,1、排样设计遵循的原则 连续模的排样，除了遵守普通冲模的排样原则外，还应考虑如下几点： （1）先制作冲压件展开毛坯样板（35个），在图面上反复试排，待初步方案确定后，在排样图的开始端安排冲孔、切口、切废料等分离工位，再向另一端依次安排成形工位，最后安排工件和载体分离。在安排工位时，要尽量避免冲小半孔，以防凸模受力不均而折断。 （2）第一工位一般安排冲孔和冲工艺导正孔。第二工位设置导正销对带料导正，在以后的工位中，视其工位数和易发生窜动的的工位设置导正销，也可在以后的工位中每隔23个工位设置导正销。第三工位可根据冲压条料的定位精度，设置送料步距的误差检测装置。,项目五 卷收器齿片连续成形工艺与模具设计,（3）冲压件上孔的数量较多，且孔的位置太近时，可分布在不同工位上冲出孔，但孔不能因后续成形工序的影响而变形。对有相对位置精度要求的多孔，应考虑同步冲出。因模具强度的限制不能同步冲出时， 应有措施保证它们的相对位置精度。复杂的型孔可分解为若干简单形孔分步冲出。 （4）成形方向的选择（向上或向下）要有利于模具的设计和制造，有利于送料的顺畅。若成形方向与冲压方向不同，可采用斜滑块、杠杆和摆块等机构来转换成形方向。 （5）为提高凹模镶块、卸料板和固定板的强度，保证各成形零件安装位置不发生干涉，可在排样中设置空工位，空工位的数量根据模具结构的要求而定。,项目五 卷收器齿片连续成形工艺与模具设计,（6）对弯曲和拉深成形件，每一工位的变形程度不宜过大，变形程度较大的冲压件可分几次成形。这样既有利于质量的保证，又有利于模具的调试修整。对精度要求较高的成形件，应设置整形工位。为避免U形弯曲件变形区材料的拉伸，应考虑先弯曲45°，再弯成90°。 （7）在连续模拉深排样中，可应用拉深前切口，切槽等技术，以便材料的流动。 （8）当局部有压筋时，一般应安排在冲孔前，防止由于压筋造成孔的变形。压突包时，若突包的中央有孔，为有利于材料的流动，可先冲一小孔，压突后再冲到要求的孔径。,项目五 卷收器齿片连续成形工艺与模具设计,2、载体和搭口的设计 搭边在连续模中有着特殊的作用，它将坯件传递到各工位进行冲裁和成形加工，并且使坯件在动态送料过程中保持稳定准确的定位。因此，在连续模的设计中把搭边称为载体。载体是运送坯件的物体，载体与坯件或坯件和坯件的连接部分称为搭口。,（1）载体 载体形式一般可分为如下几种。 1）单边载体 2）双边载体 3）中间载体 4）载体的其他形式,项目五 卷收器齿片连续成形工艺与模具设计,（2）搭口 搭口要有一定的强度，并且搭口的位置应便于载体与工件最终分离。在各分段冲裁的连接部位应平直或圆滑，以免出现毛刺，错位，尖角等。因此应考虑分断切除时的搭接方式。常见搭接方式有以下三种：,1) 搭接,项目五 卷收器齿片连续成形工艺与模具设计,2）平接,3）切接,项目五 卷收器齿片连续成形工艺与模具设计,3、排样图中各冲压工位的设计要点 连续模的冲裁、弯曲和拉深等工序都有自身的成形特点，在多工位级进模的排样设计中其工位的设计必须与成形特点相适应。 （1）连续模冲裁工位的设计要点 1）在连续冲压中，冲裁工序常安排在前工序和最后工序，前工序主要完成切边（切出制件外形）和冲孔。最后工序安排切断或落料，将载体与工件分离。 2）对复杂形状的凸模和凹模，为了使凸模、凹模形状简化，便于凸模，凹模的制造和保证凸模、凹模的强度，可将复杂的制件分解成为一些简单的几何形状多增加一些冲裁工位。 3）对于孔边距很小的工件，为防止落料时引起离工件边缘很近的孔产生变形，可将孔旁的外缘以冲孔方式先于内孔冲出，即冲外缘工位在前，冲内孔工位在后。 对有严格相对位置要求的局部内，外形，应考虑尽可能在同一工位上冲出，以保证工件的位置精度。,项目五 卷收器齿片连续成形工艺与模具设计,（2）连续模弯曲工位的设计要点 1）冲压弯曲方向在连续模中，如果工件要求向不同方向弯曲，则会给连续加工造成困难。弯曲方向是向上，还是向下，模具结构设计是不同的。如果向上弯曲，则要求在下模中设计有冲压方向转换机构（如滑块、摆块）；若进行多次卷边或弯曲，这时必须考虑在模具上设置足够的空工位，以便给滑动模块留出活动的余地和安装空间。若向下弯曲，虽不存在弯曲方向的转换，但要考虑弯曲后送料顺畅。若有障碍则必须设置抬料装置。 2）分解弯曲成形中零件在作弯曲和卷边成形时，可以按工件的形状和精度要求将一个复杂和难以一次弯曲成形的形状分解为几个简单形状的弯曲，最终加工出零件形状。 3）弯曲时坯料会出现滑移现象，如果对坯料进行弯曲和卷边，应防止成形过程中材料的移位造成零件误差。采取的措施是先对加工材料进行导正定位，当卸料板、材料与凹模三者接触并压紧后，再作弯曲动作。,项目五 卷收器齿片连续成形工艺与模具设计,二、连续模常用定距方式 1、步距 步距是连续模中条料逐次送进时每次应向前移动的距离。连续模工位间公差(称为步距公差)直接影响冲压件的精度。步距公差小，冲压件精度高，但模具制造困难。应根据零件精度、复杂程度、材质、料厚、模具工位数、送料及定位方式适当确定级进模的步距公差。,项目五 卷收器齿片连续成形工艺与模具设计,2、挡料销及导正销定距 连续模生产时，一般条料送进时先由临时挡料销定位，压力机完成一个行程（即一个工序)后，临时挡料销自动复位，条料继续向前送进一个步距，先由固定挡料销初步定位，再由导正销导正保证条料的准确定位。固定挡料销及导正销定距方法如图所示。,项目五 卷收器齿片连续成形工艺与模具设计,挡料销的结构与单工序冲裁中的固定挡料销相同。条料的导正定位，常使用导正销与侧刃配合定位，侧刃作定距和初定位，导正销作精定位。而条料的定位与送料进距的控制则靠导料板、导正销和送料机构来实现。在工位的安排上，一般导正孔在第一工位冲出，导正销设在第二工位，检测条料送进步距的误差检测凸模可设在第三工位。如下图所示为凸模式导正销结构形式。导正销工作段部分伸出卸料板压料面的长度不宜过长，以防止上模部分回程时条料带上去或由于条料窜动而卡在导正销上，影响正常送料。,项目五 卷收器齿片连续成形工艺与模具设计,凸模式导正销结构形式,项目五 卷收器齿片连续成形工艺与模具设计,3、侧刃定距 侧刃定距的方法如右图所示。 （1）侧刃的用途 1）保证条料的精确送进，提高工件精度。 2）用于成批大量生产，提高生产率。 3）在冲压O.5mm以下的薄料时，用导正销定位易把孔缘折弯，且工件的对称度和同轴度要求高时则较多采用侧刃定距。 4）成形工件的冲裁，需切割条料的一边或二边时。 5）送进步距较小，采用其他定位较困难时。,侧刃定距方法,项目五 卷收器齿片连续成形工艺与模具设计,（2）侧刃尺寸 侧刃的公称尺寸等于步距的公称尺寸，其偏差值一般为±O.01mm。在有导正销时，侧刃的公称尺寸等于步距的公称尺寸加O.05O.1Omm，制造偏差取负值，一般取O.01O.02mm。 （3）侧刃的形式 侧刃工作部分的形式如下图所示。图(a
