新多工位级进模的设计基础知识 02Word文件下载.docx
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当嵌块工作型孔为非圆孔,由于固定部分为圆形必须考虑防转。
图6.4.7为常用的凹模嵌块结构。
a图为整体式嵌块,b图为异形孔时,因不能磨削型孔和漏料孔而将它分成两块(其分割方向取决于孔的形状),要考虑到其拼接缝要对冲裁有利和便于磨削加工,镶入固定板后用键使其定位。
这种方法也适用于异形孔的导套。
此主题相关图片如下:
在设计排样时,不仅要考虑嵌块布置的位置还应考虑嵌块的大小,以及与凹模嵌块相对应的凸模、卸料嵌套等。
如图6.4.8所示。
2.拼块式凹模
拼块式凹模的组合形式因采用的加工方法不同而分为两种结构。
当采用放电加工的拼块拼装的凹模,结构多采用并列组合式;
若将凹模型孔轮廓分割后进行成形磨削加工,然后将磨削后的拼块装在所需的垫板上,再镶入凹模框并以螺栓固定,则此结构为成形磨削拼装组合凹
模。
图6.4.9为图6.2.2所示弯曲零件采用并列组合凹模的结构示意图,图中省略了其他零部
件。
拼块的型孔制造用电加工完成,加工好的拼块安装在垫板上并与下模座固定。
图6.4.10
为该零件采用磨削拼装的凹模结构,拼块用螺钉,销钉固定在垫板上,镶入模框并装在凹模
座上。
圆形或简单形状型孔可采用圆凹模嵌套。
当某拼块因磨损需要修正时,只需要更换该
拼块就能继续使用。
磨削拼装组合的凹模,由于拼块全部经过磨削和研磨,拼块有较高的精度。
在组装时为确保相互有关联的尺寸,可对需配合面增加研磨工序,对易损件可制作备件。
关于分块原则和拼块的设计见2.9。
拼块凹模的固定主要有以下三种形式
a)嵌块在排样中的布置b)零件图c)凸模、卸料嵌套、凹模嵌块相互位置
(1)平面固定式
平面固定是将凹模各拼块按正确的位置镶拼在固定板平面上,分别用定位销(或定位键)和螺钉,定位和固定在垫板或下模座上,如6.4.11所示。
该形式适用于较大的拼块凹模,且按分段固定的方法。
(2)嵌槽固定式
嵌槽固定是将拼块凹模直接嵌入固定板的通槽中,固定板上凹槽深度不小于拼块厚度的2/3各拼块不用定位销,而在嵌槽两端用键或楔定位及螺钉固定,如6.4.12所示。
(3)框孔固定式
框孔固定式有整体框孔和组合框孔两种,如6.4.13所示。
整体框孔固定凹模拼块时,拼块和框孔的配合应根据胀形力的大小来选用配合的过盈量。
组合框孔固定凹模拼块时,模具的维护,装拆较方便。
当拼块承受的胀形力较大时,应考虑组合框连接的刚度和强度。
4.3
带料的导正定位
在精密级进模中不采用定位钉定位,因定位钉有碍自动送料且定位精度低。
设计时常使用导正销与侧刃配合定位的方法,侧刃作定距和初定位,导正销作为精定位。
此时侧刃长度应大于步距0.05~0.1mm,以便导正销导入孔时条料略向后退。
在自动冲压时也可不用侧刃,条料的定位与送料进距控制靠导料板、导正销和送料机构来实现。
在设计模具时,作为精定位的导正孔,应安排在排样图中的第一工位冲出,导正销设置在紧随冲导正孔的第二工位,第三工位可设置检测条料送进步距的误差检测凸模,如6.4.14所
示。
图6.4.15是导正过程示意图。
虽然多工位级进冲压采用了自动送料装置,但送料装置可出现±
0.02㎜左右的送进误差。
由于送料的连续动作将造成自动调整失准,形成误差积累。
图6.4.15a出现正误差(多送了c),图b为导正销导入材料使材料向F`方向退回的示意图。
导正销的设计要考虑如下因素。
1.导正销与导正孔的关系
导正销导入材料时,即要保证材料的定位精度,又要保证导正销能顺利地插入导正孔。
配合间隙大,定位精度低;
配合间隙过小,导正销磨损加剧并形成不规则形状,从而又影响定位精度。
2.导正销的突出量
导正销的前端部分应突出于卸料板的下平面,如图6.4.16b所示。
突出量х的取值范围为0.6t<
ⅹ<
1.5t。
薄料取较大的值,厚料取较小的值,当t=2mm以上时,ⅹ=0.6t
3.导正销的头部形状
导正销的头部形状从工作要求来看分为引导和导正部分,根据几何形状可分为圆弧和圆锥头部。
图6.4.17a为常见的圆弧头部,图6.4.17b为圆锥头部。
4.导正销的固定方式
图6.4.18所示为导正销的固定方式,图a为导正销固定在固定板或卸料板下,图b为导正销固定在凸模上。
导正销在一副模具中多处使用时,其突出长度x、直径尺寸和头部形状必须保持一致,以使所有的导正销承受基本相等的载荷。
4.4
带料的导向和托料装置
多工位级进模依靠送料装置的机械动作,把带料按设计的进距尺寸送进来实现自动冲压.由于带料经过冲裁,弯曲,拉深等变形后,在条料厚度方向上会有不同高度的弯曲和突起,为了顺利送进带料,必须将已被成形的带料托起,使突起和弯曲的部位离开凹模洞壁并略高于凹模工作表面。
这种使带料托起的特殊结构叫浮动托料装置。
该装置往往和带料的导向零件共同使
用。
1.浮动托料装置
图6.4.19所示,是常用托料装置,结构有托料钉,托料管和托料块三种。
托起的高度一般应使条料最低部位高出凹模表面1.5mm~2mm,同时应使被托起的条料上平面低于刚性卸料板下平面(2~3)t左右,这样才能使条料送进顺利。
托料钉的优点是可以根据托料具体情况布置,托料效果好,凡是托料力不大的情况都可采用压缩弹簧作托料力源。
托料钉通常用圆柱形,但也可用方形(在送料方向带有斜度)。
托料钉经常是成偶数使用,其正确位置应设置在条料上没有较大的孔和成形部位下方。
对于刚性差的条料应采用托料块托料,以免条料变形。
托料管设在有导正孔的位置进行托料,它与导正销配合(H7/h6),管孔起导正孔作用,适用于薄料。
这些形式的托料装置常与导料板组成托料导向装置。
2.浮动托料导向装置
托料导向装置是具有托料和导料双重作用的模具部件,在级进模中应用广泛。
它分为托料导向钉和托料导轨两种。
(1)托料导向钉
托料导向钉如图6.4.20所示,在设计中最重要的是导向钉的结构设计和卸料板凹坑深度的确定。
图a是条料送进的工作位置,当送料结束,上模下行时,卸料板凹坑底面首先压缩导向钉,使条料与凹模面平齐并开始冲压。
当上模回升时,弹簧将托料导向钉推至最高位置,准备进行下一步的送料导向。
图b,c是常见的设计错误。
前者卸料板凹坑过深,造成带料被压入凹坑内;
后者是卸料板凹坑过浅,使带料被向下挤入与托料钉配合的孔内。
因此,设计时必须注意尺寸的协调,其协调尺寸推荐值为:
浮动高度:
h=材料向下成形的最大高度+(1.5~2)mm
尺寸D和d可根据条料宽度,厚度和模具的结构尺寸确定。
托料钉常选用合金工具钢,淬硬到58~62HRC,并与凹模孔成H7/h6配合。
托料钉的下端台阶可做成可拆式结构,在装拆面上加垫片可调整材料托起位置的高度,以保证送料平面与凹模平面平行。
(2)浮动托料导轨导向装置
图6.4.21为托料导轨式的结构图,它由4根浮动导销与2条导轨导板所组成,适用于薄料和要求较大托料范围的材料托起。
设计托料导轨导向时,应将导轨导板分为上下两件组合,当冲压出现故障时,拆下盖板可取出条料。
4.5
卸料装置的设计
卸料装置是多工位级进模结构中的重要部件。
它的作用除冲压开始前压紧带料,防止各凸模冲压时由于先后次序的不同或受力不均而引起带料窜动,并保证冲压结束后及时平稳的卸料外。
更重要的是卸料板将对各工位上的凸模(特别是细小凸模)在受侧向作用力时,起到精确导向和有效的保护作用。
卸料装置主要由卸料板,弹性元件,卸料螺钉和辅助导向零件所组成。
1.卸料板的结构
多工位级进模的弹压卸料板,由于型孔多,形状复杂,为保证型孔的尺寸精度,位置精度和配合间隙,多采用分段拼装结构固定在一块刚度较大的基体上。
图6.4.22是由5个拼块组合而成的卸料板。
基体按基孔制配合关系开出通槽,两端的两块按位置精度的要求压入基体通槽后,分别用螺钉,销钉定位固定。
中间三块拼块经磨削加工后直接压入通槽内,仅用螺钉与基体连接。
安装位置尺寸采用对各分段的结合面进行研磨加工来调整,从而控制各型孔的尺寸精度和位置精度。
2.卸料板的导向形式
由于卸料板有保护小凸模的作用,要求卸料板有很高的运动精度,为此要在卸料板与上模座之间增设辅助导向零件----小导柱和小导套,如图6.4.23所示。
当冲压的材料比较薄,且模具的精度要求较高,工位数又比较多时,应选用滚珠式导柱导套。
3.卸料板的安装形式
卸料板采用卸料螺钉吊装在上模。
卸料螺钉应对称分布,工作长度要严格一致。
图6.4.24是多工位级进模使用的卸料螺钉。
外螺纹式:
轴长L的精度为±
0.1mm,常使用在少工位普通级进模中;
内螺纹式:
轴长精度为±
0.02mm,通过磨削轴端面可使一组卸料螺钉工作长度保持一致;
组合式:
由套管,螺栓和垫圈组合而成,它的轴长精度可控制在±
0.01mm。
内螺纹和组合式还有一个很重要的特点,当冲裁凸模经过一定次数的刃磨后再进行刃磨时,对卸料螺钉工作段的长度必须磨去同样的量值,才能保证卸料板的压料面与冲裁凸模端面的相对位置。
而外螺纹式卸料螺钉工作段的长度刃磨较困难。
图6.4.25所示卸料板的安装形式是多工位级进模中常用的结构。
卸料板的压料力,卸料力都是由卸料板上面安装的均匀分布的弹簧受压而产生的。
由于卸料板与各凸模的配合间隙仅有0.005mm,所以安装卸料板比较麻烦,在不十分必要时,尽可能不把卸料板从凸模上卸下。
考虑到刃磨时既不把卸料板从凸模上取下,又要使卸料板低于凸模刃口端面便于刃磨。
采用把弹簧固定在上模内,并用螺塞限位的结构。
刃磨时只要旋出螺塞,弹簧即可取出,不受弹簧作用力作用的卸料板随之可以移动,露出凸模刃口端面,即可重磨刃口,同时更换弹簧也十分方
便。
卸料螺钉若采用套管组合式,修磨套管尺寸可调整卸料板相对凸模的位置,修磨垫片可调整卸料板使其达到理想的动态平行度(相对于上,下模)要求。
图6.4.25b)采用的是内螺纹式卸料螺钉,弹簧压力通过卸料螺钉传至卸料板。
为了在冲压料头和料尾时,使卸料板运动平稳,压料力平衡,可在卸料板的适当位置安装平衡钉,使卸料板运动的平衡。
4.6
限位装置
级进模结构复杂,凸模较多,在存放,搬运,试模过程中,若凸模过多地进入凹模,容易损伤模具,为此在设计级进模时应考虑安装限位装置。
如图6.4.26所示,限位装置由限位柱与限位垫块,限位套组成。
在冲床上安装模具时把限位垫装上,此时模具处于闭合状态。
在冲床上固定好模具,取下限位垫块,模具即可工作,对安装模具十分方便。
从冲床上拆下模具前,将限位套放在限位柱上,模具处于开启状态,便于搬运和存放。
当模具的精度要求较高,且模具有较多的小凸模时,可在弹压卸料板和凸模固定板之间设计一限位垫板,能起到较准确控制凸模行程的限位作用。
4.7
加工方向的转换机构
在级进弯曲或其它成形工序冲压时,往往需要从不同方向进行加工。
因此需将压力机滑块的垂直向下运动,转化成凸模(或凹模)向上或水平等不同方向的运动,实现不同方向的成形。
完成这种加工方向转换的装置通常采用斜楔滑块机构或杠杆机构,如图6.4.27所示。
图中a是通过上模压柱5打击斜楔1,由件1推动滑块2和凸模固定板3,转化为凸模4的向上运动,从而使成形件在凸模4和凹模之间局部成形(突包)。
这种结构由于成形方向向上,凹模板板面不需设计让位孔让开已成形部位,动作平稳,因此应用广泛。
图中b是利用杠杆摆动转化成凸模向上的直线运动,实现冲切或弯曲。
图中c是用摆块机构向上成形。
图中d是采用斜滑块机构进行加工。
级进模中滑块的水平运动,多数是靠斜楔将压力机滑块的上下运动转换而来的。
在设计斜滑块机构时,应参考有关设计资料,根据楔块的受力状态和运动要求进行正确的设计,合理地选择设计参数。