多工位级进模的成形工艺及模具设计（6-1）.ppt

1、第六章 多工位级进模内容简介：内容简介：学习目的与要求：学习目的与要求：重点：重点： 多工位级进模的排样设计、结构特点和零部件设计特点。 难点：难点： 多工位级进模的排样设计和零部件设计。 多工位级进模是高效率、高精度、高寿命的冲压模具，本章介绍多工位级进模有别于普通冲模的工作特点、结构特点和设计特点。 1了解常见多工位级进模的工作原理和结构特点；2掌握多工位级进模的工步设计、排样设计；3了解多工位级进模零部件设计特点。1第一节第一节 概述概述 级进模级进模，又称跳步模、连续模和多工位级进模，指模具上沿被冲原材料的直线送进方向，具有至少两个或两个以上工位，并在压力机的一次行程中，在不同的工位上

2、完成两个或两个以上冲压工序的冲模。级进模是在普通模具的基础上发展起来的一种高精度、高效率、长寿命的模具，是技术密集型模具的重要代表，是冲模发展方向之一。 被加工材料，事先加工成一定宽度的条料，采用某种送进方法，每次送进一个步距。经逐个工位冲制后，便得到一个完整的冲压工件。这种模具除进行冲孔落料工作外，还可根据零件结构的特点和成形性质，完成压筋、冲窝、弯曲、拉深等成形工序，甚至还可以在模具中完成装配工序。为保证多工位级进模的正常工作，模具必须具有高精度的导向和准确的定距系统，配备有自动送料、自动出件、安全检测等装置。第六章 多工位级进模的设计2第一节第一节 概述概述 多工位级进模是在普通级进模的

3、基础上发展起来的一种高精度高精度、高效率高效率、高寿命高寿命的模具，是技术密集型技术密集型模具的重要代表，是冲模发展方向之一。 级进模送料的方法可分为三种：手工送料。常用于生产批量不大、材料较厚、工件较大时的送料。自动送料器送料。自动送料装置由放料架、气动送料器、收料架等三部分组成。在模具上附设自制的送料装置。常用斜楔、小滑块驱动，在级进模中应用较少。第六章 多工位级进模的设计3第一节 概述多工位级进模与普通冲模相比要复杂，具有如下特点：多工位级进模与普通冲模相比要复杂，具有如下特点：（1）在一副模具中，可以完成包括冲裁，弯曲，拉深和成形等多道冲压工序；减少了使用多副模具的周转和重复定位过程，

4、显著提高了劳动生产率和设备利用率。（2）由于在级进模中工序可以分散在不同的工位上，故不存在复合模的“最小壁厚”问题，设计时还可根据模具强度和模具的装配需要留出空工位，从而保证模具的强度和装配空间。（3）多工位级进模通常具有高精度的内、外导向（除模架导向精度要求高外，还必须对细小凸模实施内导向保护）和准确的定距系统，以保证产品零件的加工精度和模具寿命。第六章 多工位级进模的设计4第一节 概述多工位级进模与普通冲模相比要复杂，具有如下特点：多工位级进模与普通冲模相比要复杂，具有如下特点：（4）多工位级进模常采用高速冲床生产冲压件，模具采用了自动送料、自动出件、安全检测等自动化装置，操作安全，具有较

5、高的生产效率。目前，世界上最先进的多工位级进模工位数多达50多个，冲压速度达1000次分以上。（5）多工位级进模结构复杂，镶块较多，模具制造精度要求很高，给模具的制造、调试及维修带来一定的难度。同时要求模具零件具有互换性，在模具零件磨损或损坏后要求更换迅速，方便，可靠。所以模具工作零件选材必须好（常采用高强度的高合金工具钢、高速钢或硬质合金等材料），必须应用慢走丝线切割加工、成型磨削、坐标镗、坐标磨等先进加工方法制造模具。第六章 多工位级进模的设计5第一节 概述多工位级进模与普通冲模相比要复杂，具有如下特点：多工位级进模与普通冲模相比要复杂，具有如下特点：（6）多工位级进模主要用于冲制厚度较薄

6、（一般不超过2mm)、产量大，形状复杂、精度要求较高的中、小型零件。用这种模具冲制的零件，精度可达IT10级。 由上可知，多工位级进模的结构比较复杂，模具设计和制造技术要求较高，同时对冲压设备、原材料也有相应的要求，模具的成本高。因此，在模具设计前必须对工件进行全面分析，然后合理确定该工件的冲压成形工艺方案，正确设计模具结构和模具零件的加工工艺规程，以获得最佳的技术经济效益。第六章 多工位级进模的设计6第二节 多工位级进模的排样及工艺设计 排样设计是多工位级进模设计的关键之一排样设计是多工位级进模设计的关键之一。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

7、等，而且关系到模具各工位的协调与稳定。 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。 第六章 多工位级进模的设计7第二节 多工位级进模的排样及工艺设计 当带料排样图设计完成后，模具的工位数及各工位的内容；被冲制工件各工序的安排及先后

8、顺序，工件的排列方式；模具的送料步距、条料的宽度和材料的利用率；导料方式，弹顶器的设置和导正销的安排；模具的基本结构等就基本确定。所以排样设计是多工位级进模设计的重要排样设计是多工位级进模设计的重要内容，是模具结构设计的依据之一，是决定多工位级进模内容，是模具结构设计的依据之一，是决定多工位级进模设计优劣的主要因素之一。设计优劣的主要因素之一。第六章 多工位级进模的设计8第二节 多工位级进模的排样及工艺设计条料排样图设计完成，也就确定了以下内容：（l）模具的工位数和各工位的工序内容。（2）被冲制工件各工序的安排及先后顺序。（3）工件的排列方式。（4）模具的步距、条料的宽度和材料利用率。（5）导

9、料的方式、弹顶器的设置和导正销的安排。（6）基本上确定了模具结构。 排样图设计的好坏，对模具设计的影响很大，因此要反复思考，并设计出多种方案进行比较，以定出最合理的方案。第六章 多工位级进模的设计9第二节 多工位级进模的排样及工艺设计排样设计的原则排样设计的原则多工位级进模的排样，除了遵守普通冲模的排样原则外，还应考虑如下几点：（1）工序排样应遵循的一般原则：）工序排样应遵循的一般原则：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

10、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置导正销。设置空位，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。第六章 多工位级进模的设计10第二节 多工位级进模的排样及工艺设计排样设计的原则排样设计的原则(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：级进冲裁工序排样的基本原则是：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。布置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。尺寸与形状要求高的轮廓应布置在

11、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。第六章 多工位级进模的设计11第二节 多工位级进模的排样及工艺设计排样设计的原则排样设计的原则(3)级进弯曲模的工序排样级进弯曲模的工序排样 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

12、模的工序排样原则。而弯曲排样要遵循以下原则：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，亦便于调试修整。第六章 多工位级进模的设计12第二节 多工位级进模的排样及工艺设计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置整形工艺。平板毛坯经弯曲后变

13、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。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。第六章 多工位级进模的设计13第二节 多工位级进模的排样及工艺设计(4)级进拉深工序排样级进拉深工序排样 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。级进拉深工序排样中的工艺切口： 在级进拉

14、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。见图6-1。第六章 多工位级进模的设计14第二节 多工位级进模的排样及工艺设计（5）级进拉深工序排样原则：保证条料的搭边和载体有足够的强度；在最末的落料工位前设置整形工位，可以确保产品零件拉深的质量；拉深件底部带有较大孔时，可在拉深前先冲较小的预备孔，改善材料的拉深性，拉深后再将孔冲至要求的尺寸；级进拉深时首次拉深的极限拉深系数比简单拉深时要大一般约增大1820,以后各次再拉深的极限拉深系数也比单件拉深时要大一些；拉深过程中筒形件高度在逐步增加，使各工序件高度不一致，引起了

15、载体变形，影响拉深件质量，对此，可增加空位以改善拉深件质量；为了便于在试模过程中调整拉深次数和各次拉深系数的分配，应适当安排几个空位，作为预备工位。要考虑废料的切断处理。第六章 多工位级进模的设计15第二节 多工位级进模的排样及工艺设计（6）局部成形时级进模的工序排样原则 在级进模中，当零件的成形包含有鼓包、翻边、压印等局部成形工序时，其工序排样应考虑以下原则：局部成形工序可视具体情况穿插在各工位上进行，以利于减少工位数，提高产品质量。局部成形会起条料的收缩，使周围的孔变形，因此，局部成形工序不应安置在条料边缘区或工序件外形处，局部成形区周围的孔应在成形后再冲。压鼓包会引起材料拉伸变形，一般是

16、先压鼓包，再冲切工件外形。避免在翻边线附近冲孔，如果有孔，则在翻边后再冲孔，以防孔变形。若鼓包中心线上有孔，应在压鼓包前先在孔的位置上冲出直径较小的孔，以利于材料从中心向外流动，待压好鼓包后再冲孔至要求的尺寸。第六章 多工位级进模的设计16第二节 多工位级进模的排样及工艺设计第六章 多工位级进模的设计 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。按照载体的位置和数量一般可把载体分为六类： （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

17、）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，并在适当位置与工序件连接，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。17载体和搭口的设计载体和搭口的设计第二节 多工位级进模的排样及工艺设计第六章 多工位级进模的设计 （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

18、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。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。18载体和搭口的设计载体和搭口的设计第二节 多工位级进模的排样及工艺设计第六章 多工位级进模的设计 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级进模任意相邻两工位之间的步距必须相等。 步距尺寸的大小与平行于送料方向制件外形尺寸、排样的排列类别和条料上制件之间的搭边大小等不同情况有关。19定距与导正孔设计定距与导正孔设计第二节 多工位级进模的排样设计重

19、要性：重要性：条料的定位精度直接影响到工件的加工精度,特别是对工位数比较多的排样,应特别注意条料的定位精度。 第六章 多工位级进模的设计二、条料的定位精度排样时：排样时：一般应在第一工位冲导正工艺孔，紧接着第二工位设置导正销导正，以该导正销矫正自动送料的步距误差。 条料的定位精度是确定凹模、固定板和卸料板等零件型 孔位置精度的依据。 标注与步距有关的孔位尺寸：标注与步距有关的孔位尺寸：以第一工位为尺寸基准向后标注，以对称偏差标注型孔位置公差，以保证孔位制造精度。 20边料载体边料载体第六章 多工位级进模的设计21双边载体双边载体第六章 多工位级进模的设计a)等宽双边载体22双边载体双边载体第六章 多工位级进模的设计b) 不等宽双边载体 23单边载体单边载体第六章 多工位级进模的设计24单单中中载载体体 第六章 多工位级进模的设计25双中载体双中载体第六章 多工位级进模的设计26搭接方式搭接方式第六章 多工位级进模的设计交接平接 27凹凹模模板板孔孔位位尺尺寸寸标标注注示示例例 第六章 多工位级进模的设计28排排样样图图示示例例第六章 多工位级进模的设计-冲导正销孔 -冲2个1.8mm圆孔 -空工位 -冲切两端局部余料 -冲两工件之间的分断槽余料 -弯曲 -冲中部长方孔 -载体切断，零件与条料分离 29第六章 多工位级进模的设计多工位精密级进模多工位精密级进模30