排样时应尽量减少工步
发布时间:2019-04-27 07:00

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  现代冲压技术的迅速发展,使形状复杂的冲压件,特别是一些按传统冲压工艺要多副冲模分序冲制的中小型复杂的冲压件,越来越多地采用多工位级进模成形,以提高冲件质量和效率,降低冲件生产成本。但设计与制造这类多工位级进模难度大,技术要求高,而排样图设计则首当其中。只有设计出合理的排样图才有可能顺利完成这类级进模设计与制造。级进模冲件的排样设计是级进模结构设计的基础及其重要组成部分,影响到级进模结构选型及制模工艺性,制模周期与模具费、冲件质量及材料利用率以及冲件生产成本,是一项综合性技术很强的设计工作。

  级进模冲件排样与单冲模相比要复杂的多,其排样要保证连续冲压工艺顺利实施并获取尽可能高的材料利用率,操作安全,效率高,影响因素多,要求高。其步骤与要点如下:

  (1)通过对冲件详尽的工艺分析后,就冲件连续冲压一模成形的可行性进行研究并提出多个冲压工艺方案进行对比,从中选优后实施排样。

  (2)冲件的形状、尺寸及精度直接影响到连续冲压工艺及工步顺序,排样时要考虑连续冲压的工艺性、冲模结构设计的需要,在工步顺序与工位安排上注意以下各点:

  a.冲件上群孔中对孔距精度要求在)IT10 级以上或孔距公差值小于0.01mm的孔均应在一个或相邻两个工位上冲出。

  b.冲件上孔壁、孔边小于料厚t不足2mm,应分步在两个工位上冲出,以增强凹模强度及凸模在其固定板上的安装位置。

  c.对于群孔同轴度、位置度要求很高,允差小于0.01mm,可将有关孔一次冲出或在相邻两工位上冲出。

  d.如冲件外形和展开毛坯尺寸公差很小,可考虑整体落料而后成形;如冲裁件局部凸台或凹口尺寸要求严可用多工位分切后拼合。

  e.对于产量大的小型复杂形状成形冲件,应尽量采用级进模,以提高冲件质量与效率。

  f.尺寸精度要求)IT10级以上的高精冲件,排样时应尽量减少工步,防止工位数多,送料积累误差大,降低冲压精度。

  g.具有复杂的多向弯曲、侧向成形与切口等要横向施力冲压的冲件应考虑在平面冲孔、切口后以及落料之前,采用楔传动横向冲压,以提高精度与效率。

  (3)考虑冲模结构设计的需要和冲压变形所需位置的要求,设置必要的空挡工位,加大凸模在固定板上的安装位置;原材料打扁减薄增大覆盖的凹模表面积,加大凹模壁部等。

  根据级进模冲压工艺特点、工位间送进方式、排样有无搭边及切除工艺废料方法等可将级进模冲件排样归纳为以下几种类型及排布方法。

  各工位分别冲切和成形冲件的一部分,各工位相对独立,互不相干,其相对位置由模具控制,最后组合成完整合格的冲件,见图1a、图1b。

  冲件的内孔与外形,甚至是一个完整的任意形状冲裁线,都用几个工位分开冲切,最后拼合成完整的冲件,虽与分切组合类似,但却不尽相同。其各工位拼切组合,冲切刃口相互关联,接口部位要重合,增加了制模难度。

  用冲切沿边的方法获取冲件侧边的复杂外形即裁沿边排样。当冲切沿边在送料方向上的长度L 与进距S相等时,即L=S时,则可取代侧刃并承担对送进原材料切边定距的任务。通称

  这类侧边凸模为成形侧刃。由于JB/T-76481-标准侧刃品种少且尺寸规格有限,最大切边长

  仅40.2mm。当送料间距S40.2mm时,便只能用非标准侧刃了。采用标准侧刃的另一个缺点是要靠在原材料侧边切除一定宽度的材料形成长度等于送料进距的切口,对送进原材料定位,增加了工艺废料,使η值下降2%~3%。用侧边凸模裁沿边,既能完成冲件侧边外廓任意复杂外形的冲裁,又可实现对送进原材料进距限位,取代标准侧刃,一举多得。

  对于细长的薄料冲裁件,与搭边连接的部位有复杂的待冲切外廓的长冲件,可避免细长冲裁件扭曲变形、卸件困难等特点。比较典型的冲件是仪表指针、手表秒针等,采用上述裁搭边排样,效果很好。为了制模方便,有时将搭边放大,便于落料,而作为搭边留在原材料上的冲件,最后才切开分离出来。

  通过分工位逐步冲切沿边与搭边获取成形冲件展开毛坯并冲压成形的排样称之为沿边与搭边获取成形冲件展开毛坯并冲压成形的排样称之为沿边与搭边组合冲切排样。诸工位冲去的是工艺废料,冲件留在原材料上逐步成形至最后工位分离出模。

  用大尺寸冲裁件内孔的结构废料,在同一副级进模的专设工位上冲制相同材料更小尺寸的冲件,即套裁排样。一般情况下是先冲内孔中的小尺寸冲件,大尺寸冲件往往最后工位上落料冲出。由于上下工位无搭边套料,同轴度要求高,送料进距偏差要小才能保证套裁冲件尺寸与形位精度。

  利用冲件的工艺废料或与沿边相连的结构废料相互拼合冲制相同材料的冲件即拼裁排样。与套裁排样的区别在于,拼裁是尽量利用工艺废料或多余的沿边与搭边及由于冲件复杂的外形,凸凹差异大而产生的外沿结构废料,冲制材质相同的多种冲件。排样时,充分利用冲件外形凸、凹部分,相互掺叉嵌入拼合排布,使原材料得到充分利用。

  1 郝滨海. 冲压模具简明设计手册. 北京:化学工业出版社,2005.1

  3 高锦张. 塑性成形工艺与模具设计. 北京:机械工业出版社,2006.5

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  8 杨玉英. 实用冲压工艺及模具设计手册. 北京:机械工业出版社,2004.7

  9 高鸿庭 刘建超. 冷冲模设计及制造. 北京:机械工业出版社,2003.1

  10 王新华. 冲模设计与制造实用计算手册. 北京:机械工业出版社,2003.7